數控機床加工精度的影響因素及其控制措施
2021-5-7 來源：焦作技師學院 作者：張 偉
摘 要：數控機床以其生產效率高、加工精度高、操作簡單等特點，已經成為制造領域內的核心加工設備，但是很多因素會影響其加工精度，極易導致零部件精度不合格。 分析影響數控機床加工精度的原因，提出控制措施，以促進數控機床加工精度的有效提升。
關鍵詞：數控機床；加工精度；影響因素；控制措施
隨著科學技術的高速發展和進步， 以及人們對于機械加工零部件的效率、精度要求的逐步提高，數控機床加工技術得到了很大的提升。 數控加工技術被廣泛使用到各個領域， 可以按照規定的要求完成零部件的加工與生產， 對于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影響，所以要綜合分析這些因素， 提高加工精度，促進數控機床加工技術的全面提升。
1 、數控編程對機床加工精度的影響及控制措施
1.1 編程原點的選擇對加工精度的影響和控制措施
數控機床加工開始前， 應該先進行編程方案的確定。 首先要分析編程原點，然后才能進行程序編寫。 一般情況下， 編程坐標系的確定應由作業人員按照加工零件特點、圖紙等方面綜合分析，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， 編程坐標系中應該綜合考慮其編程基準、 設計基準、工藝基準等方面，實現各個基準設定的統一性，從而可以將尺寸誤差降到最低的范圍， 以保證零件上的所有尺寸誤差都在設計要求的范圍內， 不存在超差的問題，也不會影響正常使用。 在具體操作中，應該根據下面幾點來進行。
（1）編程原點要和圖紙內的設計基準重合 ，在零部件的設計圖紙確定環節， 應該結合實際需要來明確具體的設計基準原則， 同時還應該按照工藝基準來完成各項加工作業，促進加工零件精度的提升。
（2）在各個技術參數計算環節，應該達到簡潔性的標準，同時要防止出現不必要的尺寸鏈計算，盡量避免出現加工誤差。
（3）編程坐標系確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，以確保整體加工尺寸合格，精度達到規定要求。
1.2 編程過程中的數據處理對精度的影響和控制措施
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的外部輪廓可能給加工精度造成的影響， 最為重要的一項工作就是要進行未知編程節點和尺寸公差的計算和分析，以更好地保證其尺寸數據精度符合標準
。
（1）數控機床設備是主要的加工設備形式，需按照要求選擇最佳的零部件輪廓的形式和尺寸， 且做好具體的節點坐標系分析和確定， 并且很多條件下都是采用人工計算的方式。 一般來說， 人工和計算機在計算中，其誤差會達到 0.01~0.03 mm，因此，可以通過下述方式來進行精確度的計算和分析：首先，人工計算中應該做好各個數據的計算工作， 中間數據必須按照小數點后保留四位方式來確定；如果是計算機計算，則全部數據都要保留，以確保最終計算結果準確。
其次，編程環節的尺寸調節應該按照機床的脈沖當量來進行，這個數據用來控制系統的控制，在發射出脈沖后，機床就會自動進行必要的移動， 這是機床在操作和運動中所產生的最小單位， 比如某機床 的脈沖當量 為 0.001mm，那么在進行計算時小數點后面至少應該保留三位以上。
（2） 在零部件的不同位置上所存在的尺寸公差不對稱或者不相同的條件下， 可以選擇使用人工方式來進行編程尺寸的計算確定。在加工環節，如果選擇使用相同刀具來進行加工， 那么應該結合具體的公差中間數值來做好編程方案的確定， 給誤差的處理預留必要的空間，從而可以促進加工精度的提升。在編程尺寸公差符合對稱的要求下， 通常應根據需要來實施公差尺寸編程處理，這樣可以避免存在過大的計算量，以提高數據的精確度。
2 、數控機床系統誤差對加工精度的影響和控制措施
2.1 螺距誤差和補償
誤差補償就是在數控機床加工環節， 對某個特定軸按照位置的運動，做好各個部分的記錄工作，結合具體測量、記錄的參數來展開深入的對比和分析。實際操作環節中，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， 并且將各項數據都傳輸到系統內，通過數據處理，然后進行誤差的消除工作。
這種方式下的測量點是比較多的，螺距誤差補償技術應用效果是非常明顯的。為了能夠達到加工精度標準，應注意以下幾點：
①數控機床如果復位的數據精度很差， 該技術就無法有效地實施到位； ②該技術的應用是通過數控機床坐標系分析來進行的； ③參考點是影響數控機床加工精度的重要因素，應該合理確定，確保其參考點的誤差控制在合理的范圍內，不超出規定要求。
2.2 反向間隙誤差和補償
數控機床在加工過程中， 傳動鏈在運行中容易出現間隙， 這是無法避免的。 而這其中如果存在反向間隙，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補償技術，然后對各個方面的反向間隙做好記錄和分析， 可以把所有的數據全部都計入到系統中， 能夠更好地實現反向運動補償， 也就能夠消除這些誤差。 而對于全閉環的機床來說， 反向間隙補償能夠通過各種參數的設計來實施，提升數控機床加工精度。
3 、結語
數控機床在實際操作中影響加工精度的原因有很多，有些是無法避免的，限于篇幅，所介紹的影響因素相對較少，其他諸如工藝設計質量、刀具的質量、作業人員專業素質、外部環境等， 都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， 然后規避這些因素， 同時采取有效的控制措施，以促進數控機床加工精度的提升，防止存在過大誤差，給機械制造領域的發展提供良好的基礎條件。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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