数控机床加工精度的影响因素及优化措施

宋万万+曹超

摘 要：随着科技的快速发展，现代制造技术也得到了快速的更新和提高。作为精密制造技术的代表，数控机床在机械制造中的应用也越来越广泛。数控机床顾名思义就是指由计算机进行控制的机床，由于其生产效率高、精度高且操作简便而受到了广大机械制造企业的认可和使用。但是，由于一些不可避免的原因如机床设计、程序编译以及加工工艺等都可能对数控机床的加工精度产生不可逆的影响。本文主要从数控机床加工精度的影响因素出发来对如何提高数控机床的加工精度进行探讨，以期提高产品的生产效率和质量。

关键词：数控机床；加工精度；影响因素；策略

中图分类号：TG659 文献标识码：A

随着科技的快速发展，数控机床加工技术日渐成熟，且随着客户对于机械加工零件的生产效率和加工精度要求的不断提高，使得数控机床在机械加工企业中得到普遍应用。数字化加工技术首先是对零件的加工工艺进行编译，然后由计算机控制机床完成零件的加工，这种加工方式不仅缩短加工时间而且提高了机械零件的加工精度，对于现代工业生产而言至关重要。但是，在实际生产加工过程中有许多因素对工件的加工精度都有影响，如何避免或者最大限度地降低这些因素对于加工精度的影响程度对于现代加工企业具有重要的意义。

1. 数控机床加工精度的影响因素

数控机床加工主要包含程序编译、程序处理和执行部分，这些部分出现问题都会对加工工件的精度产生影响。因此，搞清楚数控机床加工精度的影响因素，然后有针对性的消除或者降低这些因素对数控机床加工精度的影响是目前解决数控机床加工精度问题的主要策略。

1.1 编程原点的影响

数控机床在安装完毕开始加工之前，首先要对机床的数控编译原点进行确认。这主要是由于数控机床在进行工作时需要编程人员根据加工零件的形状和特征进行坐标的编译，若编译原点不准确将会导致整个加工程序出现误差从而影响工件的加工精度。在实际生产中，数控机床的编程人员往往会因为忽略对数控机床编译原点的确认以及对所加工零件的工艺基准和设计基准缺少校核而导致工件加工时出现精度误差。

1.2 编程数据处理的影响

数控机床执行数控加工程序的过程实际上就是完成对所加工工件编程数据的处理，若数据处理不精确或者出现偏差就会导致工件产生误差，影响工件的加工精度。在实际生产中，需要根据工件的尺寸和形状来对数控机床的编译基准和加工基准进行校核，以保证加工的精度。若不考虑工件自身的形状和尺寸，就会导致加工误差的产生甚至导致工件的报废。若所加工的零件的尺寸精度高，形状复杂或者不对称时就需要人工对其加工基准或者计算基准进行校核，以保证数控机床的加工精度。若加工时使用同一把刀具那么只需要在初次加工时进行刀具加工初始位置以及尺寸公差的校核，若加工过程中需要换刀时就必须对所有使用的刀具进行形状和尺寸的校核。

1.3 加工线路的影响

在利用数控机床进行工件的加工时，由于刀具在进给、退刀以及换刀的过程中可能出现的误差都会对工件加工面留下凹坑或者刮痕等，而且若刀具的磨损较大时在换刀或者对刀时就会对刀具的使用性能和使用寿命产生较大的影响。对于工件来讲，若工件的表面质量或者位置出现误差时也会对数控加工的加工路线产生误差，影响工件的加工精度。在连续加工中由于工件以及刀具的线膨胀系数不同，由于产生切削热而导致刀具和工件的相对位置发生变化，从而导致加工误差的出现。

1.4 加工现场的影响

在实际加工过程中，由于振动、环境或者刀具性能等各方面因素的存在都会对工件的加工精度产生影响。如在数控加工过程中，由于电磁波的影响而导致加工过程中出现电火花或者加工震荡等现象，这些都会影响机床的加工精度；在加工过程中，若机床的电压和电流不稳定也会导致机床数控加工过程中的状态不稳定，从而导致加工精度的降低；数控机床在加工前必须要对机床进行彻底的清理，保证刀具表面的洁净，以防止粉尘或者其他颗粒等杂质对于工件加工精度的影响。

2.优化数控机床加工精度的措施

2.1 提高数控机床设计合理性

如今我国在数控机床的设计和制造方面取得了很大的进步，数控机床被广泛地应用到工业生产中。但是，由于结构设计以及程序编译等方面的问题存在，使得我国机床设计和制造技术仍然落后于国外。因此，在对机床进行设计时一定要严格控制以下几个方面，根据生产实际设计出精度高、缺陷小的数控机床。首先，在对数控机床的主机进行设计时需要根据生产实际需要采用外购等方式来提高主机质量，保证数控机床的加工精度；其次，数控机床的整体结构完整性也对机床的加工精度具有重要的影响，所以在对数控机床进行整体性设计时要考虑机床的整体荷载能力和机床运行过程中各部分受力的均衡性，避免某些机构连接处由于承载能力较低而出现结构变形或者断裂等问题的发生；再次，由于机床在零件加工时一般会出现振动等现象，而该现象对于工件的加工精度明显不利，所以在对数控机床的结构进行设计时要降低机床的高度来保证机床的整体稳定性，而且在机床的设计时需要考虑冷却水循环问题，降低工件加工过程中的产热问题，从而降低加工误差保证加工精度；最后，在对工件进行加工时，需要对工件的形状和尺寸精度充分了解，对刀具和切削参数选择都要统一考虑，确保加工过程顺利无停顿。

2.2 提高机床导轨几何精度

机床导轨对于数控机床工件加工具有重要的意义，所以在利用机床对工件进行加工时首先需要对机床的导轨进行几何精度的计算和校核。若数控机床为全功能一体式机床，则床身一般采用斜床式的，这主要是为了精简机床的自身重量，保证机床的导轨精度。而且精简机床的结构能够在一定程度上提高机床自身的负载能力、抗弯拉强度以及在高负载下的运行精度，而在对导轨的滚珠进行选择时一般考虑选用负载能力较大的圆柱滚珠，这主要为了保证机床在高负载下的加工精度。

2.3 提高数控机床加工前控制

通过对数控机床的加工误差进行分析后发现，要想提高数控机床的加工精度减少误差的出现，就必须要从加工前期做起，如在机床的设计之初根据加工要求对机床的结构和其附属零件的加载进行结构优化，在工件加工前对机床进行清洗或者维修以保证工件加工的精度。同时，由于机床所处的环境中的温度、湿度，电磁强弱以及粉尘和振动等都会对工件的加工精度产生较大的影响，所以在数控机床运行之前一定要对这些因素进行检查，尽可能消除或将这些影响降至最低。

结语

综上所述，随着社会的发展和机械制造业的快速发展，客户对于机械加工零件的精度以及表面质量的要求越来越高。数控机床在安装、程序编译和执行等各个方面出现问题都会对工件的加工精度产生极大的影响。因此，以后要将数控机床的加工精度从机床设计之初开始考虑，对机床的床身和导轨进行设计和优化，并對机床的工作环境以及其他因素进行处理和解决，从而保证工件的加工精度，提高我国机械加工整体技术实力。

参考文献

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