崔鸿伟
天津市祥威传动设备有限公司 天津市 300380
摘要：数控车床是零件加工的重要设备,可以在很大程度上提高零件生产效率,数控车床具有加工精度高、质量稳定、自动化程度高等优点,是机械加工行业一次新的技术革命。但是由于生产加工中存在各类不同因素的干扰与影响，增加了数控车床的加工难度，影响到加工精度。基于此，本文分析数控车床加工精度的影响因素及措施具有重要的意义。
关键词：数控车床；加工精度；影响因素；措施
1数控车床介绍
数控车床主要用于回转工件和轴类工件加工，主要加工外圆、端面、内孔、切断工序的加工。适合用于批量生产和精密零件的加工。数控机床一般由输入输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。数控车床搜集得到的各种信息将会被转换成数字与字符编码的方式，统一交由被安装在数控装置之中的计算机进行统一处理，之后由各执行机构譬如说机床进给等负责接收由计算机下达的各项命令，并在此基础上完成包括自动控制位移量、速度等在内的，各种加工需要的动作以确保加工工件的顺利完成。
2数控车床加工精度的影响因素
2.1车刀参数变动影响
数控车床的加工过程主要是车刀在编程控制下对零件进行切削，达到所需的工件形状。车削加工的车刀存在主偏角和刀尖圆弧半径，对棒料类进行加工时，其轴线尺寸会存在一定的偏差，这一偏差与主偏角成反比，随主偏角的增大而减小，与刀尖圆弧半径成正比。所以，在对数控车床进行编程时需要根据加工零件的特点，将轴向尺寸的偏差规律考虑在内，对其相关位移长度进行调整。在数控车床运转时，车刀的刀尖圆弧半径、主偏角、刀尖与零件中心的高度偏差等都可能影响数控车床的加工精度，需要在编程时进行考虑和分析。
2.2伺服系统
伺服系统可以精准的跟随或复制车床工作的某一过程，因此还被称为随动系统、反馈控制系统等，是整个数控车床系统的中枢系统。车床的零部件加工工作就是伺服系统通过驱动机床部件来完成的，而零件的加工精度也是由伺服系统控制的（由其自身的电机驱动丝杠的传动精度决定）。在实际的加工工作中，数控车床多使用闭环控制伺服进给系统，该系统在传递信号之后丝杠会发生反向运转，从而会出现短时间的空转状况。空转状况会引起反向间隙误差，进而会对零件加工精度造成影响。
2.3切削用量的选择
切削速度、切削深度和进给量这三者被称为切削三要素，即切削用量；这三个因素直接影响到零件加工的精度和表面粗糙程度。在零件加工的初级阶段，大多选择较大的背吃刀量来提高效率，但是背吃刀量越大切削力就越大，这种切削用量容易造成刀具和零件的损坏，对产品的加工精度造成很大的影响。在零件的精加工阶段，对工件的精度要求更加严格，所以该阶段要选择较快的切削速度和较小的进给量，同时还要根据实际的背吃刀量预留出适当的精度余量。
3提高数控车床加工精度的措施
3.1做好数控车床的总体设计
在对数控车床进行整体设计时，需要遵循等刚度的原则，将机床的变形均匀分配到应力传递的每一个部件上，避免因刚度不均导致车床局部结构变形过大，出现刚度薄弱的部件。同时，需要注意的是，数控车床的结构重心会对其自身的动态特性产生很大的影响，通过对其重心高度的降低，可以提高摆动的模态频率。
因此，在确保结构可以满足静刚度的条件下，可以通过减少上部结构材料使用量的方式，尽可能降低车床的整体重心。此外，对主轴系统的热态特性进行优化设计，也是提高数控车床加工精度的有效措施。
3.2确保误差补偿法的合理应用
数控车床的运行需要依靠半闭环伺服系统的驱动，其中反向偏差的因素直接影响到车床定位精度情况，造成所加工的零件质量不达标的现象，形成一定的不良误差。通过实施误差补偿法，可以弥补反向偏差造成的影响，使所加工处理的零件误差有效降低。从目前的情况来看，国内的机械加工制造行业所采用的数控车床当中，针对其定位的精度高于0.01mm，显然此种车床通常是缺少补偿作用的，那么运用编程法，能够做到准确的定位，避免反向间隙的影响。应用编程法，能够确保部分机械不改变，并且实现较低速度的单向定位处理，完成针对数控车床插补处理的任务。在车床其中的某一个轴受到指令控制，出现运动轨迹变化的时候，借助数控车床当中的数控设备，能够以不定时的形式，将反向间隙数值进行读取，同时实现坐标位移指令数据的改正，结合具体的需要，将车床予以精准定位，从而避免或降低零部件加工精度所受到的反向偏差因素的不良影响。
3.3防止热变形误差
随着现代制造业的发展，生产制造业对机床加工的精度要求也越来越高，而影响数控车床质量的一个重要因素之一就是热加工。在机床工作过程中，当工件的精准度越高时，往往受热误差的影响越高。热误差是由机床的零部件轴承和马达由于工作受温或者其他零部件的摩擦接触所产生的，同时机床零部件的摩擦会导致周围部件产生变形。我国现代制造业相对于发达国家来说发展缓慢，人们对数控机床的热误差认识不够，因此在日常生产中多会出现热误差。想要减少热误差的产生，就要从控制热源开始，可以通过建造冷却回路来控制温差，减少热量的产生和传播。
3.4提高床身导轨的几何精度
从目前来看，数控车床一直都在向着高速度、高负荷、高精度的方向发展，因此对于车床的床身底座、导轨结构的设计以及其抗振性、刚度等提出了更高的要求。对于全功能数控车床而言，通常都会采用斜床身的形式，床身一般呈封闭式筒形结构，这样可以简化铸造工艺，同时也可以减轻铸件自身的重量。从力学角度分析，筒形结构可以提高斜床身的抗扭和抗弯刚度，确保数控车床可以在复杂的切削负荷条件下，保持良好的精度。一般来说，从移动速度方面进行考虑，车床导轨应该首选负载能力相对较大的圆柱滚子直线导轨。另外，为了保证数控车床在高负荷切削的条件下拥有良好的精度保持性和较高的刚性，可以采用镶钢滑动导轨副结构。利用经过磨削和淬硬处理后的钢制滑动导轨，可以用螺钉安装在经过导轨磨床磨削的安装面上，采用注塑材料对钢导轨与底座导轨之间的间隙进行消除，然后在导轨磨床上进行整体磨削，以确保导轨获得最佳的几何精度。
3.5科学运用误差防止法
误差防止法并不是对误差的治理，而是事先预防，主要是通过对机床的合理设计和制造，提前对可能存在的误差源进行消除，避免误差的发生。例如，可以通过提升车床零部件的加工和装配精度，改善车床的结构，提升整体刚度；也可以对机械加工的环境进行合理控制，这些都可以提高机械加工的精度。但是，误差防止法同样存在一定的不足，如果一味提高车床的性能和精度，很可能导致车床制造成本的不断增加，影响企业的经济效益。同时，如果单纯采用误差防止法提升数控车床的加工精度，当精度达到一定要求后，再想提升就会变得极为困难。
4结语
综上所述，数控车床作为科学技术发展的一种产物，有着高精度、高效率等特点，在工业生产、加工中能够有效保障加工效率以及加工质量。随着数控车床的普及，在当前竞争激烈的市场环境下，数控车床加工质量不仅关系到数控车床加工行业的稳定发展，更关系到我国经济的发展，因此必须对数控车床加工采取有效的控制措施，从而保障加工质量。
参考文献
[1]数控车床加工精度的影响因素及提高措施研究[J].时小广.科技与创新.2020(19)
[2]影响数控车床加工精度的因素及其优化方案[J].门小会.内燃机与配件.2021(03)