浅析数控机床加工精度的影响因素及提高方法

华雷

摘 要：数控机床是工业生产加工使用的重要设备，其加工精度程度如何，直接影响着加工产品的质量和品质。因此，在实际加工过程中，要找到影响数控机床加工精度的因素，并采取有针对性的解决措施，不断提升其加工精度。在本文的探讨过程中，重点对数控机床的加工精度影响因素进行分析，并提出了一些提高改进方法。

关键词：数控机床；控制原理；加工精度；系统误差；刀具磨损

数控机床加工是现代机械工业中不可缺少的工艺，一些高精密仪器、设备的生产加工，对数控机床的加工精度要求很高。如果数控机床达不到相应的精度要求，则会影响加工零部件的质量。因此，要在实际加工过程中，认真分析其影响加工精度的因素，并采取合理有效的控制措施。

1 数控机床的基本概况

1）分类。数控机床的种类很多，根据其控制系统原理、功能不同等可以划分成普通数控机床、点位控制数控机床以及其他种类。随着现代数控加工机械技术水平的不断提升，一些具备独特的性能的数控机床，也正在被开发设计出来，用以满足多样化的加工需要。

2）数控机床的特点。数控机床的特点是加工精度很高，常用于比较复杂的异形零部件加工，加工零件的质量可靠稳定，并且可以实现自动化、半自动化操作，生产加工的效率较高。不过，数控机床的投资成本较高，设备内部系统复杂，维修难度大，需要专业的技术团队才能进行维修等。

3）数控机床的构成。数控机床的构成主要包括软件系统和硬件设备。软件系统主要是输出、输入设备，信息传输、分析处理系统等。硬件设备包括数控装置（CNC） 、伺服单元、驱动装置、可编程控制器（PLC）及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置等。

2 數控机床加工精度的主要影响因素

1）测量系统误差。测量系统误差，是在数控机床加工作业时，由于测量基准的误差和测量装置安装倾斜、变形引起的误差，这种误差一般是因为测量尺安装的阿贝（Abbe）误差一级测量线路误差等造成的。

2）控制系统误差。控制系统误差是由于控制系统的灵敏度较差，容易出现零点飘移等造成的。控制系统误差的根源在于控制系统在使用时，不够稳定。

3）工艺编程误差。工艺编程误差，是在实际加工制作时形成的误差。加工作业时，要根据零部件的形状和外形尺寸对其加工参数进行设定，如果留出的零部件余量不足，或者过大等，都会导致出现零部件的加工尺寸精度与设计图纸不相符。

4）机床内部系统设备误差。机床内部系统设备误差，主要包括刀具系统误差、结构误差机床内部组件移动过程中出现的垂直误差以及工作台运动误差等。这些误差也会给加工精度造成直接的影响。

5）加工过程中误差。在机床加工作业时，如果零部件温度剧烈升高，并且不同零部件直接的温度差异较大，在这种情况下，就会出现由于温度差异引起的加工零部件形变，如果形变较为明显，则会影响加工精度。另外，加工作业时的电磁波干扰、电压波动以及粉尘、加工湿润度等，这些不同的场外因素，都会给加工精度带来一定影响。

3 解决加工精度的对策

以上是对影响数控机床加工精度的主要因素进行分析，为了提升改进机床加工作业的精度，在本文的研究中，结合经验和其他方面的理论研究，提出了如下几个方面的该机措施：

1）从技术上提高加工精度。技术工艺对数控机床零部件加工精度有着非常直接的影响，因此，要在技术工艺上下功夫。要在设计、加工工艺上，针对不同类型、不同材质的加工零部件，进行技术升级创新。找到不同材质零部件加工的合适方法和适合的技术工艺。控制好加工零部件的尺寸和加工精度，要做到技术工艺匹配到位。

2）从刀具轴承方面提升加工精度。刀具的切削、轴承的转动是影响数控机床加工精度的重要因素。所以，要选择高质量的刀具，并且根据加工零部件的材质不同，选择合适的刀具类型。在实际加工作业时还要注意加工零部件的切削力度、深度以及精度要求等，随时调换合适的刀具。在轴承使用方面，要使用摩擦阻力小，转动光滑稳定的轴承。

例如，用水静压电主轴替换传统的皮带传动式主轴，对于提升数控机床的加工精度来说，具有十分重要的意义。相比传统滚动体轴承，由于作为润滑介质的空气粘度很小，空气静压轴承具有摩擦磨损小、发热少、耐高低温和寿命长等优点，同时气膜的误差均化效应使得其具有非常高的回转精度，这些优点可以使得空气静压电主轴能够达到很高的运转速度和旋转精度，从而具备实现高速和高精度切削的条件。空气静压及水静压轴承电主轴配置高档数控机床，为了实现高精度、高表面质量加工和高效率加工，在精密电子产品和光学零件等领域具有非常大的应用前景。液体静压主轴的市场主要是各类精密超精密机床，其中又以高精度磨床为主。

3）从操作者上解决加工精度。要规范操作者的操作行为，让操作者养成遵守工艺纪律的好习惯，加大工艺纪律检查力度，发现违纪行为要及时制止。严禁私自更改切削深度、转速、进给等。

4）从设备上解决加工精度。定期对设备进行维护保养，尤其是影响加工精度的控制系统、测量系统、工作台等要定期进行检查，对机床液压及侧滑单元定期检查，杜绝跑冒滴漏及控制故障，保证机床机械部件之间润滑良好，减少磨损。

5）定期对设备进行维护保养。数控机床设备日常作业强度较大，一些特殊的零部件极易受到磨损，一旦出现磨损严重或者其他问题，就很有可能给机床设备的加工精度造成不利影响。所以，技术人员要对数控机床的设备进行定期检查和维护，观察设备精度控制仪器、定位精度、切削系统灵敏度、刀具的磨损程度以及钻头的模塑情况等，要保证这些影响加工构件精度的关键部位和设备符合加工精度要求。

4 结语

数控机床是加工生产制造过程中必不可少的机械设备，很多精密构件的加工，都需要达到一定的精度控制标准。因此，在实际加工作业过程中，技术人员要认真分析影响加工精度的因素，并结合实际加工生产技术质量要求，采取科学的精度控制方法和措施，保证加工精度不断提高。

参考文献：

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