影響數控機床加工精度的原因及解決辦法

機械加工精度是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

2022-09-21 13:52:38

影響數控機床加工精度的原因及解決辦法

一、位置誤差對加工精度的影響。

位置誤差是指加工后零件的實際表面、軸線或對稱平面之間的相互位置相對于其理想位置的變動量或偏離程度，如垂直度、位置度、對稱度等。數控機床加工中的位置誤差通常指死區誤差，產生位置誤差的原因主要在機床零件加工時由于傳動時產生的間隙和彈性變形導致加工誤差，以及在加工中，機床的刀頭需要克服摩擦力等因素導致產生位置誤差。在開環系統中位置精度受到的影響是很大的，而在閉環隨動系統中，則主要取決于位移檢測裝置的精度和系統的速度放大系數，一般影響較小。

二、幾何誤差導致的加工精度誤差。

數控機床加工中，由于刀具和夾具在受外力和加工中產生的熱量等外界因素的影響下，機床的幾何精度受到影響，機床上加工的零部件產生幾何變形，從而導致產生幾何誤差。

據研究，數控機床產生幾何誤差的主要原因無外乎以下兩種：

內部因素和外部因素。機床產生幾何誤差的內部因素指機床本身的因素導致的幾何誤差，如機床的工作臺面的水平度、機床導軌的水平程度和直線度、機床刀具和夾具的幾何準確程度等。

外部因素主要是指在外部環境和加工過程中的熱變形等因素影響下產生的幾何誤差，如刀具或零部件在切削過程中，由于受熱膨脹、變形，從而產生幾何誤差，影響了機床的加工精度和零部件的加工精度。

三、機床定位導致的加工精度誤差。

通過長期的零部件加工的數據分析和實踐操作看出，機床定位對于數控機床的加工精度有較大影響。數控機床的加工誤差，從結構上看，多由定位精度引起，其中機床的進給系統是影響定位精度的主要環節。數控機床的進給系統通常由機械傳動系統和電氣控制系統兩部分組成，定位精度與結構設計中的機械傳動系統有關。在閉環系統中，數控機床通常可以通過定位檢測裝置防止進給系統中的主要部件產生位置偏差，如滾珠絲杠等部件。而對于開環系統，由于影響因素較多、情況比較復雜，無法進行定位監控，所以對數控機床的加工精度影響較大。

四、通過控制數控機床原始誤差提高加工精度。

數控機床加工過程中，誤差本身是不可避免的，被加工零件與數控機床之間存在必然的誤差，這種一定存在的誤差稱為原始誤差。

因此，要提高數控機床的加工精度，控制數控機床的原始誤差是重要對策之一。針對產生原始誤差的可能性要進行系統的分析，根據誤差產生的原因和誤差類型要制定相應的改進措施。機械零件在加工過程中，數控機床的位置精度、幾何精度對零部件的加工精度有重要影響，要通過位置控制和幾何精度控制來減少位置誤差和幾何誤差對零件的影響。同時對于加工過程中產生的變形誤差，要用風冷、水冷等方法控制加工過程中的熱變形，減少熱變形誤差帶來的加工精度影響。

同時對于位置誤差，要合理選擇適合零件材質的刀具，避免刀具變形，同時根據被加工零件的胚料形狀選擇合理的夾具，有必要的情況下要針對零部件的形狀尺寸專門設計夾具，避免產生位置誤差。

五、合理設計機床核i心部件避免定位誤差。

機床的定位精度對零部件的精度有重要影響，影響機床定位精度的核i心部件如進給系統、導軌、工作臺面等的直線度、水平度等。在設計數控機床時，要合理選擇核i心部件，例如在選擇目前在機床中普遍使用的滾珠絲杠時，應當充分考慮滾珠絲杠的精度，應當選取和安裝比較成熟的滾珠絲杠技術。滾珠絲杠的支撐同樣不可忽視，滾珠絲杠的支撐與系統的傳動精度密切相關，滾珠絲杠的支撐主要由軸向載荷和回轉速度決定，對數控車床的加工精度有重要影響，通常選用高精度的固定和支撐方式。并且設計過程中應嚴格對滾珠絲杠的承載能力要進行相關校核。

而拖鏈，作為機床外防護的一部分，現在對機床來說已經不可或缺。由于其鏈節結構，在跟隨刀架運動時，也會產生一定的振動，這種振動，會直接傳遞到刀具上，終會對加工精度造成一定的影響。

六、通過實時監控技術提高數控機床的加工精度。

隨著數控技術的不斷提高，對數控機床進行加工過程全程實時監控，及時調整加工過程中的誤差環節，并對加工過程中的每一個環節的誤差數據進行采集，并反饋至控制終端，并通過誤差數據采取相應的誤差補償機制，進行及時的誤差補償，能夠有效提高零件的加工精度。