1、數(shù)控車床加工精度分析

目前數(shù)控車床的分類主要是集合精度、位置精度和加工精度。不同品牌的數(shù)控車床的材質(zhì)剛度都不同（數(shù)控車床設(shè)備的品質(zhì)），工作時的溫度等都會對數(shù)控車床加工的精度產(chǎn)生多種影響。cnc車床的幾何精度繼續(xù)細(xì)分還可以分為主軸幾何精度和直線運動精度。

在數(shù)控車床加工操作中，主軸和回轉(zhuǎn)軸之間的相對位置保持相對固定，在實際生產(chǎn)與理論知識是不完全相同的，兩個軸之間的相對空間位置并不是必須相對固定。這是因為構(gòu)成主軸的軸承元件在制造車床設(shè)備的生產(chǎn)工廠可能會發(fā)生不同程度的誤差，并且在使用過程中會受到溫度、工作強度、潤滑等條件的影響。由于主軸的軸承精度，主軸箱人工裝配質(zhì)量不一，主軸和旋轉(zhuǎn)零件加工過程中的機械振動產(chǎn)生的跳動，中軸的軸承軸頸在制造過程中存在圓度不穩(wěn)定，前后同心度存在一定的誤差，并且在主軸的工作過程中可能發(fā)生熱變形。這些因素均影響數(shù)控車床主軸幾何精度。

除了cnc數(shù)控車床加工中主軸產(chǎn)生的幾何精度誤差外，軌道還可能因摩擦和數(shù)控車床加工中使用的伺服電動機的慣性匹配問題而影響機器的位置精度。cnc數(shù)控車床加工有些需要不間斷工作的部分，例如氣缸泵、電動機、液壓機器等，需要長時間連續(xù)工作（甚至是24小時）。工作過程中，摩擦導(dǎo)致特定內(nèi)部零件，因加工熱量熱膨脹變形，導(dǎo)致零件的實際生產(chǎn)尺寸和設(shè)計的預(yù)訂尺寸產(chǎn)生偏差，由于內(nèi)部熱量的作用導(dǎo)致了數(shù)控車床設(shè)備構(gòu)件的不對稱造成生產(chǎn)加工的零件變形，因此CNC數(shù)控車床設(shè)備構(gòu)件的熱變形會對機器的位置精度產(chǎn)生很關(guān)鍵的影響。

cnc數(shù)控車床加工的加工精度與整體數(shù)控車床加工的幾何精度除了和位置精度密切相關(guān)，還與數(shù)控車床加工的傳動系統(tǒng)故障、檢查故障補償系統(tǒng)、機床結(jié)構(gòu)件的摩擦、刀具位置誤差等有關(guān)，還與cnc數(shù)控車床加工的程序編輯是否正確、生產(chǎn)工藝是否合理有關(guān)。因此，在實際生產(chǎn)中，為了提高數(shù)控車床的加工精度，必須提高數(shù)控車床加工的幾何精度和位置精度。

2、檢查數(shù)控車床加工的精度

cnc數(shù)控車床和所有其他電氣、機械設(shè)備一樣，使用一段時間后，將面臨電子零件老化、結(jié)構(gòu)件生銹、機械零件磨損等問題。因此，為了使數(shù)控車床加工保持更好的狀態(tài)，必須定期維護(hù)數(shù)控車床，測試和校準(zhǔn)CNC數(shù)控車床加工的精度。

（1）幾何精度檢測

數(shù)控車床加工幾何精度檢查主要項目中，用于直線運動軸直線度檢查項目的工具就是平尺和千分表，這兩個工具通常測試垂直于運動軸其它兩個軸的運動零件的線性偏差。比如一臺最普通的垂直CNC加工中心，對集精度的測試主要包括數(shù)控車床加工的平面度、所有方向移動的運動軸的垂直度。中心主軸的跳動、主軸、旋轉(zhuǎn)軸軸心線和機械工作臺的垂直方向。機器x軸和y軸坐標(biāo)方向移動時工作臺的平行度；x坐標(biāo)方向移動時工作臺t形側(cè)槽的平行度；z軸的坐標(biāo)方向移動時主軸的直線度和主軸的軸線平行度，主軸的軸轉(zhuǎn)向跳動等。

（2）檢測位置精度

數(shù)控車床所需的位置精度可分為定位精度、反向偏差精度和重復(fù)定位精度。定位的精度的主要受CNC數(shù)控車床加工的工作臺面或運動結(jié)構(gòu)件影響，生產(chǎn)時實際運動位置與程序代碼位置適配程度是否高度一致。不一致差量就是定位精度誤差，還有伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)的誤差以及機床運動結(jié)構(gòu)件的幾何誤差是直接影響生產(chǎn)加工的零件尺寸的精度誤差的重要因素。

3、提高數(shù)控車床加工精度的措施

（1）提高設(shè)計水平

目前我們常用的數(shù)控車床以國產(chǎn)數(shù)控車床加工為主，數(shù)控車床生產(chǎn)企業(yè)基本上具有部分自主研發(fā)能力，可以自行設(shè)計、制造、改進(jìn)產(chǎn)品的主要部件，有此數(shù)控車床的功能部分需要另外購買。閉眼機床平時加工局部受力過大常態(tài)化，造成較大變形，影響加工精度。

大部分機床的加工精度主要還是以主軸耐磨程度和溫度升高的影響，因此可以根據(jù)生產(chǎn)加工的零件來優(yōu)化溫度特性，有效地保持機械加工精度。一般機床主軸系統(tǒng)的設(shè)計方式是在與主軸為中心相交、垂直于機器底座的安裝面上安裝對機器加工精度有影響的核心的結(jié)構(gòu)件，在主軸箱兩側(cè)對稱安裝附加結(jié)構(gòu)件，從而有效地提高機加工精度。

（2）提高數(shù)控車床加工的幾何精度

數(shù)控車床的幾何精度是數(shù)控車床加工生產(chǎn)精度的核心條件，因此在機械制造企業(yè)的設(shè)計中，必須合理設(shè)置機器的工作精度，選擇合適的加工載荷。數(shù)控車床加工加工零件時，主軸頸和軸承發(fā)生的摩擦?xí)?dǎo)致溫度升高，與主軸箱上的箱體孔的空間位置發(fā)生大誤差會導(dǎo)致軸承滾動變形，嚴(yán)重影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度。因此，嚴(yán)格控制主軸軸承的可選間隙。數(shù)控車床在加工一個零件所需時間是以高負(fù)載狀態(tài)運行的，一般機械制造商使用鑲嵌鋼滑動導(dǎo)軌輔助結(jié)構(gòu)，提高機器的剛度和精度。這種結(jié)構(gòu)能使數(shù)控車床具有極高的幾何精度。

（3）提高綜合加工精度

從設(shè)計到制造、裝配、使用編程指令，CNC數(shù)控車床加工的加工精度控制是一個綜合性的系統(tǒng)問題，而不是通過控制單一或特定數(shù)值來獲得高加工精度。在生產(chǎn)制造環(huán)境中，必須充分考慮制造過程中影響機械精度的因素，以消除鑄造加工、機械加工引起的各個結(jié)構(gòu)件的幾何精度變化。然后為數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定補償值，有效提高加工精度。

4、結(jié)論

中國內(nèi)地使用的數(shù)控車床雖然比傳統(tǒng)的機械普通車床加工精度高，但與世界上先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備有很大的區(qū)別。以中國現(xiàn)有的條件，要想提高數(shù)控車床加工的加工質(zhì)量，保持更高的加工精度，必須進(jìn)一步完善生產(chǎn)工藝，不斷提高設(shè)計生產(chǎn)能力。需要我輩們在今后的實際生產(chǎn)中不斷摸索，改進(jìn)工藝，在大量技術(shù)人員日復(fù)一日寶貴的生產(chǎn)經(jīng)驗中做出大膽的創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)能優(yōu)化。我們還有很長的路要走，加油共勉!