數(shù)控機床加工精度的影響因素及其控制措施

1.1 編程原點的選擇對加工精度的影響和控制措施

　　在進行數(shù)控編程時，最先需要考慮的因素就是編程原點的確定。

　　通常來講，編程坐標系的確定需要相關(guān)的操作人員根據(jù)所需加工零件的特點以及圖紙等進行考慮，在這其中，編程原點的確定直接關(guān)系到整個零件最終的加工精度。在實際操作中，編程坐標系的確定應該以編程基準、設(shè)計基準、工藝基準統(tǒng)一為原則，只有這樣才能將尺寸公差換算誤差降到最低，實際操作中可以按照以下進行操作：

　　1） 編程原點應該盡量與圖紙中的基準吻合。在進行零件設(shè)計時會有相應的設(shè)計基準，加工過程中會有相應的工藝基準，編程原點應該盡量和這些基準相吻合。

　　2） 在進行相關(guān)數(shù)據(jù)的計算時，盡量簡單化，避免不必要的尺寸鏈計算過程，減少誤差的產(chǎn)生。

　　3） 編程坐標系應該盡可能的選擇在一些精確度較高的零件表面上。 　　

　　1.2 編程過程中的數(shù)據(jù)處理對精度的影響和控制措施

　　在數(shù)控編程中，數(shù)據(jù)處理主要是對整個零件的輪廓精度產(chǎn)生重要的影響，在這其中較為重要的就是一些未知的編程節(jié)點以及編程尺寸公差帶的計算和換算問題。

　　1） 當前的數(shù)控機床設(shè)備中，一些先進設(shè)備可以根據(jù)加工零件的輪廓自動進行節(jié)點的坐標計算，而大部分數(shù)控機床仍然需要人為的手工計算。通常來講利用手工計算節(jié)點坐標的主要問題就是如何控制好計算精度，一般情況下，手工計算與計算機計算之間會有0.01~0.03mm 的偏差，通�？梢岳�用以下方法來提高手工計算的精確度：首先，手工計算過程中的一些中間數(shù)據(jù)應該保留在四位小數(shù)以上，如果利用計算機進行計算，應該盡量保留全部的小數(shù)。其次，編程過程中尺寸的調(diào)整主要是根據(jù)數(shù)控機床的脈沖當量來確定，所謂脈沖當量就是指當控制系統(tǒng)發(fā)出一個指令脈沖后，相應的機床移動設(shè)備所產(chǎn)生的移動量，脈沖當量是數(shù)控機床最小的設(shè)計和控制單位，比方說對于脈沖當量為0.001mm 的數(shù)控機床而言，在計算過程中，各類計算結(jié)果應該最少保留三位小數(shù)以上。

　　2） 當零件不同部位的尺寸公差存在不同或不對稱的現(xiàn)象時，應該采用人工的方法對編程尺寸進行計算。整個加工過程如果使用同一把刀具，那么應該選擇公差中間值來進行編程，為誤差的產(chǎn)生預留一定的空間，進而保證加工精度。當編程尺寸公差基本對稱時，通�？梢岳�用公稱尺寸來進行編程，從而使計算量相應的減少。

　　1.3 加工路線對精度的影響及控制措施

　　在數(shù)控編程中，加工路線是其重要的組成部分，并且對數(shù)控加工過程的精度和效率有著巨大的影響作用。如何進行加工路線的選擇應該從以下幾個方面進行入手：

　　1） 加工過程中的進、退刀方法對零件的輪廓有著重要的影響作用。 　　當在零件的輪廓表面上直接進行進、退刀操作時，可能由于刀具的機床誤差、速度突變等因素使得零件的表面出現(xiàn)一些小凹痕，因此在進行一些精度要求較高的加工時，進、退刀應該盡量避免在表面進行。對于那些必須在表面進行操作的情況，應該盡量選擇圓弧切入和切出的形式，而且圓弧的半徑應比刀具的半徑大。

　　2） 在進行數(shù)控機床加工時，為了保證零件表面的整體質(zhì)量符合精度要求，通常利用順銑的方法進行加工，但是在下列情況時，應該利用逆銑的方法進行加工：首先，當待加工零件表面存在硬化層或夾砂時，應該選擇逆銑的方法進行加工。因為如果利用順銑從零件的表面進行切入加工，那么表面的硬化層和夾砂可能會對刀具造成破壞，而利用逆銑的方法，當?shù)毒邚谋砻媲谐鰰r，外表面的硬化層和夾砂就會被掀掉，從而避免了刀具受到破壞；其次，在進行一些非金屬材料的加工時，尤其是一些纖維材料應該盡量選擇逆銑的方法。因為從表面切入的順銑可能無法有效的切斷纖維，進而使切割表面產(chǎn)生毛刺現(xiàn)象，而逆銑的加工方法能夠使材料中的一些細小纖維得到有效的切斷，使加工的切面光滑平整。

　　2 數(shù)控機床系統(tǒng)誤差對加工精度的影響和控制措施

　　2.1 螺距誤差和補償

　　所謂誤差補償技術(shù)就是說在進行數(shù)控機床加工過程中，對某一特定軸的實際運動位置進行記錄，并將記錄結(jié)果與精密儀器的測量結(jié)果進行比較。實際操作過程中，在軸上選擇一定量的測量點，并對運行過程中的誤差進行記錄，輸入到機床的控制系統(tǒng)內(nèi)，通過這種方式，控制系統(tǒng)就可以對軸運動時不同點和時間的誤差進行控制。這些測量點的數(shù)量越多，螺距誤差補償技術(shù)的實施效果越明顯，在利用這一技術(shù)時應該注重以下幾個方面的問題：

　　1） 當數(shù)控機床的重復定位精確度不高時，這一技術(shù)很難得到實施；

　　2） 該技術(shù)是建立在數(shù)控機床坐標系的前提下的；

　　3） 參考點是確定數(shù)控機床坐標系的重要參數(shù)，所以參考點的選擇誤差應該是零。

　　2.2 反向間隙誤差和補償

　　在數(shù)控機床加工過程中，傳動鏈的運轉(zhuǎn)存在很多的間隙，而其中的反向間隙可能會導致機床反向時，伺服電機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)而機床并沒有產(chǎn)生運動，這也直接使得數(shù)控機床產(chǎn)生一定的誤差或者發(fā)生機床震蕩現(xiàn)象。因此在進行數(shù)控機床的設(shè)計時，應該充分考慮反向間隙，但是無論采取什么樣的改進措施，都不可避免的會存在一定的間隙。在半閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床中，通過上述的螺距誤差補償技術(shù)，對機床運轉(zhuǎn)過程中的各點反向間隙進行記錄，并將其錄入到控制系統(tǒng)中去，這樣在產(chǎn)生反向運動時，系統(tǒng)會自動進行補償誤差操作。對于全閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床而言，其反向間隙的補償可以利用參數(shù)的設(shè)置來實現(xiàn)。 　　總之，在數(shù)控機床加工過程中，影響其加工精度的因素有很多，除了上述所講的這些因素外，工藝設(shè)計、刀具、操作人員技術(shù)水平等都會對競速產(chǎn)生一定的影響，因此在實際的數(shù)控機床加工過程中，應該綜合考慮各種方面的影響，才能真正實現(xiàn)加工精度的有效提升。