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(shí)的溫度等都會(huì)對(duì)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(yùn)動(dòng)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(duì)位置保持相對(duì)固定，在實(shí)際生產(chǎn)與理論知識(shí)是不完全相同的，兩個(gè)軸之間的相對(duì)空間位置并不是必須相對(duì)固定。這是因?yàn)闃?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(huì)發(fā)生不同程度的誤差，并且在使用過程中會(huì)受到溫度、工作強(qiáng)度、潤(rùn)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(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的跳動(dòng)，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(dòng)機(jī)的慣性匹配問題而影響機(jī)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(dòng)機(jī)、液壓機(jī)器等，需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作（甚至是24小時(shí)）。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(shí)際生產(chǎn)尺寸和設(shè)計(jì)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(duì)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(huì)對(duì)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)故障、檢查故障補(bǔ)償系統(tǒng)、機(jī)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(shí)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(jī)械設(shè)備一樣，使用一段時(shí)間后，將面臨電子零件老化、結(jié)構(gòu)件生銹、機(jī)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(cè)試和校準(zhǔn)CNC數(shù)控車床加工的精度。

（1）幾何精度檢測(cè)

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

（2）檢測(cè)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(tái)面或運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件影響，生產(chǎn)時(shí)實(shí)際運(yùn)動(dòng)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(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)的誤差以及機(jī)床運(yùn)動(dòng)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(jì)水平

目前我們常用的數(shù)控車床以國(guó)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(jì)、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(gòu)買。閉眼機(jī)床平時(shí)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(jī)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(jī)械加工精度。一般機(jī)床主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式是在與主軸為中心相交、垂直于機(jī)器底座的安裝面上安裝對(duì)機(jī)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(duì)稱安裝附加結(jié)構(gòu)件，從而有效地提高機(jī)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(jī)械制造企業(yè)的設(shè)計(jì)中，必須合理設(shè)置機(jī)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(shí)，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(huì)導(dǎo)致軸承滾動(dòng)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(gè)零件所需時(shí)間是以高負(fù)載狀態(tài)運(yùn)行的，一般機(jī)械制造商使用鑲嵌鋼滑動(dòng)導(dǎo)軌輔助結(jié)構(gòu)，提高機(jī)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(jì)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(gè)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(jī)械精度的因素，以消除鑄造加工、機(jī)械加工引起的各個(gè)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(bǔ)償值，有效提高加工精度。

4、結(jié)論

中國(guó)內(nèi)地使用的數(shù)控車床雖然比傳統(tǒng)的機(jī)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(guó)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(jì)生產(chǎn)能力。需要我輩們?cè)诮窈蟮膶?shí)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(yàn)中做出大膽的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能優(yōu)化。我們還有很長(zhǎng)的路要走，加油共勉!