關于數控車床精度加工

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　　摘要：在數控機床生產加工中，精度控制對產品質量具有重要影響。

　　加工精度則由機床的精度、編程精度、伺服精度以及插補精度決定。

　　為提高機床精度，在其設計環節通過CAD設計和計算機模擬技術可以有效提高機床加工精度。

　　在使用過程中通過加強對機臺的保養，保持良好狀態，保持數控機床的高精度要求。

　　關鍵詞：幾何精度　精度補償　誤差分析

　　1、數控機精度分析

　　目前對數控數控機床的分類主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。

　　數控機床材質的剛度和工作時的溫度，對機床的精度都會造成不同程度的影響。

　　將數控車床的幾何精度繼續細分有可以分成主軸幾何精度和直線運動精度。

　　在數控機床加工運作的過程中主動軸與回轉軸之間的相對位置應該是保持相對固定的，在實際生產的過程中與設計的情況是不完全相同的，兩軸之間的相對空間位置也并非固定不變的，因為構成主軸的軸承零部件在其制造的環節中會出現不同程度的誤差，在使用過程中又會受到溫度、工作強度、潤滑等條件的影響。

　　主動軸的軸承精度、主軸箱在裝配是的質量都會造成主軸和其回轉部件在運行是發生不平衡，另外主動軸的支承軸頸在制造過程中會存在圓度誤差，其前后同軸度也會存在一定程度的誤差，再加之主軸在運轉的過程中都會受熱發生形變，這些因素都對數控機床的主軸幾何精度造成影響。

　　在數控機床除主動軸造成的幾何精度之外，導軌因為摩擦力以及機床所用的伺服電機可能會存在慣量匹配問題會對機床的位置精度造成影響。

　　在數控機床中有部分需要不間斷工作的部件如油缸油泵、電動機、液壓機等，都需要長時間連續工作。

　　在它們運轉的過程中因為摩擦會產生一定的熱量，其內部零件會受熱膨脹發生形變，造成構件的實際尺寸與設計尺寸有出入，零件的結構也會因內部熱應的作用變的不對稱，發生構件的形變，因此數控機床運轉部件受熱發生形變會對機床的位置精度帶來重要影響。

　　數控機床的加工精度與上述兩種精度不同，它是整臺機床在各種因素綜合影響下的結果，與機床的幾何精度和位置精度是密切相關的，與機床的傳動系統誤差、檢查校正系統誤差、零件固定部件無擦、刀具位置的誤差等都有關聯。

　　而且數控機床的程序編輯是否正確、生產工藝是否合理對機床的加工生產的穩定型造成影響。

　　因此在實際生產中，為提高數控機床的加工精度就需要提高機床的幾何精度和位置精度。

　　2、檢測數控機床精度

　　數控機床與所有其他電器、機械設備相同，在使用一段時間后，都會面臨電子元件老化、零部件生銹、機械部件磨損等情況。

　　因此為保持機床能夠保持較好的狀態，應定期對機床進行周期性的保養，對數控機床的精度進行檢測和補償。

　　2.1檢測幾何精度

　　通常在加工中心機床的幾何精度檢測項目中，對直線運動軸的直線度檢測項目所選用的工具是平尺和千分表，一般是測試運動部件在垂直于其運動軸的其他兩個坐標軸上的線性偏差。

　　在一臺常見的普通立式數控加工中心為例，對其集合精度的檢測內容主要包括對機床工作臺面的平面度，運動軸在空間坐標各方向移動的相互垂直度。

　　主軸在中心孔徑向的跳動，主軸、回轉軸軸心線與機床工作臺面的垂直度。

　　機床運動軸在X、Y坐標方向移動時工作臺面的平行度;X坐標方向移動時工作臺面T形槽側面的平行度;主軸箱在延Z軸的坐標方向移動時的直線度以及與主軸的軸心線的平行度，主軸的軸向竄動等。

　　2.2檢測位置精度

　　數控機床所需要的定位精度可以分為定位精度、反向偏差精度和重復定位精度三項。

　　定位精度主要的內容指的是數控機床的工作臺面或者機床的其他運動部件，在生產中實際的運動位置與程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位誤差。

　　在機床各系統中，伺服系統、檢測系統、進給系統等的誤差，以及運動部件導軌的幾何誤差都是造成定位誤差的重要因素，定位誤差是會對機床加工零件的尺寸精度產生直接影響。

　　3、提高機床精度的措施

　　3.1提高設計水平

　　目前我們大量使用的數控機床是以國產機床為主，機床的生產企業基本上的都具有部分的自主研發能力，可以自行設計、制造、改進產品的主體部分，機床的功能件部分人需外購。

　　閉眼機床局部因受力過大而造成較大變形，影響加工精度。

　　機床主動軸在使用過程中要受到耐磨性和溫度升高的影響，因此對其溫度特性進行優化設計可以有效的保持機床的加工精度。

　　通常在對主軸系統設計的是有，會將對機床加工精度造成較大影響的構件安裝到一個與主動軸中心相交，而且與機床底座想垂直的安裝面上，然后在主軸箱的兩側對稱的安裝其他構件，這樣可以有效的改善機床因受熱對加工精度。

　　3.2提高機床幾何精度

　　數控機床的幾何精度能夠對機床的生產精度起到決定性作用，因此在機床生產企業的設計中要能夠合理的設定機床的工作精度，選擇適合的加工負荷。

　　在機床加工零件的過程中，主軸軸頸與軸承發生的摩擦會使其溫度升高，它與主軸箱的箱體孔的空間位置如果存在較大誤差，會造成軸承滾到的變形，嚴重影響到軸承的旋轉精度。

　　所以要嚴格控制主軸軸承的選配間隙。

　　數控機床在加工零件時長時間處于高負荷運轉狀態，通常機床制造企業會采用鑲鋼滑動導軌副結構來提高機床的剛性和精度。

　　該結構可以使數控機床具有最好的幾何精度。

　　3.3綜合提高加工精度

　　數控機床從設計到制造、裝配、使用值一個復雜的過程，對其加工精度的控制也是一個綜合性的系統問題，不能僅僅依靠對某個或某幾個量的控制來獲取較高加工精度。

　　在生產制造環境，應充分考慮到制造工藝中會對機床精度造成影響的因素，消除鑄造加工、機械加工對機床個構件引起的幾何精度的改變。

　　然后通過對數控機床的數控系統進行補償值的設定，可有效的提升機床的加工精度。

　　4、結語

　　目前我們國內采用數控機床雖然比傳統的加工機床有更高的加工精度，但是與世界先最先進的數控設備還有這很大的差距。

　　在現有的條件加，為提高機床的加工質量，保持更高的加工精度，需要對生產工藝精益求精，不斷提高設計制作能力。

　　參考文獻

　　[1]中華人民共和國國家標準GB/T16462-2007，數控車床和車削中心檢驗條件[S]

　　[2]《機床設計手冊》編寫組，機床設計手冊(3)[M]，京：機械工業出版社，1986

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