數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素及提高方法

汪相如 羅旭忠 謝文

摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)在快速地發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)也在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，機(jī)床加工的精度對(duì)于其加工產(chǎn)品和應(yīng)用范圍都有直接的影響，因此，無(wú)論對(duì)于數(shù)控機(jī)床的工作流程，還是對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度有影響的各類(lèi)因素，都要進(jìn)行分析和研究，并且提出相關(guān)的改進(jìn)方案，使數(shù)控機(jī)床加工的精度得以提高，從而給機(jī)械制造行業(yè)提供更好的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;加工精度;影響因素;措施

一、數(shù)控機(jī)床的概況

在機(jī)械制造中，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用很多，一般都是采用數(shù)控機(jī)床加工一些異形和復(fù)雜的零件，無(wú)論是零件的質(zhì)量，還是加工的精度都能夠得到保證，數(shù)控機(jī)床具有加工速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是，數(shù)控機(jī)床的成本相對(duì)很高，設(shè)備也比較復(fù)雜。

（一）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)、加工輔助系統(tǒng)以及數(shù)控編程等幾部分構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒐ぷ鲃?dòng)力提供給數(shù)控機(jī)床;主機(jī)系統(tǒng)就是加工機(jī)械的結(jié)構(gòu)，主要進(jìn)行加工切削工件等形式;加工輔助系統(tǒng)，就是為數(shù)控機(jī)床加工提供一些輔助功能，協(xié)助加工能夠精確且順利地進(jìn)行;數(shù)控編程系統(tǒng)就是控制數(shù)控機(jī)床的環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床主要的特征，利用設(shè)計(jì)和輸入數(shù)控編程，便可以控制數(shù)控機(jī)床，自動(dòng)加工和處理工件。

（二）數(shù)控機(jī)床分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床具有很多種類(lèi)，結(jié)合數(shù)控機(jī)床的不同功能和控制系統(tǒng)原理，可以分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、普通數(shù)控機(jī)床和其他種類(lèi)?？茖W(xué)技術(shù)在快速地發(fā)展，數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)也在不斷地完善和提高，已經(jīng)被設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出來(lái)的有些數(shù)控機(jī)床，性能比較獨(dú)特，從而使多樣化數(shù)控機(jī)床加工的要求得以有效地滿(mǎn)足。

（三）數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

加工精度非常高，是數(shù)控機(jī)床主要的特點(diǎn)，加工異形和復(fù)雜零件，通常選用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，加工工件既可靠穩(wěn)定，質(zhì)量也高，半自化和自動(dòng)化操作也能夠有效地實(shí)現(xiàn)，具有非常高的加工生產(chǎn)效率。但是，數(shù)控機(jī)床設(shè)備內(nèi)部的系統(tǒng)很復(fù)雜，具有很大維修難度，必須專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行維修，此外，投資成本也相對(duì)比較高。

（四）數(shù)控機(jī)床工作的程度

有效運(yùn)用數(shù)控編程來(lái)設(shè)定工作過(guò)程，是數(shù)控機(jī)床主要的特點(diǎn)，可有效減少機(jī)器必須人工操作，可更好的搞高效率。先編輯加工零件的程序，在NC裝置中輸入這一語(yǔ)言，再由伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床部件，相應(yīng)地操作加工零件。

二、影響數(shù)控機(jī)床加工精度的主要因素

（一）控制系統(tǒng)的誤差

控制系統(tǒng)誤差，就是控制系統(tǒng)靈敏度比較差，零點(diǎn)飄移等現(xiàn)象容易出現(xiàn)。主要原因就是使用控制系統(tǒng)時(shí)，穩(wěn)定度欠缺。

（二）測(cè)量系統(tǒng)的誤差

測(cè)量系統(tǒng)誤差，數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)的過(guò)程中，因?yàn)榘惭b測(cè)量裝置傾斜和變形以及測(cè)量基準(zhǔn)誤差，而導(dǎo)致的誤差，通常該誤差是由于安裝測(cè)量尺的阿貝誤差的一級(jí)測(cè)量線路誤差等導(dǎo)致的。

（三）工藝編程誤差

工藝編程誤差，就是數(shù)控機(jī)床加工精度時(shí)形成的誤差。加工制作的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)零部件外形尺寸和形狀來(lái)設(shè)定加工的參數(shù)，留出零部件若余量過(guò)大或者不足等，都會(huì)造成設(shè)計(jì)圖紙與加工零部尺寸精度不符合。

（四）實(shí)際加工中的誤差

機(jī)床實(shí)際加工的過(guò)程中，零部件的溫度若快速地升高，不同零部件溫度差異非常大，因?yàn)闇囟鹊牟町?，就?huì)導(dǎo)致加工的零部件出現(xiàn)變形，變形若嚴(yán)重，加工精度就會(huì)受到影響。此外，加工操作時(shí)，電壓波動(dòng)和電磁波干擾以及加工濕潤(rùn)和粉塵等相關(guān)的不同場(chǎng)外因素，都會(huì)很大程度地影響數(shù)控機(jī)床加工的精度。

（五）機(jī)床內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)備的誤差

機(jī)床內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)備誤差，主要有工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的誤差和刀具系統(tǒng)的誤差以及結(jié)構(gòu)誤差、機(jī)床內(nèi)部移動(dòng)組件導(dǎo)致的垂直誤差等。這些誤差都會(huì)直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。

三、解決影響數(shù)控機(jī)床加工精度因素的措施

（一）加工精度刀具軸承上的提升

軸承轉(zhuǎn)動(dòng)和刀具切削，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工精度的影響，都是重要的因素。因此，必須選擇高質(zhì)量和適合加工類(lèi)型的刀具，結(jié)合加工不同材質(zhì)的零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。零部件加工的過(guò)程中，零部件加工的切削精度和力度以及深度等相關(guān)要求都要注意到，根據(jù)零部件的情況隨時(shí)調(diào)換刀具。使用時(shí)，需要靠近轉(zhuǎn)動(dòng)光滑穩(wěn)定和摩擦阻力小的軸承。例如，對(duì)于傳統(tǒng)皮帶傳動(dòng)式主軸，采用靜壓電主軸進(jìn)行替換，針對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的有效提高至關(guān)重要。與傳統(tǒng)流動(dòng)體軸承進(jìn)行比較，空氣為潤(rùn)滑介質(zhì)，粘度比較小，空氣靜壓軸承既具有發(fā)熱少和摩擦磨損小的特點(diǎn)，又具有壽命長(zhǎng)和耐高低溫等相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，并且在氣膜誤差均化效應(yīng)的作用下，回轉(zhuǎn)精度也很高，這些優(yōu)勢(shì)致使空氣靜壓電主軸可以很大程度上提升旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而具有切削高精度和高速度得以有效實(shí)現(xiàn)。水靜壓軸承和空氣靜壓軸承電主軸對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床進(jìn)行配置，為了將高表面和高精度質(zhì)量加工以及高效率加工有效地實(shí)現(xiàn)，無(wú)論在光學(xué)零件領(lǐng)域，還是精密電子產(chǎn)品等相關(guān)領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用發(fā)展前景都非常大。在液體靜壓主軸市場(chǎng)，各類(lèi)高精密的數(shù)控機(jī)床都有，主要的就是高精度磨床。

（二）加工精度技術(shù)上的提升

在加工數(shù)控機(jī)床部件精度上，技術(shù)工藝具有直接影響，所以，必須要重視技術(shù)，工藝設(shè)計(jì)和加工上，需要結(jié)合不同材質(zhì)和不同類(lèi)型，對(duì)零部件進(jìn)行加工，并且還要重視技術(shù)升級(jí)和創(chuàng)新。加工不同材質(zhì)的零部件，必須要采用適合的技術(shù)工藝和方法。加工零部件的精度和尺寸都要控制好，技術(shù)工藝必須要匹配到位。

（三）加工精度從操作上解決

操作人員加工數(shù)控機(jī)床部件精度的加工工藝必須規(guī)范，養(yǎng)成良好的工藝紀(jì)律和習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)操作人員有違規(guī)操作行為及時(shí)制止。嚴(yán)格禁止私自更改切削轉(zhuǎn)速和深度等行為。

（四）定期維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備

數(shù)控機(jī)床設(shè)備工作的強(qiáng)度很大，很容易磨損一些特殊零部件，零部件如果摩損比較嚴(yán)重，就會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床設(shè)備加工的精度。因此，技術(shù)人員必須定期對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，無(wú)論是設(shè)備定位精度和控制精度儀器，還是刀具磨損程度和切削系統(tǒng)的靈敏度以及鉆頭模塑等相關(guān)情況，都要不斷地觀察，致使構(gòu)件加工精度關(guān)鍵部位能夠符合設(shè)備加工精度的要求。

（五）加工精度從設(shè)備上解決

定期保養(yǎng)和維護(hù)數(shù)控機(jī)床設(shè)備，既要定期檢查對(duì)加工精度有影響的測(cè)量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及工作臺(tái)等，又要定期檢查側(cè)滑單元和機(jī)床液壓，控制故障和跑冒滴漏必須杜絕，從而使數(shù)控機(jī)床部件能夠保持潤(rùn)滑，從而使磨損減少。

四、總結(jié)

綜上所述，在工業(yè)生產(chǎn)加工中，數(shù)控機(jī)床屬于不可缺少的重要設(shè)備，加工精度直接影響到加工產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量。所以，數(shù)控機(jī)床加工的過(guò)程中，必須重視和預(yù)防對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度有影響的重要因素，同時(shí)還要采用相應(yīng)的措施，從而有效提高數(shù)控機(jī)床加工精度，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

李建.影響數(shù)控機(jī)床加工精度因素及改進(jìn)關(guān)鍵問(wèn)題探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（20）：46–47.