数控机床加工精度提高技术分析及其存在的问题探讨

岳徐翔

（新乡职业技术学院，河南 新乡 453000）

机械制造业是我国经济社会发展的基础产业之一，要求机械加工质量必须能与时代的发展相接轨，进而才能发挥机械制造业对国民经济发展的重要支撑作用。在机械制造行业中，数控机床凭借着其自动化程度高、加工质量好等优点，已经在我国的制造企业中得到了广泛应用。对于数控机床而言，加工精度是其最重要的性能指标，将对最终生产出来的产品质量造成直接影响。因此，数控机床的加工精度已经成为了相关设计单位和制造企业所重点研究的对象。文章从误差防治和误差补偿这两个方面对数控加工精度的提高技术进行了分析，并进一步对其发展和应用中存在的问题进行了探讨，希望对促进机械数控加工技术的发展能够有所借鉴。

1 数控机床加工精度提高技术分析

对于数控机床而言，其系统误差和随机误差是导致加工精度下降的重要因素，而造成加工误差的原因比较多。例如机床本身的设计、制造和装配精度；加工系统的热变形；因加工切削力而导致的系统变形；运行工况和加工环境改变等等。无论是何种因素导致的加工误差，要想消除加工误差对加工精度的影响，都可以从加工误差防止和加工误差补偿这两个方面着手。

（1）加工误差防止技术。所谓误差防止就是通过运用一系列的技术手段来降低甚至是消除加工误差的发生几率。这些技术手段主要包括：①提升数控机床的设计和制造质量；②确保机床的装配过程科学；③对数控机床的应用环境和操作过程进行管控；④定期对机床进行维护保养等等。下面将从几何尺寸误差的防止和热变形误差的防止这两个方面对加工误差防止法进行详细讨论。

对于几何尺寸误差，主要是由于数控机床装配制造过程中的缺陷造成。因为机床零部件的装备过程不够科学合理，导致配合误差出现，而这会进一步导致机床加工过程中出现零件变形等情况，进而造成几何尺寸误差。为了对这种误差的发生进行控制，应该对机床的装配制造过程进行科学把握，尤其要重点加强对关键零部件配合误差的处理，通过采用先进的装配技术和材料来尽可能地降低配合误差。

除了机床零件间的配合误差之外，因为金属切削加工过程中会产生大量的热量，而这个热量会导致数控加工系统发生热变形，进而就会对加工精度尤其是超精密数控加工的精度造成直接影响。此外，机床工作中，电机、轴承、液压传动系统也是重要的热源，这些部件在长时间工作后也会出现热变形，进而导致加工精度出现不同程度的降低。对热变形误差进行控制要从降低热源温度和控制热传递这两个方面入手，具体则包括以下4种方式：①对热源加强控制，使其发热减少；②以冷却为主，比如可以对发热部位添加润滑油和冷却液，通过降低摩擦力来减少发热；③对数控机床的结构进行优化设计，增加重点部分的散热通风性能；④附加能够对热源热量进行均匀调节的控制场，将热量控制在部件所能承受的范围内；⑤对机床的工作环境温度进行控制，通过降低环境问题来降低热源热量。

（2）误差补偿技术。误差补偿的实质是通过人为制造一个新的误差，进而起到削弱甚至是完全抵消原始误差的目的。这种方法首先要求掌握误差的产生、特点和规律，进一步建立误差补偿模型，最后尽量制造出一个与原始误差大小相等、方向相反的新误差，从而起到抵消原始误差和提升加工精度的作用。加工误差补偿技术根据补偿方式和原理又可以被进一步细分为以下3种：①单项误差合成补偿法。对机床的各个单项误差进行直接测量，然后依据误差合成理论计算补偿点的误差分量，进而实现对机床误差的补偿；②误差直接补偿法。运用插值法计算补偿点的误差分量，并在此基础上进行误差修正与补偿；③相对误差分解、合成法。从相对的综合误差中分解出机床的单项误差，然后再依据误差合成理论进行机床误差的补偿。

2 数控机床加工精度提高技术在发展和应用中存在的问题

误差防止是提升数控加工精度的基本方法，但因为受到机床生产成本和母机加工精度等因素的制约，导致这种方法的运用受到限制，精度提升效果也不够理想。与此不同的是，误差补偿是现实中广泛采用的一种精度提升手段，但这种方法也存在一定问题。比如所构建的误差补偿模型往往只能与特定的机床设备相适应，缺乏通用化的误差补偿建模方法。同时，误差补偿的前提条件是必须能够精准地识别出误差，但现有的误差识别手段还不够成熟，无法准确、快速地识别出误差。最后，误差补偿技术的运用还会受到数控系统硬件及其程序开放性的限制。

［1］梁杰.数控机床加工精度提高技术的进展及存在的问题［J］.时代农机，2017，44（4）：40.

［2］郭烽，赵维浩，张玲，等.数控机床加工精度提高方法的措施［J］.工程技术（引文版），2016，（1）：202.