摘 要：在機械加工過程中，經（jīng）常有很（hěn）多因素影（yǐng）響（xiǎng）工件的（de）加工質量，為使工件達（dá）到所要求的質（zhì）量要求，在加工前就必須將各種影響加工精度（dù）的因（yīn）素考慮（lǜ）進（jìn）去（qù），也就（jiù）是要對影響機械加工精（jīng）度的因素進行分析，並提出相應的解決方案。本文結合自己的實踐經驗，就影（yǐng）響數控（kòng）車床（chuáng）的機（jī）械加工精度因素做一下分析。

      關鍵詞：機床（chuáng）誤差；係統誤差；隨機誤差；
 
       引言

      隨著現代製造技術（shù）的發展，數控車床越來越普及。與普通車（chē）床相比，其在控（kòng）製係統、伺（sì）服驅動、機械結構等方麵發生了具大變化。數控車床采用數控係統控製，兩軸采用伺（sì）服電機直接（jiē）驅動，大大縮短了原來（lái）普車的機械傳動鏈，在消（xiāo）隙、減磨等方麵有了很多改進（jìn）。同時采用（yòng）閉環或半閉環的係統，使加工工件（jiàn）具有生產效率高、產品（pǐn）質量穩定、加工過程柔性好、加工性能強等（děng）特（tè）點。但想要在實際生產中實現高精度加工，就必須對影（yǐng）響數控加（jiā）工精度的因素進行比較全麵的了（le）解，進（jìn）而找出切實可行的誤差控製方法。

      1、機床精度誤差（chà）

      根據被加工工件的加工精度要（yào）求，機床按絕對分級法分為六個絕對精度（dù）等級，分別用羅馬數（shù）字Ⅴ、Ⅵ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示，Ⅵ級精度最低，Ⅰ級精度最高。車床的加工精（jīng）度一般為（wéi）IT6～IT7，對應絕（jué）對精度為Ⅴ級。根據誤差產生原因，機床的精（jīng）度誤（wù）差大致可分為係統誤差和隨機誤差兩類，一般影響機床精度的（de）因素大致都可歸在上述兩類誤差中，如圖１所示。
 
      

                                                             圖1

      2、 機床（chuáng）係統誤差

      機床的係統誤差是機床自身產生的，在製造過程中形成的。它可分為：定位（wèi）精度誤（wù）差、幾何精度誤差、機床部件剛性誤差等（děng）。

      2.1 定位精（jīng）度誤差

      由於機床在裝配（pèi）過程中要受到主軸精度、導（dǎo）軌（guǐ）精度及絲杠等定位精度的影響，因此要對以（yǐ）上精度誤差進行控製。下麵詳細介紹以（yǐ）上三種誤差：

　　a) 主軸（zhóu）回轉誤差，機床主（zhǔ）軸是（shì）裝夾工件或刀具的基準，並將運動和動力傳給工件或刀具，主軸回轉誤差將直接影響被加（jiā）工工件的精度；

　　b) 導軌誤差，導軌（guǐ）是機床上確（què）定（dìng）各機床部件相對位置關係的基準，也是機床運動的基準。其誤（wù）差主要分為兩方麵：一方麵是導軌在（zài）水平麵內和垂直（zhí）麵內的直線度誤差；另一方麵（miàn）是（shì）前後導軌在垂直麵內的（de）平行度誤差。前者直接決（jué）定刀具是否能均勻而（ér）平穩地直線進（jìn）給，從而影響被加（jiā）工零件的幾何精度。此外，機床床身導軌（guǐ）還承受刀架等部件的重力及工作載荷，當（dāng）機床工作時，功能部件在導軌上往複移動，這（zhè）要求導軌副良好的低（dī）阻尼性。否則，勢必（bì）會使運動部件產生（shēng）爬行現象，不能精確定位。 後者直接降低機床導軌的精度和使用壽命。導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素。導軌磨損是機（jī）床精度下（xià）降（jiàng）的主要（yào）原因（yīn）之一（yī）。
 
　　c) 傳動鏈誤差，傳動鏈誤差是（shì）指傳（chuán）動鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤差。一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。

      2.2 幾何精度（dù）誤差

      a) 刀具（jù）的幾何誤差：刀具誤差對加工（gōng）精（jīng）度的影響隨刀具種類的不同而不同（tóng）。采用成形刀具、展成刀具加工時，刀具（jù）的製造誤差（chà）會直接影（yǐng）響工件的加工精度，例如加工油套（tào）管（guǎn）螺（luó）紋（wén）時使用（yòng）的螺紋梳刀，它的精度直接影響到管螺紋的精。但對一般刀具，其製造誤差對工件加（jiā）工（gōng）精度無直接影響。

b) 夾具的（de）幾何誤差：夾具的作用是（shì）使工件相當於刀具和機床具有正確（què）的位置，因此夾具的製（zhì）造誤差對（duì）工件的加工精度有很（hěn）大（dà）影響。

c) 基準不重合誤（wù）差：定位基準（zhǔn）與設計基準不重合時所產生的基準（zhǔn）不重合誤差，隻有在采用調整法加工時（shí）才會產生，在試切法加（jiā）工中不會產生。

d) 定位副製（zhì）造不準確誤差：工件在（zài）夾具中的正確位置是由夾（jiá）具上的定位元件來確定的。定位誤差在基（jī）準不（bú）重合誤差和定位副製（zhì）造誤差的方向不同時，取兩者的矢量和。

      2.3 機床（chuáng）部件剛度誤（wù）差

      機（jī）床由很多部件（jiàn）組成，它決定了機（jī）床的整體剛度。就車床而言，對機床（chuáng）精度影響較大的有：床身剛度、導軌剛度（dù）、絲（sī）杠剛度以及（jí）床鞍剛度等。上述因素，均會導致在工件中產生較大變形，甚至出現振動，從而使工件的（de）出現振紋，表麵光潔度和幾何精度達（dá）不到要求。但（dàn）到目前為止，尚無簡易的剛度計算（suàn）方法，這些部件的剛度（dù）主要還是通（tōng）過實驗（yàn）方法來測定。因此在設計機床部件結構時，應選擇剛度較大的結構，選（xuǎn）用剛性好的材質，合理選擇吃刀量和進給速度，盡量減小部（bù）件剛（gāng）度對工件（jiàn）加工精度的（de）影響。

       3 、隨機（jī）誤（wù）差分類

      機床的隨機（jī）誤差是由（yóu）外部條件引起的，受外界條件影響（xiǎng）較大（dà）。它可（kě）分為：定位精度誤差（chà）、幾何精度誤差、熱變形誤差等。

      3.1工藝係統受載（zǎi）變形引（yǐn）起的誤差（chà）

      工件在車削時，常會受到切削力、夾緊力、慣性力、重力等的作（zuò）用，從而產生相應的變形，最終破壞了刀具和工件之（zhī）間的正確的相對位置，降低了工件的加工精度。例如（rú），當工件剛度遠小於刀具及（jí）夾具的剛（gāng）度時，在（zài）切削力的作用下（xià），工件就會由於剛度不足而導致變形，從而降低了加工（gōng）精度。反之，當（dāng）工件的剛度遠大於刀具（jù）及（jí）夾具的剛度時（shí），在加工工件過程中（zhōng）刀具及夾具（jù）就會出現變形，也會降低工件的精度（dù）。

      因此，要合理地選擇刀（dāo）具材料，增大（dà）刀具（jù）的前角和主偏角，對工件材料進行合理的熱處理以改善其加工性能。同時，要提高工藝係統剛度，減（jiǎn）少切削力並（bìng）壓縮它們的變動幅值。

      3.2 內應力重新分布引起的誤差

      所謂內應力，即是在沒有外力作用而存在於零件內部的應力。工件上一旦產生內應力，就會使（shǐ）工件處於一種高能（néng）位的不穩定狀態，從而本能地向（xiàng）低能位的穩定狀態（tài）轉化，並伴隨工件變形（xíng），最終使工件喪失原有的加工精度（dù）。例如，工件在熱處理後，由於壁厚不均、冷卻不均等原因，產生內應力，從而導致（zhì）變形，最終降低加工精度。
因此，在設計零件時（shí），要盡量做到壁厚均勻，結構對稱，以減少內應力的（de）產生。

      3.3 熱（rè）變形引起的誤差

      在精密加工和大件加工中（zhōng），工藝係統熱變形對工件加工精度的影響較大，由熱變形所（suǒ）引（yǐn）起的加工誤差有時可占工件總誤差的40%～70%。機床、刀具和工件受到各種熱源的作（zuò）用，溫度（dù）會逐漸升高，同時它們向周圍的物質和空間傳（chuán）遞熱量。從而使工件和整個工藝係統產生變形，當單位時間傳入（rù）的熱量與其散出的熱量相等時，工藝係統就達到了熱平衡狀態。例如，在（zài）車削大（dà）件過程中（zhōng），因切削力過大導致主軸軸承及Z軸絲杠溫度提高，從而產生較大變形，最終影響工件的加（jiā）工精度。

       4、 結束（shù）語

      綜上所述，除上述主要（yào）影響因素外（wài），影響數控（kòng）車床（chuáng）的加（jiā）工精度（dù）因素是多方麵的。工藝設計、工作環境以及操作（zuò）人員的技（jì）能水平等，都有可能（néng）對工件的加工精（jīng）度（dù）造成一定影（yǐng）響。所以加工工件（jiàn）時要結合具體情況（kuàng）及多種因素，從設計、製造、操做三個方麵加以考慮（lǜ）。