摘 要：機床在加工作業（yè）中容易出現各種（zhǒng）類型的誤差，將直接導致加（jiā）工後的零（líng）件精度失準。工業零（líng）件的加工精度主要取決於機（jī）床自身的精度設定和調（diào）節。現通過列舉機床在加工過程中容易出現的誤差，簡要分析了各種誤差（chà）的誘發因素，並針（zhēn）對這些原因提出相應（yīng）的消（xiāo）除（chú）方（fāng）法來提高機床的（de）加工精度（dù）。
 
      關（guān）鍵詞：機床；加工誤差；精度；改進策（cè）略
 
      0 引言
 
      目前，國內眾多行業正在使用的大型（xíng）加工機床一般分為普通（tōng）型（xíng）和精密（mì）數控型兩類。機床在長（zhǎng）期運行（háng）中容易出現加工誤差，導致工件精度降低。誤差出現的原（yuán）因是多方（fāng）麵的，通過研究能夠明（míng）確，普（pǔ）通型機床容易出現的加工誤差主要來自於機床（chuáng）自身（shēn）硬件工藝誤差，而精密數控型誤差的（de）主要起因除自身硬件製造精度較低外，多與數控機床的獨特性結構有關。
 
      1、 普通型機床加工誤差
 
      普通型機床加工誤（wù）差主要包括機床主軸誤差、機床導軌誤差和元件間傳動鏈（liàn）誤差三種。
 
      1.1 機床主（zhǔ）軸誤差
 
      主軸誤差（chà）又（yòu）被稱為主軸回轉誤差。在機床主軸回轉誤差中，根據主軸不同部位和軸承不同部位之間因運動而相（xiàng）互接（jiē）觸摩擦形式的不同，可將機床主軸回轉誤差分為（wéi）軸徑向（xiàng）圓（yuán）周跳動、軸向外（wài）凸竄動和（hé）在安裝軸承內擺動三種形式。
 
      圖1所示的圖形即（jí）為機床（chuáng）主軸回轉誤（wù）差的（de）基本形式，圖中的δd即回轉相對誤差（chà）。
  

     
  
                          圖1 機床主軸回轉誤差的基本形式
      
      產生（shēng）主軸回轉誤差（chà）的原因有兩點：其（qí）一是（shì）機床主軸自身的幾何軸線並不一定就（jiù）是在機床部件運行時圍繞主軸旋轉工作的軸線，這樣的工藝缺陷勢必造成加工（gōng）零件（jiàn）達不到規定的出品精（jīng）度；其二是主軸因長期的高（gāo）壓（yā）運行引發大麵積磨損（sǔn），軸徑變（biàn）細，開（kāi）始與軸（zhóu）承之間出現較大的間隙（xì），主軸（zhóu）在間隙內工作時出現明顯跳動。
 
       1.2 機床導（dǎo）軌誤差
 
      機床上的導軌是固定各機床部件相對位置的（de）重要部位。所謂（wèi）導軌誤差，是指（zhǐ）導軌上的（de）機身運行方向與理論設（shè）計方向之間的偏離差。常見的導軌誤差一方麵是由（yóu）於自身製造工藝落後，並出現安裝質量（liàng）不佳導致的誤差；另一方麵是由於導軌長期在不規則的受（shòu）力（lì）作用下出現了不均勻磨損，例如，普通臥式機床導軌一般具有的誤差分為出現在水平表麵的直（zhí）線度誤差和出現在垂直表麵的直線度誤（wù）差，兩者均（jun1）能直接作用影響加工（gōng）零件的（de）形狀及尺寸規格（gé）。圖2所示（shì）為代表性臥式機床導軌的直線度誤差，其中Δ1和Δ2分別表示（shì）在（zài）水平方向（xiàng）xy麵和垂直方向zx麵（miàn）形成的直線度誤差。Δ1作用於加工精度的影響效果較大（dà），能夠直觀地呈現在工（gōng）件（jiàn）表麵的法線方向；Δ2的出現（xiàn）往往易引發（fā）工件的形狀和規格尺寸誤差。當然，Δ1和Δ2比較之下，Δ2對加工精度的影響較小。
 

        
       圖2 臥式機床導軌在（zài）水平平麵和垂直平麵的直線（xiàn）度（dù）誤差
     
       1.3 元件間傳動鏈誤差
 
       元件（jiàn）間傳動鏈（liàn）誤差是由傳動鏈在驅動行駛下存在於傳動鏈頭尾兩端元件之間的相對位（wèi）移誤差，一（yī）般使用傳動鏈尾端的（de）元件轉角誤差值作為衡量參數。傳動鏈誤差的（de）出現，主要原（yuán）因可（kě）能（néng）是傳動鏈首末端的各部件（jiàn）製造工藝及安裝偏差（chà），同時各（gè）部件在工（gōng）作中的使用（yòng）損耗也會引發傳動鏈誤差。
 
        2 、精密數控型機床（chuáng）加工誤差
 
        2.1 機（jī）床定位（wèi）精（jīng）度誤差
 
       數控機床（chuáng）的控製係（xì）統可以對機床中的各（gè）部件所在的坐標點進行相應的位置標記，通過（guò）對運動中這些點（diǎn）的控製，實時定位機（jī）床加工的進度和精度。定（dìng）位精度誤差所指的正是數控機床在定位時不（bú）能準確判斷和（hé）標定各部件實際所在的坐（zuò）標點，而存在的與理（lǐ）論設計值之間的（de）偏差（chà）。誘因（yīn）可能是數控係統自身程序設計缺陷、機械傳動裝置磨損偏差（chà）、係統中出（chū）現的計算插補誤差、目標跟（gēn）蹤誤差等。
 
       2.2 機床（chuáng）元器件反饋（kuì）誤（wù）差
  
      精密數控機床（chuáng）擁有由連續（xù）反饋元器件構成（chéng）的檢測反饋裝（zhuāng）置。這些裝置一般會被安裝於機（jī）床操作台或應力杠上，工作時隻需要將操作台的直線方向或（huò）成角方（fāng）向的位移變量（liàng）轉換為（wéi）可傳輸的（de）電流信（xìn）號，數控中心就能分析出當前的位移量與理論指令之間的（de）誤（wù）差。一旦存在誤差被檢（jiǎn）測出，則操作台會在數控係統的控製（zhì）下向著誤差減少的方向移（yí）動，直至誤差消除。機床（chuáng）元器（qì）件反饋誤差誘（yòu）因一般包括裝置製造工藝誤差、零部（bù）件變形等方麵。
 
      3 、提高（gāo）機床加工精度的具體改進策略
 
      3.1 提高普通型機（jī）床加工精度的策略
 
      3.1.1 消除機床主軸誤差
 
     （1）保持對機床設備的愛護，確保操作時不會對主軸施加外力作用，如敲擊等。
     （2）強化與機床主（zhǔ）軸箱配套的（de）箱體支撐孔、主軸軸杆和軸承，以及（jí）其他相（xiàng）配合部位所有外在表麵的（de）加工精度。
     （3）主軸軸承（chéng）的（de）質量控製要過關，要求高精度。在（zài）安裝主軸時要確保主軸平衡（héng），且與軸承實現無縫貼合。對於（yú）部（bù）分高精度的滾動（dòng）軸承，應提前預加載荷（hé）來（lái）確保降低磨損。
     （4）盡量選用能夠實現運動功能與（yǔ）定位功能相分離的主軸結構，消除加工工件時機床主軸回轉誤差對工件回轉精度的（de）不良影響。
     （5）提高主軸回轉精度。可利用液體或氣體等介（jiè）質灌（guàn）注的靜壓軸承，這（zhè）樣能夠對主軸軸頸的形狀誤差調節起到（dào）均化作用。
 
      3.1.2 消除機床（chuáng）導軌誤差（chà）
 
     （1）機床的固定要平衡平（píng）穩，一般應采用正確的安裝方固定於實地基礎上，對整體的（de）位置、距離等進行準確精密的調（diào）整。
     （2）日常需重視導軌的（de）保養和維護，經常清理衛生，杜絕鐵質粉末等覆蓋，防止重物對導軌的碰撞。
     （3）使用潤滑油等潤滑（huá）機（jī）床導軌，使導軌光滑順暢，確保機床在移動時不（bú）易磨損導軌表麵，同時還應塗（tú）抹防（fáng）鏽材料防止生鏽。
     （4）合理（lǐ）掌握實際工作環（huán）境（jìng），在合適（shì）條件下，搭配應用不同導軌形狀和組合形式，放長操（cāo）作台（tái）與機床自身導軌之間的銜接距離。
     （5）積極（jí）利（lì）用液態油（yóu）或空氣（qì）的壓力均化作用，選擇靜壓導軌，提高工作台的直線方向驅動精度，並保持長（zhǎng）期的精度穩（wěn）態（tài）。
 
      3.1.3 消除元件（jiàn）間傳動鏈誤差
 
    （1）考慮提升傳動鏈的傳動精度，減少鏈兩（liǎng）端（duān）的傳動元（yuán）件（jiàn）個數，控（kòng）製傳（chuán）動鏈（liàn）長度（dù）。
    （2）可以考慮將已有傳動鏈更換為降速傳動鏈。
    （3）可以（yǐ）采用（yòng）誤差補償法。
    （4）提高傳動鏈末端的傳動元件製（zhì）造（zào）工藝和安裝質量。
 
     3.2 提高精密數控型機床加工精度的策略
 
     3.2.1 消除機床定位精度誤差
 
     機床（chuáng）定（dìng）位精度的調（diào）節離不開伺服係統（tǒng）特性、進給係（xì）統間（jiān）隙與剛性（xìng）以及摩擦特性等因素的影（yǐng）響。一般情況下，應確保係（xì）統響應時間正常，數據交換靈敏可靠。
 
     3.2.2 消除機床元器件反饋誤（wù）差（chà）
 
    （1）機械式補償（cháng）：傳統的做法是采用機械式補償，通過（guò）機械裝置的外掛和內嵌搭（dā）接，使得係統的控製能力提升。但這無疑也增加了更多的連接點，需要投入大量資金來進行硬件改造，不利於反饋因素的控製。
    （2）軟件補（bǔ）償：軟件補償技術主要是應用數控係統的（de）補償控製單（dān）元，結合相配套的軟（ruǎn）件，以實現誤差的補償。其原（yuán）理是通過對點的坐標數值（zhí）進行修改（gǎi）來補償誤差等。
 
     4 、結語
 
     機床加工中影響（xiǎng）零件加工精度的實際因素還有很多。機床加工誤差在工業活動中是無法完全消除的，隻有積極分析誤差產生的原因，加以思考，找出合理的解決方法，才能采取相應的預防措（cuò）施，減少加（jiā）工誤差，提高機床加工精（jīng）度。