摘要：數控車床的加工精（jīng）度直接影響機（jī）械零（líng）件的質量，因此加工精度的影響因素受到廣泛（fàn）關注。文中在概述數控（kòng）車床組成和工作（zuò）原理的基礎上，研究了數控車床加工精度的影響因素，並提（tí）出了提高數（shù）控（kòng）車床加（jiā）工精（jīng）度的有（yǒu）效措施，對於進一步探討（tǎo）數控車床加工精度（dù）的提高措施有一定的借鑒作用。
 
     關鍵詞：數控車床；加（jiā）工精度；影響因素；措施

     0 引言

     數控車床在如今的機械製造業中已得到廣泛的應用，為企（qǐ）業和（hé）社會創造十分顯著的經濟效益。機械產品的精度直接影響著產（chǎn）品的工作性能，而數控車床的（de）精度（dù）控製直（zhí）接影響著所加工機械產品的精度。隨著機械（xiè）製造業（yè）的發展，對機械產品的精度要求越來越高，相應地對於數控車床的加工精度也提出了更高的要求。就一般數控車床而言，其（qí）加工精度大體由4 部分決定：車床本身製造（zào）的（de）精度；數控編（biān）程精度；車床伺服係統精度；插補環節的精度。車床（chuáng）在加工過程中每一個（gè）過程因素也都有可能影響到加工精度，例（lì）如卡緊環節、檢測環節（jiē）以及外部環境等。所以對數控車床的精度（dù）控製要進行綜合考慮和控製。

     1、 數控車床的組成

     數控車（chē）床主要由4 部分組成：主機係統，數控編程係統，驅（qū）動係統（tǒng），加（jiā）工輔助係統［1］。

     1）主機係統。主機係統是機械加工的主體部分，主要實施對工件的切削（xuē）加工。其組成部分主要由主軸、床身、立柱、進給構件等加工部件。
 
     2）數控編程係統。數控係統（tǒng）是有別於普（pǔ）通機床的關鍵部分，也是數控（kòng）加工的核心部件，由硬件設備（bèi）和相應的軟件組成，主要完成（chéng）機（jī）械加工的程序輸入和存（cún）儲，部分（fèn）數控機床也（yě）可以完成對輸入參數（shù）的加工和處理，完成某些特定的操作功能。
 
     3）驅動係統（tǒng）。驅動（dòng）係統為數控車床加工提供原動力（lì），完成機械加工。主要包括（kuò）主軸電機、主軸驅動結（jié）構、進給電機、進給結構等，通過伺服機（jī）構由驅動（dòng）係統控（kòng）製（zhì）實現主軸運（yùn）動和進給（gěi）運（yùn）動。
 
     4）加工（gōng）輔助係統（tǒng）。加工輔助係統（tǒng）是指在加工生產過程中一些（xiē）必要的（de）輔助機構，保證切削加工的順利完成。主要包括（kuò）噴射（shè）機構、排屑機構、數控轉台、監（jiān）測與檢測機構，主要作用為（wéi）冷卻、排（pái）屑、照明、潤滑等。

     2 、數控車床的工作原（yuán）理

     數控車床與普通車（chē）床在加工過（guò）程上有很大的（de）區別，普通車床加工時需要加工人員根據（jù）零件加工圖不斷改變車刀的（de）運動軌跡，來完成機械零件的加工。而數控車床是將刀具（jù）以及相關構件（jiàn）通過數控編程語言（yán）進行設定，輸（shū）入NC 的裝置，通過伺服係統驅動相應的車床構件完成零件的加工，其具體過程如圖1 所示［2］。

     3 、數控車床加工精度的影響因（yīn）素

     數（shù）控車床本身的機械加工精度以（yǐ）及伺服係統（tǒng）驅動（dòng）精度都能夠影響數控車床的加工精度。具體細分影響（xiǎng）數控車床加工精度的原因（yīn）主要有車床本（běn）身幾何誤（wù）差、車床熱（rè）變形誤差、伺服係統驅動誤差、車刀參數（shù）變化引（yǐn）起的誤（wù）差等。在數控車床加工中，伺服係統驅動（dòng）誤差、車刀參數變化引起的誤差較為普遍。下麵對這兩（liǎng）種影響因（yīn）素進行詳細分析。

     3.1 伺服（fú）係統（tǒng）驅動因素

     由數控車床工作原理可（kě）知，伺服係（xì）統通過驅動車床（chuáng）部件完成（chéng）零件（jiàn）的加工，其（qí）具體過程為（wéi）：數控車床的定位由滾珠絲杠完成，滾珠絲杠由伺服電機驅動進行控製，滾珠絲杠的傳動誤差成為定位精度影響（xiǎng）因素（sù）之一。

     數控車床一般采用半閉環控製伺服（fú）進給係統控製，其工作原理如圖2 所示（shì）［3］。在正常加工過程，絲杠由伺服電機控製進行反方向運轉時，會出現空隙的（de）空運（yùn）轉現象，造成反向間隙誤差。同時數控車床的傳動和（hé）運動機構（gòu）在外力作用下會產生彈性變（biàn）形，並且加工部位與車床其他部位受力不同，造成彈性間隙發生（shēng）也影響加工精度。此部分誤差為反向間隙誤差和正向傳（chuán）動運轉誤差的疊加。
 

     3.2 車（chē）刀參數變化因素

     數控車（chē）床的加工（gōng）過程主要是車刀在編程控製下對零件進行切削，達（dá）到所需的工件形狀。車削加工的車（chē）刀存在主偏角和刀尖圓弧半徑［4］，對棒料類進行加工時，其軸線尺寸會存在（zài）一定的偏差（chà），這一偏差與主偏角成反比（bǐ），隨主偏角（jiǎo）的增（zēng）大而減小，與刀尖圓弧半徑成正比。所以，在對數控車床進行編程時需要根據加工零件的特點，將（jiāng）軸向尺寸的偏（piān）差規律考慮在內，對其相關位移長（zhǎng）度進（jìn）行調整。在數控車床運轉時，車刀的刀尖圓弧半徑、主偏角、刀尖（jiān）與（yǔ）零件中心的高（gāo）度偏差等（děng）都可能影響數控車床（chuáng）的加（jiā）工精度，需要在編程時進（jìn）行考慮和分析（xī）。

  
     根據（jù）以往（wǎng）的研究（jiū），影響數（shù）控車床加工精度因素的影響程度存在一定的差（chà）別，對其匯（huì）總分類可（kě）得：車床本身誤（wù）差（chà）所占比例為45%~65%，加工中的過程誤差所占比例為25%~40%，檢測誤差所占比例為10%~15%。

     4 、提高數（shù）控車床加工精度（dù）的有（yǒu）效（xiào）措施

     如何提（tí）高（gāo）數控（kòng）車床的加工精度，生產（chǎn）出更加精密的（de）零件，一直是學者關注和研究的（de）重點，根據數（shù）控車床加工（gōng）精度的影響因素，可通過提高導軌幾何精度、誤差補償法、誤（wù）差防止法控製和提高加工精度。

     1）提高導軌（guǐ）幾何精度。數（shù）控車床的發展趨（qū）勢為高（gāo）切削速度、高加工精度，較高的切削速度必然會引起振動（dòng），所以需要導軌具有較好的精度穩定性和較高（gāo）的剛度，可以采用鋼製滑動軌道整體磨（mó）削的方法進行提（tí）高（gāo）。具體方法為：數控車（chē）床（chuáng）在設計時（shí）采用淬硬處（chù）理後的鋼製滑動導（dǎo）軌，用螺釘（dìng）固定在由導軌磨床磨削後的平麵（miàn）上，導軌與（yǔ）導軌基（jī）座之（zhī）間縫隙用注（zhù）塑填充物進行充實，最後進行（háng）整體磨削，獲得較好的幾何（hé）精度。
 
     2）誤差補償法（fǎ）。誤差補償法是通過數控（kòng）係統的補（bǔ）償功能，對已存在的坐標軸偏差進行補償的（de）方法，精（jīng）度不高的車床可以通過誤（wù）差補償法加工出較高精度的產品。此方法可由硬件或軟件完成。例如采（cǎi）用半閉環（huán）伺服係統的數（shù）控車（chē）床，由於反向（xiàng）偏差的影響其定位精度存在誤差，可以采（cǎi）用對反向偏差補償的手段消除（chú）誤差（chà）［5］。
 
     3）誤差防止（zhǐ）法。誤差防（fáng）止法是在數控機床的設（shè）計和製造（zào）階段通過提高機械零件的（de）精度來消除可能存在的誤差。此方法能夠（gòu）從整體上較好地減小加工精度的（de）誤差，但（dàn）是成本較高（gāo），並且此數控車床在原有基礎（chǔ）上繼續提高（gāo）加（jiā）工精度難度較（jiào）大（dà）。

     5 、結語

     隨著製造業的發展，數控車（chē）床作為一種高（gāo）效率的自動化機床被廣泛應用，其加工精度（dù）的高低直接影響產品的質量（liàng）和工作（zuò）性能。本文在簡（jiǎn）要闡述數（shù）控車床組（zǔ）成和工作原理（lǐ）的基礎上，研究了數控車加工精度的影響因素，主要對其伺服係統驅動因素和車刀（dāo）參數變化（huà）因素進行了詳細分析。並提（tí）出了3 種提高數控車床加工（gōng）精度的有效措施，分別為：提高導軌幾何精度、誤差補償法，誤差防止法。對於進一步研究和分析數控車床加工精度具有一定的參考價（jià）值（zhí）。