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數控機床加工（gōng）精度的影響因素及其控製措施

2021-5-7 來源（yuán）：焦作技師學院作者：張偉

摘要（yào）：數控機床以（yǐ）其生產效率高、加工精度高、操作簡單等特點，已經成為製（zhì）造領域內的核心加工設備，但是（shì）很多因素會影響其加工精度，極易導致零部件（jiàn）精度不合格。分析影響數控機（jī）床加（jiā）工（gōng）精度的原因，提出控製措施，以促進數控（kòng）機床加工精度的有效提升。

關（guān）鍵（jiàn）詞：數控（kòng）機床；加工精度；影響因素；控製措施（shī）

隨著科學技術的高速（sù）發（fā）展（zhǎn）和進步，以及（jí）人們對於機械加工零部件的效率、精（jīng）度要求的逐（zhú）步提高，數控機床加工技術得（dé）到了很大的提升（shēng）。數控加工技術被廣泛使用到（dào）各（gè）個領域，可以按照規定的要求完成零部件的加工與生產，對於（yú）現代社會的發展有著極為重要的作用。但是從實際情況分析，依然有些因素會給精度造成不利的（de）影響，所以要綜合分析這些因素（sù），提高加工精度，促進數控機床加工技術（shù）的全（quán）麵提升。

1 、數（shù）控編程對機床加工精度的影響及控製措施

1.1 編程原點的選（xuǎn）擇（zé）對（duì）加工精度的影響和控製措施

數控機床加工開始前，應該先進行編程方案的確定。首（shǒu）先要分析編程原點，然後才（cái）能進行程序編寫。一般情況下，編程坐標係的確定應由作業人員按照加工零件特點、圖（tú）紙（zhǐ）等方麵綜合分析，原點的確定會給整個加工零件的精度造成比較大的影響。在具體的加工環節（jiē），編程坐標係中（zhōng）應該綜合考慮其編程基準、設（shè）計基準、工藝基準等（děng）方麵，實現各個基（jī）準設定的統一性，從而可以將尺寸誤差降到最低的範圍（wéi），以（yǐ）保證零件上的所有尺寸誤差都在設計要求的範圍內，不存在超差的問題，也（yě）不會影響正常使用。在具體操作中，應該根據下麵幾點來進行。

（1）編程原點要（yào）和圖紙內的設（shè）計基準重合，在零部（bù）件的設計圖紙確定環節，應該結合實際需（xū）要來明確具體的設計基（jī）準原（yuán）則，同時（shí）還應該按照工藝基準來完成各項加工作（zuò）業，促（cù）進加工零件精度的提升。

（2）在各個技術參數計算（suàn）環節，應該達（dá）到（dào）簡潔性的（de）標準，同時要防止出現不必（bì）要的（de）尺寸鏈計算，盡量避免出現加工誤差。

（3）編程坐標係確（què）定也是極為重要的工作，應該在保證加工精度符合標準的基礎條件之下來進行確定，以確（què）保整體加工尺寸合格（gé），精度達到規定要求。

1.2 編程過程中的數據（jù）處理對（duì）精度的影（yǐng）響（xiǎng）和控（kòng）製措施

數控加工程序編寫環節，應該按照要求合理地進行數據分析和處理，同時應該分析和了解加工零部件（jiàn）的外部輪廓可能給加（jiā）工精度造（zào）成的影響，最為重要的一項（xiàng）工作就是（shì）要進行未知編程節點和尺寸公差的計算和（hé）分析，以更（gèng）好地保證其尺寸數據精度符合標準

。

（1）數控（kòng）機床設備是主要的加工設備（bèi）形式，需按照要求選擇最佳的零部件輪廓的形式和尺寸，且做好具體（tǐ）的節點坐標係分析和確定，並且很多條件下都（dōu）是采用人工計算（suàn）的方式。一般來說，人工和計算機在計算中，其（qí）誤差會達到 0.01~0.03 mm，因此（cǐ），可以通過下述方式來進行精確（què）度的計（jì）算和分析：首先，人工計算（suàn）中應該（gāi）做好（hǎo）各個數據的計算工作，中間（jiān）數據（jù）必須按照小（xiǎo）數點後保（bǎo）留四位方式來確定；如果（guǒ）是計算機計算，則全部數據都要保留，以（yǐ）確保最終計算結果準確（què）。

其次，編程環節的尺（chǐ）寸調節應該按照機床的（de）脈衝當量來（lái）進行，這個數據用來控製係統的控製，在發射（shè）出脈衝後，機床就會自動進行（háng）必要的移動（dòng），這是機（jī）床在操作和運（yùn）動中所產生（shēng）的最小單位，比如（rú）某機床的脈衝當量（liàng）為 0.001mm，那麽在進行計算時小數點後麵至少應該（gāi）保（bǎo）留三位以上。

（2）在零部件的不同位置上（shàng）所（suǒ）存在的尺寸（cùn）公差不對稱或者（zhě）不（bú）相同的條件下，可以選擇使（shǐ）用人工方式來（lái）進（jìn）行編程尺寸的計（jì）算（suàn）確定。在（zài）加工環節，如果選擇使用相同刀具來進行加工，那麽應該結（jié）合具體的公差中間（jiān）數值來做好編程方案（àn）的確定，給誤（wù）差的處理（lǐ）預留必要的空（kōng）間，從而可以促進加工精度的提升。在編程尺寸公差符合（hé）對稱的要求下，通常應根據需（xū）要來實施公（gōng）差尺寸編程處理，這樣可（kě）以避免存在過大的計算量，以提高（gāo）數據（jù）的精確度。

2 、數控機（jī）床係統誤差對加工精度的影響和控製措施

2.1 螺距誤差和補償

誤（wù）差補償就是在數控機（jī）床加（jiā）工環節，對某個特定軸按照位置的運動，做好各個部分的（de）記錄工作，結合具體測量、記錄的參數來展開深入（rù）的對比和分析。實際（jì）操（cāo）作環節中（zhōng），根據需要在軸上選擇符合要求的測量點，按照要求實施必要的數據測量工作，並且將各項數據都傳輸到係統內（nèi），通過數（shù）據處理，然後進行誤差的消除工作（zuò）。

這種方式下（xià）的測量點是比（bǐ）較多的，螺距（jù）誤差補（bǔ）償技術應用效（xiào）果是非常明顯的（de）。為了能夠達到加工精度標準，應注意（yì）以下幾點：

①數控機床如果複位的數據精度很差，該技術就無法有效地實施到位； ②該技術（shù）的應用是通過數控機床（chuáng）坐標係分析來進行的； ③參考點是影響數控機床加（jiā）工精度的重要因素，應該合理（lǐ）確定，確保其參考點的誤差控製在合理的範圍內，不超出規定（dìng）要求。

2.2 反向間隙誤差（chà）和補償

數控機床在加工過程中，傳動鏈在（zài）運行中容易出現間隙，這是無法避免的（de）。而這（zhè）其中如果（guǒ）存在反向間（jiān）隙，就會造成機床的反向運動，在伺服電機運轉的情況下機床卻沒有發生任何的運動，床加工中（zhōng）就會出現誤差或震蕩等情況。因此，數控機床加工設計環節，應該綜合分析反向間隙的影響，不管選擇哪（nǎ）一種改進措施，都應該防止這一間隙的存在。

如果數控機床是半閉環的結構形式，結合上述所采用的誤差（chà）補償技術（shù），然（rán）後對各個方（fāng）麵的反向間隙做好記（jì）錄和分析，可以（yǐ）把所有的數據全部（bù）都計入（rù）到係統（tǒng）中，能（néng）夠更好地（dì）實現反向運動補償，也就能夠消除這些誤差（chà）。而對於全閉（bì）環的機床來說，反向（xiàng）間隙補償能夠通過各種參數的（de）設（shè）計來實施，提升數控機床加工精度（dù）。

3 、結語

數控機床在實際操作中影響加工（gōng）精度的原因有很多，有些是無法避免的，限於篇幅，所介紹的影響因素相對較（jiào）少，其他諸如工藝設計質量、刀具的質量、作業（yè）人員專業素質、外部環境等，都（dōu）會產生一定程度的影響。因此，在數控機床加工環節，應該綜合考慮多種影響因素，然後規避這（zhè）些（xiē）因素，同時采取有效的控製措施（shī），以促進數控機床加工精度（dù）的提升，防止存在（zài）過大誤差，給機械製造領域的發展提供良好（hǎo）的基礎條件（jiàn）。

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