提高數(shù)控機(jī)床加工精度的幾點(diǎn)思考

0　引言

在數(shù)控機(jī)床中，精度的表示主要是由誤差大小來表示的，具體精度分為兩種，包括靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)精度。其中靜態(tài)精度指的是在機(jī)床不工作不切削的狀態(tài)下檢測出來的，主要指標(biāo)為機(jī)床本身的幾何精度以及定位精度，這種精度對(duì)于機(jī)床精度的檢測來說只能表現(xiàn)機(jī)床的原始精度；動(dòng)態(tài)精度顧名思義則是機(jī)床在切削過程中所檢測和達(dá)到的精度，該精度值的測量包括了機(jī)床的原始精度以及在加工過程中環(huán)境以及工藝問題影響后的精度表示，包括了加工過程中選用的刀具、工件、振動(dòng)等帶來的誤差。在機(jī)床的生產(chǎn)過程中對(duì)于機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度不能有效的控制，能夠保證的就是機(jī)床的靜態(tài)精度，原始制造的精度，數(shù)控機(jī)床的加工精度則有很多方面的影響因素，這將是下文的主要探討內(nèi)容。

1、數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素

1.1 機(jī)床本身的誤差　在大量的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)中表明，機(jī)床的65.7%以上，在安裝時(shí)就不能完全符合其相關(guān)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，在工作當(dāng)中90%的數(shù)控機(jī)床都處于一個(gè)失準(zhǔn)的工作環(huán)境和狀態(tài)下，這種情況就決定了機(jī)床工作狀態(tài)監(jiān)控的重要性，機(jī)床精度的測試對(duì)于機(jī)床精度的保障來說是一個(gè)必要的基礎(chǔ)，能夠?qū)α慵募庸ぞ雀玫谋Ｕ稀?/p>

1.2 溫度影響　除了機(jī)床本身的精度誤差之外，機(jī)床在車間環(huán)境下的運(yùn)作也會(huì)受到影響，包括車間的溫度浮動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱以及接卸摩擦、介質(zhì)影響等，這些問題都會(huì)對(duì)機(jī)床的形態(tài)以及精度造成一定程度的影響，機(jī)床的溫度變化就會(huì)出現(xiàn)調(diào)整精度的喪失，對(duì)機(jī)床的精度以及加工工件的尺寸和精度有所影響。同時(shí)，溫度升高也使軸承間隙發(fā)生變化，進(jìn)而影響加工精度。另一方面，溫度升高使溫度分布不均勻，造成各零件或零件各部分之間的相互位置關(guān)系發(fā)生變化，從而造成零件的位移或扭曲。

1.3 反向偏差　所謂的反向偏差指的是在數(shù)控機(jī)床的工作中由于坐標(biāo)軸在傳動(dòng)過程中造成的反向死區(qū)或者反向間隙造成的誤差現(xiàn)象，也可以成為反向間隙或者失動(dòng)量。對(duì)于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，反向偏差的存在就會(huì)影響到機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。

1.4 間隙誤差　數(shù)控機(jī)床的加工過程中需要用到傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一些間隙，這些間隙就容易造成誤差，尤其是在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中機(jī)床沒有產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這就會(huì)造成數(shù)控機(jī)床的震蕩或者較大的誤差問題。

2、數(shù)控機(jī)床加工精度的提高措施

2.1 機(jī)床的選用　由于機(jī)床本身的精度也有差別，這就需要我們在機(jī)床的選擇上要注意機(jī)床型號(hào)以及精度的選擇，目前數(shù)控機(jī)床位置精度的檢驗(yàn)通常采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO230-2 或國家標(biāo)準(zhǔn)GB10931-89 等。在機(jī)床的選擇中還要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)有所注意，這是由于標(biāo)準(zhǔn)的不同也會(huì)造成精度的差別。

2.2 零件的控制　滑動(dòng)軸承的機(jī)床可以選用耐磨性較好的軸承，從而保障機(jī)床的工作精度。

2.3 對(duì)車間環(huán)境的控制　減少熱源：重點(diǎn)放在主軸軸承的轉(zhuǎn)速、間隙調(diào)整及合理的預(yù)緊。對(duì)于推力軸承和圓錐滾子軸承，因其工作條件差發(fā)熱較大，必要時(shí)可以改用推力角接觸球軸承代替，以盡量減少某些零部件的摩擦發(fā)熱。隔熱：使熱源遠(yuǎn)離主軸，如將電動(dòng)機(jī)、變速器隔離、采用分離傳動(dòng)等。散熱：加強(qiáng)潤滑冷卻、采用油冷、風(fēng)冷等方式、加快熱量散發(fā)。減少熱變形的影響：無論采用何種方式，只能減少熱變形而很難完全消除熱變形，因此還應(yīng)該采取措施，以減少熱變形的影響。

2.4 反向偏差的控制　由于反向偏差會(huì)造成設(shè)備的精度變低，并且隨著機(jī)床的應(yīng)用時(shí)間越久，磨損越大，誤差也會(huì)越來越大，這就需要在機(jī)床的應(yīng)用過程中對(duì)于反向偏差進(jìn)行定期的檢測和補(bǔ)償工作，從而盡可能的減少誤差，提高機(jī)床工作精度。

2.5 誤差補(bǔ)償　誤差補(bǔ)償指的是在對(duì)數(shù)控機(jī)床加工中將定軸的位置做相應(yīng)的記錄，此外，結(jié)合相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)和實(shí)際的測量結(jié)果進(jìn)行比較，了解誤差值，并且在操作中在軸上選定測量的基準(zhǔn)點(diǎn)，記錄下運(yùn)行中的誤差值，輸入到相關(guān)的控制系統(tǒng)內(nèi)，這樣可以很好的控制不同點(diǎn)的軸運(yùn)動(dòng)和誤差時(shí)間。如果所測量點(diǎn)的數(shù)量越多，說明螺距所需要補(bǔ)償?shù)恼`差效果就越明顯，這種誤差補(bǔ)償技術(shù)的前提是建立在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系下的，確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的重要參數(shù)是參考點(diǎn)，因此，一定要保證所選擇的參考點(diǎn)的誤差值是零。

2.6 反向間隙誤差的補(bǔ)償　由于數(shù)控機(jī)床中反向間隙誤差的影響，所以在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)中必須對(duì)反向間隙誤差充分重視，并且采取有效的解決措施。但是不可否認(rèn)的是，間隙是存在的，所以我們要做的是通過螺距誤差補(bǔ)償技術(shù)對(duì)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的各點(diǎn)反向間隙進(jìn)行記錄，并且通過數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)反向運(yùn)動(dòng)直接進(jìn)行誤差的補(bǔ)償操作，從而利用參數(shù)的設(shè)置和數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)定來減小誤差。

2.7 技術(shù)的完善　機(jī)床的精度隨著科技的發(fā)展也在不斷的完善和進(jìn)步，機(jī)床精度從原來的微米級(jí)再向著納米級(jí)進(jìn)步，其中還需要更多的研究和發(fā)展，尤其表現(xiàn)在軸承技術(shù)上，避免軸承技術(shù)的遲滯是發(fā)展的難題之一，遲滯現(xiàn)象對(duì)于定位的精度影響尤為重要，在研究中發(fā)現(xiàn)靜壓軸承技術(shù)能夠?qū)C(jī)械的遲滯現(xiàn)象有所解決，所以在高精度的數(shù)控機(jī)床加工中得到了大量的應(yīng)用。

3、結(jié)語

綜上所述，在數(shù)控機(jī)床的加工工作當(dāng)中，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的精度影響因素有很多，對(duì)于這些影響我們要綜合分析，從多方面盡可能的降低誤差，實(shí)現(xiàn)加工精度的有效提升。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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