摘. . 要：数控车床在现代机械制造行业有着非常广泛的运用，有效弥补了传统车床加工中的问题，然而数控车床在进行机械加工过程中，也会存在多种因素对加工精度产生影响，主要有车床热变形误差、车床几何误差、车刀几何参数误差、刀具磨损误差以及伺服进给误差等，其中刀具几何误差与伺服进给误差影响最大，为了提高数控车床加工精度，需要降低伺服系统偏差，进行数控车床误差补偿。
关键词：数控车床；加工精度；影响因素；对策一．引言伴随着现代社会经济的快速发展，机械制造行业对加工精度的要求越来越高，传统机床已经无法满足当下的加工标准，而数控机床的运用很好的解决了传统机械加工中的问题，不仅提高了机械加工的生产效率，同时也改善了机械加工品质，推动我国机械加工制造水平的不断发展。数控车床是当下应用非常普遍的数控机床之一，为社会经济发展带来了良好的效益。在运用数控车床进行零部件加工过程中，对精度控制的要求非常高，伴随着生产自动化程度越来越高，进一步提高了数控车床的加工精度。在实际加工制造过程中，加工精度往往受到车削精度、编程精度、伺服精度以及插补精度等各个方面的影响［1］ 。数控车床在加工制造时，任何一个方面的偏差都会导致加工精度的偏差，使其达不到既定的加工要求，为此必须要对各个方面的影响因素进行综合管控，尽可能避免加工误差的产生，提高工件加工品质。为了进一步提高数控车床加工精度，本文重点分析了影响数控车床加工精度误差的主要因素，提出了解决数控车床加工精度误差的关键方法，为不断提高数控车床加工质量提供帮助。
二．数控车床加工精度影响因素
数控车床的加工精度主要取决于两个方面，分别是系统控制精度以及车床机械精度 ［2］ 。具体来说，系统控制精度主要体现在伺服控制精度、编程精度等方面，当伺服控制调整为最优状态、编程逻辑科学合理，则有助于提高数控车床加工精度；车床机械精度主要体现在车床加工中刀具运动、切削等运动产生的误差，这也会影响到数控车床加工精度。综合来看，导致数控车床加工出现误差主要是由以下几个方面引起的：车床热变形误差、车床几何误差、车刀几何参数误差、刀具磨损误差以及伺服进给误差等 ［3］ 。这五个主要误差因素中，刀具几何参数误差以及伺服进给误差对数控车床加工精度的影响最大。
（一）伺服进给误差
从现阶段数控车床工作状况来看，大部分数控车床的运行都是利用伺服电机连接滚珠丝杠，从而实现对各个位置的控制，但是滚珠丝杠在进行传递力时，也会存在一定的传动误差，由此对数控车床的加工精度产生不利影响。
当下，我国数控车床的伺服控制系统主要为半闭环控制伺服进给系统，如图 1 所示为其工作原理示意图。数控车床在进行加工过程中，使用滚珠丝杠来传递伺服电机力时，会由于滚珠与丝杠之间的间隙而产生微小的空转，造成轴承和轴承座产生反向间隙。此外，在外力作用下，数控车床传动、运动部件等还会出现不等的弹性变形，也会对数控加工精度产生影响。
图 1?半闭环控制伺服进给系统工作原理示意图（二）刀具几何参数误差数控车床对零部件的加工，是利用刀具在零部件表面按照设定的路径运动实现的。因为数控车床的刀具均有刀尖圆弧半径、车刀主偏角等，当加工轴类零部件时，会导致轴向加工尺寸不一致，同时轴向尺寸的变化幅度会随着刀尖圆弧半径的增大而增大，会随着车刀主偏角的增大而减小 ［4］ 。
通过查阅大量的文献与资料，对影响数控车床加工精度的因素进行归纳和总结，可以看出不同影响因素对数控车床加工精度的影响大小是不相等的，各种误差因素出现的比例如表 1 所示。
表 1?数控车床加工精度不同误差原因出现比例车床误差几何误差 20％～ 30％45％～ 65％热变形误差 25％～ 35％加工过程误差刀具误差 10％～ 15％25％～ 40％夹具误差 6％～ 10％工件热误差和弹性误差 3％～ 5％操作误差 6％～ 10％检测误差安装误差 2％～ 5％10％～ 15％不确定误差 8％～ 10％三．提高数控车床加工精度的对策（一）降低伺服系统偏差数控车床在进行零部件加工时，伺服系统偏差会影响到直线与圆弧加工精度，为了降低伺服系统产生的偏差，可以从以下三个方面进行 ［5］ ：首先，伺服系统在控制中会出现速度误差，通常表现为单轴直线加工完成之后会出现一定的滞后性，然而这并不会对刀具的停止位置产生影响，所以不会产生加工偏差；其次，由于进给轴位置开环增益不一样，一般当进给轴角度呈 45°时，能够获得更高的加工精度；最后，在进行工件圆弧面加工过程中，必须要对伺服系统中的进给轴位置开环增益进行管控，确保各个部分的开环增益都一样，同时最大程度提升开环增益，从而改善零部件表面的加工品质。
（二）数控车床误差补偿
通过误差补偿方法的应用，能够很好的消除加工中的许多误差，提高数控车床加工精度。随着现代加工技术的不断发展，不仅能够有效缩小数控车床加工误差，也能够获得更高精度与品质的加工件。当下数控车床一般是半闭环伺服系统，因此均会出现反向误差，在实际加工中也会对加工精度产生重大影响，无法确保车床多次定位后均能够处于设定位置，为了解决这样的问题，通过误差补偿法来消除误差具有很好的效果。从现阶段数控车床定位误差精度来看，通常处于 0.02mm 左右，无补偿功能，假如运用现代高超的计算机等技术进行精准定位，则能够显著缩小定位误差，提高零部件的加工精度。
四．结语
综上所述，影响数控车床加工精度的因素非常多，主要体现在车床热变形误差、车床几何误差、车刀几何参数误差、刀具磨损误差以及伺服进给误差等五个方面，为了确保数控车床加工精度，必须要采取有效的措施控制各种误差，确保获得更好的加工精度与品质。
参考文献：
［1］李亚钧 . 提升机械零件数控加工精度的策略分析 [J]. 湖北农机化 ,2019(08):44-45.
［2］徐凯 , 张会妨 . 数控车床利用刀具磨损补偿进行二次精车保障加工精度的方法 [J]. 制造业自动化 ,2013,35(24):50-51.
［3］梁毅 , 曾力 , 刘进 . 数控车床过大的反向间隙故障维修 [J]. 机床与液压 ,2017,45(10):174-176+180.
［4］高晓东 . 数控车削刀具刀尖高对零件加工精度的影响与对策[J]. 机床与液压 ,2013,41(10):177-178+184.
［5］史安娜 , 曹富荣 , 刘斯妤 , 马晓波 . 数控车床主轴热变形误差检测及改善措施 [J]. 制造业自动化 ,2019,41(01):1-4+28.
作者简介：
姚勇飞（1990-）, 男，汉族，安徽合肥人，学士学位，主要从事机械设计工作。
