本文從數(shù)控機(jī)床加工過程中誤差產(chǎn)生的根源入手，分析了各類誤差產(chǎn)生的原因并找出了減少誤差的解決方案。
    數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，用數(shù)控加工程序控制數(shù)控機(jī)床自動加工零件，不必使用復(fù)雜、特制的工裝夾具，就能夠較好地解決中、小批量，多品種復(fù)雜曲面零件的自動化加工問題。
    但在零件加工過程中，由于種種原因，會造成零件不合格，甚至于產(chǎn)生廢品。本文從加工中誤差產(chǎn)生的原因入手，分析并找出減少誤差的解決辦法。
    零件在數(shù)控機(jī)床上加工過程中，誤差主要來源于四個方面：一、誤差是制造工藝不合理造成的；二、誤差是程序編制不科學(xué)造成的；三、是工裝使用不當(dāng)造成的；四、是機(jī)床系統(tǒng)自身誤差產(chǎn)生的。
    制造工藝不合理造成的加工誤差
    在現(xiàn)實生產(chǎn)中，由于工藝設(shè)計不合理而造成的誤差一般有以下幾種形式。
    2.1.加工路線不合理而產(chǎn)生的誤差
    由于孔的位置精度要求較高，因此安排鏜孔路線問題就顯得比較重要，安排不當(dāng)就有可能把坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響孔的位置精度。
    2.2.刀具切入切出安排不當(dāng)產(chǎn)生的誤差
    銑削整圓時，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周進(jìn)行銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢之后，不要在切點(diǎn)處取消刀補(bǔ)或退刀，要安排一段沿切線方向繼續(xù)運(yùn)動的距離，這樣可以避免在取消刀補(bǔ)時，刀具與工件相撞而造成工件和刀具報廢。當(dāng)銑切內(nèi)圓時也應(yīng)該遵循此種切入切出的方法，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線，切出時也應(yīng)多安排一段過渡圓弧再退刀，這樣可以降低接刀處的接痕，從而可以降低孔加工的粗糙度和提高孔加工的精度。
    2.3.工藝分析不足而造成的誤差
    普遍性的零件結(jié)構(gòu)工藝性并不完全適用于數(shù)控加工中，但以下幾點(diǎn)的特別注意：
    2.3.1.采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，數(shù)控加工中若沒有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，會因零件的重新安裝而引起加工后兩個面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)，造成較大的誤差。
    2.3.2.避免造成欠切削或過切削現(xiàn)象，在數(shù)控車床上加工圓弧與直線或圓弧與圓弧連接的內(nèi)外輪廓時，應(yīng)充分考慮其過渡圓弧半徑的大小，因為刀具刀尖半徑的大小可能會造成欠切削或過切削現(xiàn)象。
    2.4.工藝處理不當(dāng)造成的誤差
    確定合理的工藝過程可以提高加工零件的精度。如加工平面時一次切削余量為1.5~2.0mm時，平面的加工誤差為0.3~0.5mm，若采用兩次走刀去除余量，最后一次走刀0.2~0.5mm，則誤差可以穩(wěn)定在0.1mm左右。所以在加工中根據(jù)精度要求可以進(jìn)行多次走刀完成加工。
    程序編制不科學(xué)造成的誤差
    3.1.編程原點(diǎn)選取不當(dāng)帶來的誤差
    編程原點(diǎn)通常作為編程坐標(biāo)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，它的正確選擇將直接影響到零件的加工精度和坐標(biāo)尺寸的計算的難易程度。在選擇編程原點(diǎn)時應(yīng)注意以下原則：
    3.1.1.編程原點(diǎn)盡可能與圖樣上的尺寸基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)）相重合，如定位的零件應(yīng)以孔的中心作為編程原點(diǎn)，對于一些形狀不規(guī)則的零件，可在其基準(zhǔn)面（或線）上選擇編程原點(diǎn)，當(dāng)加工路線呈封閉形式時，應(yīng)在精度要求較高的表面選擇編程原點(diǎn)（或加工起始點(diǎn)）。

    3.1.2.編程原點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于編程和數(shù)值計算。
    3.1.3.編程原點(diǎn)所引起的加工誤差應(yīng)最小。
    3.1.4.編程原點(diǎn)應(yīng)易找出，且測量位置較方便。
    3.2.對零件圖中的尺寸公差處理不當(dāng)而造成的誤差
    這樣的問題主要表現(xiàn)在尺寸公差不對稱的時候。如加工尺寸為30₀^+0.2，在編程時應(yīng)將此數(shù)據(jù)處理成30.1+0.1，這樣才能夠保證加工出來的零件更好地符合圖紙要求。按照基本尺寸進(jìn)行編程是編程者常犯的錯誤，應(yīng)當(dāng)遵循將尺寸轉(zhuǎn)換成均差再進(jìn)行編程的原則。
    工裝產(chǎn)生的誤差
    工裝產(chǎn)生的誤差包括刀具、量量和夾具等產(chǎn)生的誤差：
    4.1.在數(shù)控加工中要盡量采用數(shù)控刀具，因為刀具在使用一段時間以后需要刃磨，普通刀具刃磨后重新安裝時的刀尖位置會發(fā)生變化，需要重新對刀。而數(shù)控刀具的特點(diǎn)是刀具制造精度高，刀片轉(zhuǎn)位后重復(fù)定位精度在0.02mm左右，大大減少了對刀時間，同時刀片表面上涂有耐磨層，可以很好地保證加工精度。
    4.2.選取合適的量具可以時常檢測成型零件的真實尺寸，保證加工出符合圖紙要求的產(chǎn)品。
    4.3.夾具可以實現(xiàn)快速安裝零件的作用，但同時要求夾具保證裝夾時的變形量滿足要求，否則過大的變形量將影響零件的加工精度。
    數(shù)控機(jī)床自身的誤差
    數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的誤差主要分為數(shù)控操作系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差和機(jī)床部分產(chǎn)生的誤差兩部分。
    5.1.數(shù)控系統(tǒng)誤差
    數(shù)控系統(tǒng)按照伺服系統(tǒng)的控制方式，可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)不帶檢測裝置，也沒有反饋電路。由于進(jìn)給系統(tǒng)中沒有反饋檢測裝置，其前進(jìn)路線中產(chǎn)生的誤差就無法通過反饋信息來進(jìn)行補(bǔ)償，從而導(dǎo)致了輸出位置誤差。閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠時時檢測到實際位置，并反饋給數(shù)控系統(tǒng)，與系統(tǒng)中的指令值進(jìn)行比較，直到消除差值時才停止移動，因而可達(dá)到很高的控制精度。而半閉環(huán)控制系統(tǒng)中仍然存在不反饋的部分，因此沒有包含在反饋信息之內(nèi)的誤差仍然會影響到移動部件的位置精度，進(jìn)而影響到加工時的精度。
    5.2.機(jī)械部分產(chǎn)生的誤差
    任何機(jī)床的驅(qū)動坐標(biāo)軸在移動和停止時，都要經(jīng)過一個升、降速過程。在高檔數(shù)控機(jī)床中，由于有液壓驅(qū)動和鎖緊系統(tǒng)，其升、降速率可以在很短的時間內(nèi)完成。而經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床由于沒有液壓驅(qū)動和鎖緊系統(tǒng)，則升、降速率在一定的時間內(nèi)才能完成。這種傳動系統(tǒng)的滯后（即慣性）和停頓在加工內(nèi)槽和型面等輪廓過程中，刀具走過拐角時容易產(chǎn)生“超程”而導(dǎo)致加工誤差。編程時應(yīng)在接近拐角前適當(dāng)降低進(jìn)給速度，過拐角后再逐漸增速。
    數(shù)控機(jī)床傳動副中包含有齒輪、軸、傳動絲杠等存在反轉(zhuǎn)間隙的構(gòu)件，當(dāng)工作臺反向運(yùn)動時，這種間隙會造成電機(jī)空走而工作臺不運(yùn)動的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生傳動誤差，傳動部件的受力變形和熱變形引起的變形誤差，工作臺導(dǎo)軌的誤差。針對以上的幾種誤差原因可以采用以下的方法：（1）對傳動反向間隙，在開環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)中可將其間隙值測出，作為參數(shù)輸入控制系統(tǒng)，作為反向間隙實際補(bǔ)償值在反向運(yùn)動時進(jìn)行補(bǔ)償。（2）對于機(jī)械傳動鏈中部件受力變形和熱變形而引起的誤差，可以通過增大傳動鏈的剛性、減少摩擦、降溫等措施來解決。

    使用數(shù)控機(jī)床加工零件時產(chǎn)生的誤差來源是十分復(fù)雜的，本文對常見誤差來源進(jìn)行了分析，可以看出工藝分析是數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作，且直接影響到加工精度。而數(shù)控機(jī)床自身的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理的變化對零件的加工產(chǎn)生了很大的新的操作習(xí)慣性誤差，因此數(shù)控機(jī)床操作人員要強(qiáng)化工藝知識和對數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)和工作原理的學(xué)習(xí)，消化新知識，形成好習(xí)慣，在實踐中不斷探索，并找到針對性的解決辦法。
 

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文章名稱：《數(shù)控加工產(chǎn)生誤差的根源及解決方案》

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