摘 要：在機械加工過程中，經常有很多因素影（yǐng）響工件的加工質量，為使工件達到所要求的質量要求，在加工前就（jiù）必須（xū）將各種影響加工精度的因素考慮進（jìn）去，也就是要對影響機械加工（gōng）精度的因素進行分析，並（bìng）提出相應的解決方案。本文結（jié）合自己的實（shí）踐經驗，就影響數控車床的（de）機械加工（gōng）精度因素做一下分析。

      關鍵詞：機床誤差；係統（tǒng）誤差；隨（suí）機誤差；

  
      Abstract: In the process of machining, there are many factors which affect the processing quality of workpiece. In order to meet the required quality, a variety of processing factors which affect the machining accuracy must be considered before processing, It is to the analyze the factors on the processing precision, and proposes the corresponding solution. Combined with my own practical experience, this paper analyzes the factors affecting the machining accuracy of NC lathe.
Key words: the machine tool deviation, the system deviation,the random deviation

        引言

      隨著現代製造技術的發展，數控車床越來越普及。與（yǔ）普通車床相比，其在控製係統（tǒng）、伺服驅動、機械結構等方麵發生（shēng）了具大變化。數控車床采用數控（kòng）係統控製，兩軸采用伺服電機直接（jiē）驅動，大大縮短（duǎn）了原來（lái）普車（chē）的機械傳動鏈，在（zài）消隙、減磨等方麵（miàn）有了很多改進。同時采用（yòng）閉環或半（bàn）閉環的係統，使加工工（gōng）件具有生產效率高、產品質量穩定、加工（gōng）過程柔性好、加工性能強等特點。但想要在實際生產中實現高精度加工，就必須對影響數控加工精度的因素進行比較全麵的了解，進而找出切實可行的誤差控製方（fāng）法。

       １ 機床精度誤差

      根據被（bèi）加（jiā）工（gōng）工件的加工精度要求，機床按絕對分（fèn）級法分為六個絕對精度（dù）等級，分別用羅馬數字Ⅴ、Ⅵ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示，Ⅵ級精度最低，Ⅰ級精度最高。車床的（de）加（jiā）工精度一般為IT6～IT7，對應絕對精度為Ⅴ級。根據誤差產生原因，機床（chuáng）的（de）精（jīng）度誤（wù）差大致（zhì）可（kě）分為（wéi）係（xì）統誤差和隨（suí）機誤差兩類，一般影響機床精（jīng）度的因素大致都可歸（guī）在上述兩（liǎng）類誤差中，如圖１所示。
 
     

                                          圖1

        2 機床係統誤差

      機床的係（xì）統誤差是機床自身產生的（de），在製造過程中形（xíng）成的。它可分為：定位精度誤差（chà）、幾何精度誤差、機床部件（jiàn）剛性誤差等。

      2.1 定（dìng）位精度誤差

      由於機床（chuáng）在裝配過程中要受到主軸精度、導軌精度及絲杠等定位（wèi）精度的影（yǐng）響，因（yīn）此要對以（yǐ）上精度誤差進（jìn）行控製。下麵詳（xiáng）細介紹以上三種誤差：

　　a) 主軸回轉誤差，機床主軸是裝夾工（gōng）件或刀具的（de）基準，並將運動和動力傳給工件或刀具，主軸（zhóu）回（huí）轉誤差將直接影響被加工工件（jiàn）的（de）精度；

　　b) 導軌誤差，導軌是機床（chuáng）上確定各機床部件相對（duì）位置關係的基準，也是機床運動的基準。其誤差主要分為兩方麵：一方麵是導軌（guǐ）在水平麵內和垂直（zhí）麵內的直線度誤差；另一方（fāng）麵是前後導軌在垂直（zhí）麵內的平行度誤（wù）差。前者直接決定刀具是否能均（jun1）勻而平穩地直線進給，從而影響被（bèi）加工零（líng）件的幾何精度。此（cǐ）外，機床床身導軌還承受刀（dāo）架等部件的重力及工作載荷，當機床（chuáng）工作時，功能（néng）部件在導軌上往複移動，這要（yào）求導軌副良好的低阻尼性。否則，勢必會使運動（dòng）部（bù）件產生爬行現象，不能精確定位。 後者直接降低機床導軌的精（jīng）度和使用壽命。導軌的不均（jun1）勻磨損和（hé）安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素。導軌（guǐ）磨（mó）損是機床精度下降（jiàng）的主要原因之一。

　　c) 傳動鏈（liàn）誤差，傳動鏈誤差是指傳動鏈始末兩端傳（chuán）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（liàng）。

      2.2 幾何精（jīng）度誤差

      a) 刀具（jù）的幾何誤差：刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。采用成形刀具、展成刀具加工時，刀具的製造誤差會（huì）直接影響工件的加工精度，例如加工油套管螺紋時使用的螺紋梳刀（dāo），它的精度直（zhí）接影響（xiǎng）到管螺紋的精。但對一般刀（dāo）具，其製造誤差對工件加（jiā）工精（jīng）度無直接影響。

      b) 夾具（jù）的幾何誤差：夾具的作用是使工件相當於刀具和機床具有正確的位置，因此夾具的製造誤差對工（gōng）件的加工（gōng）精度有很大影響。

      c) 基準不重合（hé）誤差：定位基（jī）準與設計基準不重合時所產生的基準不重合誤差，隻有在采用調整法加工時才會產生，在試（shì）切法加工中不會產生。

       d) 定位副製造不準確誤差：工件在夾具（jù）中的正確位置是由夾具上的定位元件來確定的。定位誤差（chà）在基準（zhǔn）不重合誤差和定位副製造誤差的（de）方向不同時，取兩者的矢量和。

      2.3 機床部件剛度誤差

      機床由很多部件組（zǔ）成，它決定了機床的整體剛度。就車（chē）床而言，對（duì）機床精度（dù）影響較大的有：床身剛（gāng）度（dù）、導軌（guǐ）剛度、絲杠剛度以及床鞍剛（gāng）度等。上述因素，均會導致（zhì）在工件中產生較大變形，甚至出現振動，從而使工件的出現振紋，表麵光（guāng）潔度和幾何精度達不到要求。但到目前為止，尚無簡（jiǎn）易的剛度計算方法（fǎ），這些部件的剛度主要還是通過實驗方法來測定。因此在設計機床部（bù）件結構時（shí），應（yīng）選擇剛度（dù）較（jiào）大的結構，選用剛性好的（de）材質，合理選擇吃刀量和進給速度，盡量減小部件剛（gāng）度對工件加工精度的影響。

       3 隨機誤差分類

      機床（chuáng）的隨機（jī）誤差是由外部條件引起的，受外界條件影響較大。它可分（fèn）為：定位精度誤差、幾（jǐ）何精度（dù）誤差、熱變形誤差等。

      3.1工藝係統受載變形引起的誤差

      工件在車削時，常會受到切削力、夾（jiá）緊力、慣性力（lì）、重力等（děng）的作用（yòng），從而產生相應的變（biàn）形，最終破壞了刀具和工件之間的正確（què）的相對（duì）位置，降（jiàng）低了工件的加工精度（dù）。例如，當工件（jiàn）剛度遠小於刀具及夾（jiá）具的（de）剛度時，在切削力的（de）作（zuò）用（yòng）下，工件就會由於剛度（dù）不足而（ér）導致變形，從而降低了加工精度。反之，當工件的剛度遠大於刀具（jù）及夾具的剛度時，在加工工件過程中刀（dāo）具及夾具就會出現變形，也會降低工件（jiàn）的精度。

      因此，要合理地選擇刀具材料，增大刀具的前角和主偏（piān）角，對工件（jiàn）材料進行合理的熱處理以改善其（qí）加工性能。同時（shí），要（yào）提（tí）高工藝係統剛度，減少切削力並壓縮它們的變動幅值（zhí）。

      3.2 內（nèi）應力重新分（fèn）布引起的誤差

      所謂內應力（lì），即是在沒有外力作用而存在於零（líng）件內（nèi）部的應力。工件上一旦產（chǎn）生內應力，就會使工件處於一種高能位的不穩定狀態，從而（ér）本能地向低能位的穩（wěn）定狀態轉化，並伴隨工件變形，最（zuì）終使工件喪失原有的加工精度。例如，工件在熱處理後，由於壁厚不均、冷卻（què）不均等原因，產（chǎn）生內應力，從而導致變形，最終降低加工（gōng）精度（dù）。

      因此，在設計零件時，要盡量（liàng）做到（dào）壁（bì）厚均勻，結構對稱，以（yǐ）減少（shǎo）內（nèi）應力的產生（shēng）。

      3.3 熱（rè）變形引起的誤差

      在精密加工和大件（jiàn）加工中，工（gōng）藝係統熱變形對工件加工精度的影響較大，由熱變形所引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（yuán）的作（zuò）用，溫度會逐漸升高，同時它們向周圍的物質和空間傳遞熱量。從而使工件和整個工藝係統產生變形，當單位（wèi）時間傳入的熱量與其散出的（de）熱量（liàng）相等時，工藝係統就達到了熱平衡狀態。例（lì）如，在車削大（dà）件過程中，因（yīn）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，最終影響工件的加工精（jīng）度。

       4 結束語

       綜上所述，除上述（shù）主（zhǔ）要影（yǐng）響因素外，影響數控車床的加工精度因素是多方麵的。工藝設計、工（gōng）作環境以及操作人員的技（jì）能水平等，都有（yǒu）可能對（duì）工件的加工精度造成一定影響。所以加工工件時要結合具體情況及多種因素，從設計（jì）、製造、操做（zuò）三個（gè）方麵加以考慮（lǜ）。（文自：沈陽第一機床廠）