浅析数控机床加工精度的影响因素与优化策略

摘 要：开展机械工件生产加工活动过程中，对数控车床技术精度的控制，是影响我国机械工件生产加工活动综合质量水平的重要因素。然而在数控机床加工零件时，产生误差的因素很多。为提高数控机床加工的精度，本文通过分析数控机床加工精度的影响因素，有针对性地提出优化策略，以期提高零件的加工精度，为实际数控加工带来一定的应用价值。

关键词：数控机床；加工精度；几何误差；定位误差

在我国现代机械装备及其工件制造企业中，数控机床设备拥有充足的技术应用空间，为我国机械生产加工技术带来了极大的经济收益。在应用数控车床设备，开展机械设备工件生产加工活动过程中，数控车床设备自身所具备加工技术的精度水平，对机械设备工件的实际技术质量和性能表现状态具有重要影响。因而，提升数控车床设备在机械工件生产加工活动过程中的精度，对提高我国机电工件生产加工活动的质量有重要意义。本文由此围绕数控车床加工精度的影响因素及其优化策略展开论述。

一、数控车床设备加工精度的影响因素

1.数控机床加工中的位置误差对加工精度的影响

位置误差是指加工后零件的实际表面、轴线或对称平面之间的相互位置，相对于其理想位置的变动量或偏离程度，如垂直度、位置度、对称度等。数控机床加工中的位置误差通常指死区误差，产生位置误差的原因主要在机床零件加工时由于传动时产生的间隙和弹性变形导致加工误差，以及在加工中，机床的刀头需要克服摩擦力等因素导致产生位置误差。在应用现代化数控车床设备开展机械工件加工作业活动过程中，通常情况下，如果加工技术人员想要实现对机械工件空间运动位置的精确控制，必须借助伺服电机设备对数控车床加工系统中的滚珠丝杠技术部件施加驱动作用，如果滚珠丝杠部件发生传动误差，将直接对机械工件加工作业的精度水平造成明显的不利影响。而这种现象的存在，也是客观上引致数控车床设备出现定位精度误差现象的主要原因。

2.数控机床加工中由于几何误差导致的加工精度误差

数控机床加工中，因为刀具和夹具在受外力和加工中产生的热量等外界因素的影响下，机床的几何精度会受到一定影响，机床上加工的零部件会产生几何变形，从而产生几何误差。据相关研究分析，数控机床产生几何误差是由内部因素和外部因素造成的。内部因素指机床本身的因素导致的几何误差，如机床的工作台面的水平度、机床导轨的水平程度和直线度、机床刀具和夹具的几何准确程度等。外部因素主要是指在外部环境和加工过程中的热变形等因素影响下产生的几何误差，如刀具或零部件在切削过程中，由于受热膨胀、变形，从而产生几何误差，影响了机床的加工精度和零部件的加工精度。

3.数控机床加工中由于机床定位导致的加工精度误差

通过分析长期的零部件加工数据和实践操作可知，机床定位对于数控机床的加工精度会产生较大影响。数控机床的加工误差，从结构上看，大多由定位精度引起，其中，机床的进给系统是影响定位精度的主要环节。数控机床的进给系统通常是由机械传动系统和电气控制系统两部分组成，定位精度与结构设计中的机械传动系统有关。在闭环系统中，数控机床通常可以通过定位检测装置防止进给系统中的主要部件产生位置偏差，如滚珠丝杠等部件。而对于开环系统，由于影响因素较多、情况比较复杂，很难进行定位监控，因此对数控机床的加工精度影响较大。

二、数控车床设备加工精度的优化策略

1.通过控制数控机床的原始误差提高加工精度

要提高数控机床的加工精度，控制數控机床的原始误差是重要对策。针对产生原始误差的可能性要进行系统的分析，根据误差产生的原因和误差类型要制订相应的改进措施。在加工过程中，数控机床的位置精度、几何精度对零部件的加工精度有重要影响，要通过位置控制和几何精度控制来减少位置误差和几何误差对零件的影响。同时对于加工过程中产生的变形误差，要用风冷、水冷等方法控制加工过程中的热变形，减少热变形误差带来的加工精度影响。

2.合理设计机床核心部件避免定位误差

机床的定位精度对零部件的精度有重要影响，影响机床定位精度的核心部件如进给系统、导轨、工作台面等的直线度、水平度等。在设计数控机床时，要合理选择核心部件，例如选择目前在机床中广泛使用的滚珠丝杠时，应当充分考虑滚珠丝杠的精度，应当选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑同样不可忽视，滚珠丝杠的支撑与系统的传动精度密切相关，滚珠丝杠的支撑主要由轴向载荷和回转速度决定，对数控车床的加工精度有重要影响，通常选用高精度的固定和支撑方式。

参考文献：

[1]钱灿荣.影响数控机床加工精度的因素与优化策略分析[J].中国机械，2015（19）.

[2]贺红晓.数控车床加工精度的影响因素分析及对策[J].科技创新与应用，2016（19）.

作者简介：刘芳（1982— ），女，硕士，内蒙古机电职业技术学院讲师，研究方向：机械制造。