摘要：在机械加工工作中，数控机床零件加工经常会因为各种因素的影响而出现误差，即设计几何参数与加工后零件实际几何参数存在的偏差，导致零部件加工精度不能满足设计要求，并最终影响到了加工精度和生产效能。无论是从理论还是实践中看，加工误差都不是一个可以避免的现实性问题，我们必须要尽量想办法解决加工精度误差的问题，采取针对性措施，进行误差补偿，并将其控制在合理的可接受范围内。
关键词：数控机床；加工误差；生产加工
引言
数控机床加工技术在我国的机械制造业中发展迅速，在充分了解数控机床的优势后，各个加工厂都引进这项技术，在解决复杂零件加工的问题的同时，还能够提升企业的效益。因此在当代社会，数控机床加工技术在我国大中小企业均有应用，虽然数控机床加工有很大的优势，但是数控机床的精度还是存在一定的问题，因此国内外的专业人士围绕如何提高数控机床的精度这一问题进行系列的探究。当前，通过对机床误差模型的建立、误差分析与误差补偿等方面的研究,得出了一定的结果，在应用到一些产品中后，加工精度的确得到了有效的提高。
1数控机床的概况
在机械制造中，数控机床应用很多，一般都是采用数控机床加工一些异形和复杂的零件，无论是零件的质量，还是加工的精度都能够得到保证，数控机床具有加工速度快的优点，但是，数控机床的成本相对很高，设备也比较复杂。
1.1数控机床结构
数控机床由驱动系统、主机系统、加工辅助系统以及数控编程等几部分构成。驱动系统就是数控机床的动力机构，能够将工作动力提供给数控机床；主机系统就是加工机械的结构，主要进行加工切削工件等形式；加工辅助系统，就是为数控机床加工提供一些辅助功能，协助加工能够精确且顺利地进行；数控编程系统就是控制数控机床的环节，是数控机床主要的特征，利用设计和输入数控编程，便可以控制数控机床，自动加工和处理工件。
1.2数控机床分类
数控机床具有很多种类，结合数控机床的不同功能和控制系统原理，可以分为点位控制数控机床、普通数控机床和其他种类。科学技术在快速地发展，数控机械加工技术也在不断地完善和提高，已经被设计和开发出来的有些数控机床，性能比较独特，从而使多样化数控机床加工的要求得以有效地满足。
1.3数控机床的特点
加工精度非常高，是数控机床主要的特点，加工异形和复杂零件，通常选用数控机床进行加工，加工工件既可靠稳定，质量也高，半自化和自动化操作也能够有效地实现，具有非常高的加工生产效率。但是，数控机床设备内部的系统很复杂，具有很大维修难度，必须专业技术人员才能够对其进行维修，此外，投资成本也相对比较高。
1.4数控机床工作的程度
有效运用数控编程来设定工作过程，是数控机床主要的特点，可有效减少机器必须人工操作，可更好的搞高效率。先编辑加工零件的程序，在NC 装置中输入这一语言，再由伺服系统驱动机床部件，相应地操作加工零件。
2影响数控机床加工精度的因素
数控机床是通过数字化技术对机床的运行过程进行控制的加工设备，所有的数控机床全都带有程序控制系统，可根据预先设定的形状及尺寸，自动完成零件加工。数控机床的出现及其在现代制造业中的广泛应用，使复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题得到有效解决。与传统的机床相比，数控机床的应用优势非常明显，如加工精度高、生产效率高、产品质量稳定可靠等等。然而，在数控机床的使用中发现，一些因素会对其加工精度造成影响，如工艺、程序以及机床本身的状态等，由此会引起加工精度异常故障。
2.1数控机床本身精度和质量因素
经过长期的实践，当前国内的数控机床的制造水平取得了长足的进步。数控机床在实际运用的过程中，其制定的操作规范也被推广与施行。但是在长期的生产与使用过程当中，仍然会出现因为机床本身的原因，而使得数控机床的精度受到不同程度的影响。因此在使用数控机床进行产品生产与加工的时候，必须要把产品进行分批次生产，并按照相关流程进行严格分类，根据不同产品的生产要求合理选择数控机床。
2.2对刀具位置计算缺乏准确性
在使用数控机床进行产品生产与加工的时候，操作人员在确定零件走刀路线和加工方式后，就必须要对刀具的位置坐标做出精确计算，特别是多个圆弧过渡点的计算，若是计算的过程当中出现丝毫的偏差，就会使得计算的结果出错。如果计算出的结果存在较大的误差，不但会影响到产品的正常生产，甚至可能还会出现安全隐患。所以在进行机床加工的时候，操作人员必须要做好刀具位置坐标点的计算，以确保机床加工的精度。
2.3加工工艺因素
部分零部件在加工过程中，会因为数控机床及零部件材料本身的热变形造成切削、震动、装夹、磨损等细节产生误差，如果想对这些类型的误差进行补偿，需要对数控机床有较深刻的掌握，尝试建立CNC 系统补偿模型并不断地进行尝试。
2.4受力受热产生的变形
零部件材料本身在机械加工中，会由材料刚度和刀具刚度共同作用下对加工精度产生影响，而包括数控机床、刀具 被加工件热变形及环境温度变化所产生的误差，即切削热、摩擦热及设备本身散热引起温度的变化从而改变了系统中各组成部分的相对正确位置引起的加工误差。
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3数控机床加工精度因素的措施
3.1加工工艺分析
在对零部件封闭内轮廓表面进行加工时，如果内轮廓线允许外延，则应沿着切线防线切入切出，而对于不允许外延的部分，则只能沿着内轮廓线方向切入切出，且切入切出点应选在轮廓曲线几何元素交点位置，同时在进行车螺纹加工时，要重点控制好螺距方向进给引入距离与超越距离，而且在螺纹收尾位置的退刀槽存在与否，直接受到数控机床操控伺服系统的影响。
3.2使用实时监控技术
随着我国科技技术的不断发展，网络技术也运用到各行各业中去，为保证零件的加工过程中的误差环节能够及时的减少，可以对数控机床进行零件的加工过程进行全程的监控。一旦发现有误差产生，便记录下来，方便分析，分析出具体的原因后，及时的作出调整，然后反馈到控制终端，避免下一次类似该误差的产生。该方法通过对误差数据的分析，然后采取相应的误差补偿技术，不仅能够及时的作出判断，并且还可以准确的选择相应的误差补偿技术，这对零件的加工精度的提高有了很大的帮助。
3.3控制原始误差
对于其中产生误差的原因进行分析与探索，随后再按照产生误差的原因以及类型，制定出相应的应对策略。必须要运用几何精度控制，以及位置控制的方式来减少几何误差以及位置误差，保障精度不受影响。在数控机床的运行过程中，可以采用水冷或者风冷的方式来减少加工过程当中的热变形，避免因为温度过高而导致加工的精度出现偏差。除此之外，在进行刀具选择的时候要确认刀具本身的材料，避免刀具出现变形导致加工精度受到影响。在进行夹具选择的时候，还必须要将零件胚料的形状与规模纳入到考虑范围中，防止出现位置误差的问题发生。
3.4加工精度刀具轴承上的提升
轴承转动和刀具切削，对于数控机床的加工精度的影响，都是重要的因素。因此，必须选择高质量和适合加工类型的刀具，结合加工不同材质的零部件结构进行选择。零部件加工的过程中，零部件加工的切削精度和力度以及深度等相关要求都要注意到，根据零部件的情况随时调换刀具。使用时，需要靠近转动光滑稳定和摩擦阻力小的轴承。例如，对于传统皮带传动式主轴，采用静压电主轴进行替换，针对数控机床加工精度的有效提高至关重要。与传统流动体轴承进行比较，空气为润滑介质，粘度比较小，空气静压轴承既具有发热少和摩擦磨损小的特点，又具有寿命长和耐高低温等相关优点，并且在气膜误差均化效应的作用下，回转精度也很高，这些优势致使空气静压电主轴可以很大程度上提升旋转精度和运转速度，从而具有切削高精度和高速度得以有效实现。水静压轴承和空气静压轴承电主轴对高档数控机床进行配置，为了将高表面和高精度质量加工以及高效率加工有效地实现，无论在光学零件领域，还是精密电子产品等相关领域，数控机床的应用发展前景都非常大。在液体静压主轴市场，各类高精密的数控机床都有，主要的就是高精度磨床。
3.5改善数控机床传动系统
数控机床坐标轴运行时，需要经过提速、降速阶段，但不同类型的数控机床性能也各不相同，其升降速率会存在一定的误差，在中低端数控机床升降速过程中，需要花费一定的时间各个刀片和位置控制系统才能到达设计指定位，而在此期间加工零部件的外形，很容易在拐角位出现超程或者过切问题，形成零部件加工误差，而在中高端数控机床上额外使用了液压驱动和锁止系统可以较好地避免该问题的存在。
3.6定期维护保养设备
数控机床设备工作的强度很大，很容易磨损一些特殊零部件，零部件如果摩损比较严重，就会严重影响数控机床设备加工的精度。因此，技术人员必须定期对数控设备进行检查和维护，无论是设备定位精度和控制精度仪器，还是刀具磨损程度和切削系统的灵敏度以及钻头模塑等相关情况，都要不断地观察，致使构件加工精度关键部位能够符合设备加工精度的要求。
3.7制定科学加工流程
数控机床机械加工效率的提升，需要基于加工质量和工艺水平出发，科学分析加工流程，准确分析数控机床设备结构，加以规范安装，确保流水作业有序，这就有助于提升加工工序系统化水平。与此同时要仔细检查加工精度，简化不必要的加工环节。刀具选择方面，必须依照相关规定进行配套使用，以硬质合金镀层刀具为最佳，切实提升工件表面质量。要注意细节的管控，制定科学规划，以提升整体机械加工效率。
3.8强化设备选型认知
为促进数控机床使用功能的最大化发挥，全面提升机械加工率，要在数控机床前期管理中强化设备选型认知，为数控机床的规范使用奠定基础条件。在设备操作系统选择过程中，要以知名度作为一个重要参考条件，一般情况下，知名度高且信誉良好的厂家往往能够达到较高的技术水平，并且售后维护等也比较全面。在设备选型过程中，要以厂家生产规模作为一个重要考虑因素，规模较大的厂家则往往存在较大的市场需求，数控机床日后检修维护也更具便利性。数控机床购买过程中，尽量令所选择产品为同一数控系统，以便于联系厂家进行系统化维护，操作人员对于数控机床的操作指令也更为熟悉，这就能够有效防范误操作，数控机床的利用率也能够显著提升。
结束语
综上所述，想要有效地解决数控机床加工精度的影响因素，就应当要结合具体的影响因素，制定出相应的解决办法，同时还要对数控机床的床身的设计进行调整与优化，控制原始误差的同时结合实时监控技术，这样才能够有效地提升产品的加工精度，促进我国机械加工技术的可持续发展。
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论文作者:陈永彪
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/19
标签：数控机床论文; 加工论文; 误差论文; 精度论文; 零件论文; 刀具论文; 零部件论文; 《工程管理前沿》2019年第15期论文;