关于数控机床加工精度提高方法的分析

  本文通过分析数控机床加工过程中误差产生的原因和相关影响因素，对提高数控机床加工精度的方法进行了分析。
    数控机床本身具有比较高的生产效率。在批量生产的同时还可以有效控制加工精度。这在很大程度上改变了传统机床加工精度对于操作者的依赖性。现在已经被广泛的应用在机械加工、电力设备制造等的行业。但是，在实际的加工过程中，数控机床对于操作人员自身的要求以及对于机床自身性能的要求也是比较高的。在科技不断进步的今天，人们对于制造业的产品要求也随之升高，数控机床在加工零件产品的过程中对于所处的自然环境要求也不断提高。很多的数控机床在这样的情况下，其加工的精度也不能够满足实际情况对于零件精度的要求。所以，对于怎样提高数控机床加工精度的问题，是值得我们不断研究的一个问题。正像是美国通用公司的著名工程师佛罗曼说的那样，当前普通的数控机床技术在全世界的范围内已经发展的相对成熟，但是随着制造业不断的进步和社会生产的需要，普通的数控机床已经不能够满足生产的发展实际，我们需要更紧密、制造更渐变，使用更高效的数控机床产品，这是数控机床技术的发展趋势。
    当前数控机床加工中精度存在的问题
    1.1. 数控机床加工中的位置误差对加工精度产生了影响
    位置上的误差指的是经过加工之后的零件其自身的表面、轴线或者是对称平面之间的相互位置相对于其理想的位置有偏离或者是变动的现象。比如在垂直度、位置度以及对称度等方面，都产生了一定的偏差。数控机床加工中的位置误差往往指的是那些死区的误差，产生位置误差的主要原因一般来讲是机床零件在加工的过程中由于传动过程产生的间隙以及弹性变形导致了加工的误差。同时，在加工的过程中，加床的到头需要克服摩擦力等的因素也会导致位置误差的产生。在开环系统中位置本身的精度要受到比较大的影响，但是在闭环随动系统中，位置的测量主要取决于位置检测装置的精度和系统的速度放大系数，这样的话所产生的误差比较小。
    1.2. 数控机床加工中由于几何误差而导致加工精度误差
    数控机床在加工的过程中，由于其刀具和夹具在受到外力的影响或者是在加工的过程中所产生的热量等外界因素的影响下，机床的几何精度受到了一定的影响，机床上加工的零件产生了一定程度上的几何变形。这样的话就导致了几何误差的产生。据相关的研究，数控机床产生几何误差的主要原因可以从内部因素和外部因素两个方面衡量。机床产生几何误差主要的内部因素是由于机床本身的因素而产生了几何误差。比如，机床的工作平台的水平度，机床导轨的水平度以及直线度，机床刀具和夹具的几何准确度等。外部因素主要的是由于外界环境以及加工过程中的热变形等因素产生了加工过程中的几何误差，比如刀具或者是零部件在切削的过程中，由于受热膨胀产生压力，从而导致零件变形，这样的话就产生了一定的几何误差，从而影响到了机床的加工精度和零部件的加工精度。
    1.3. 数控机床加工中由于机床定位而产生加工精度问题
    笔者通过长期对零件加工之后产生的误差数据的分析和实践操作可以看出，机床的定位在一定程度上对于数控机床零件加工的精度有比较大的影响。数控机床的零件加工误差，从结构的角度上看，精度的误差往往是由于定位精度而产生，而由机床的给进系统精度定位而产生的问题是比较主要的问题。数控机床的给进系统通常是由机械传动系统和电气控制系统两个部分组成的，定位的精度与结构的设计中，与机械传动系统有很大的关系。在闭环系统中，数控机床本身可以通过定位检测装置防治给进系统中的主要部件产生一定的偏差，比如滚珠丝杠部件等。而对于开环系统来讲，由于影响因素较多，而其情况往往也比较复杂，无法进行一定的定位监控工作，所以对于数控机床零件加工的精度影响是比较大的。
    提高数控机床零件加工精度的对策
    在数控机床零件加工的过程中，其所加工的零件精度直接影响产品的自身质量。部分的机械部件和紧密设备零部件对于加工精度的要求是非常高的，提高数控机床的加工精度是问题的关键所在。通过对比研究和分析，本文得出了以下的解决对策：
    2.1. 通过数控机床的原始误差提高加工精度的方法
    数控机床加工过程中，产生误差是在所难免的，被加工零件与数控机床之间存在误差是必然的现象。这种一定存在的误差我们称其为元是误差。所以，要想提高数控机床零件加工的精度，控制数控机床的原始误差是比较重要的对策。针对产生原始误差的可能性进行系统的评估与分析，根据误差产生的原因和误差的主要类型制定相对应的改进方法。机械零件在加工的过程中，数控机床的自身位置精度和几何精度是十分重要的。其对所加工零件的加工精度有非常大的影响。要通过位置控制和结合精度的控制，减少误差的产生以及几何误差的影响。同时，对于加工过程中所产生的变形误差，要使用风冷和水冷等方法控制整个过程的热变形。减少由于热变形而产生的精度影响。
    2.2. 设计合理的机床核心部件避免误差
    机床的定位精度对零件的加工有非常大的作用，影响机床定位精度的核心部件，比如给进系统、导轨与工作平台的直线度、水平度等。在设计数控机床的过程汇总，要合理的选择核心部件。比如在选择机床中的滚珠丝杠过程中，要充分考虑到滚珠丝杠的精度，适当选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑也要选择合理的，要与系统的传动精度密切配合。同时，滚珠丝杠的支撑主要来讲要由轴向载荷和回转速度决定。在此基础上，选择精度比较高的固定和支撑方式，并且再设计过程中要严格的对滚珠丝杠的承载能力进行考核。
    2.3. 使用实时监控技术提高加工精度
    随着数控技术不断提高，对于数控机床进行零件加工的过程中可以实现全程的监控，在这个过程中就能够及时的调整加工中的误差环节，并且要对加工过程中的每一个环节误差数据进行及时的采集和分析，并且及时反馈到控制终端，通过误差数据采取相应的误差补偿，进行及时的判断，提高零件的加工精度。