1数控机床精度分析

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1、1数控机床精度分析。　　根据GB/T16462-2007《数控车床和车削中心检验条件》，卧式数控车床精度检验主要有3大项：几何精度检验（GB/T16462.1-2007）；线性轴定位精度和重复定位精度检验（GB/T16462.4-2007）即位置精度检验；精加工试件精度检验（GB/T16462.6-2007）即工作精度检验。　　数控车床几何精度主要包括主轴回转运动精度，线性轴直线运动精度。　　主轴回转时，其回转轴线的空间位置应该固定不变，但实际上由于主轴部件中轴承，轴颈，轴承座孔等的制造误差和配合质量，润滑条件的影响，主轴实际回转轴线对其理想

2、回转轴线呈现周期性飘移，即为主轴回转误差，表现为径向圆跳动和轴向窜动。主轴轴承精度等级，主轴支承轴颈的圆度误差，主轴前后支承的同轴度误差，主轴箱体与主轴轴承系统的刚性，主轴及随其回转的零件的不平衡，主轴箱装配质量及主轴回转过程中热变形等因素影响了主轴的几何精度。　　机床床身底座刚性和动态特性-负荷切削下机床抗变形能力，导轨布置形式，导轨自身的几何精度，导轨润滑条件等因素影响了线性轴直线运动精度。GB/T16462.4-2007之线性轴定位精度是指在该轴行程内任意1个点定位时的误差范围，它综合反映了机床存在的几何误差，运动误差，热变形误差等，它

3、与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，是数控车床最关键的技术指标。线性轴重复定位精度，反映了该轴在行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。　　影响数控车床位置精度主要有丝杠的导程误差，传动链的反向间隙误差，导轨的摩擦阻尼，滚珠丝杠轴系的装配精度，伺服电机的惯量匹配等因素。　　数控车床的电机，液压泵，卡盘油缸等连续运转的部件在运动过程中摩擦产生的热量会引起机床结构件的温度产生波动。一方面，这些结构件会因温度变化产生线性尺寸的膨胀或收缩；另一方面，由于零件结构的不对称性，在内部热应力的作用下，必然出现结构

4、的扭曲变形。结构件热变形也是影响数控车床位置精度的一个重要因素。　　只有提高数控车床的几何精度和位置精度，其工作精度才有可能得到保证。数控车床工作精度不仅与机床自身静态精度有关，还与伺服系统跟踪误差，位置检测误差，刀具系统的位置误差，工件装夹误差有关。另外，加工工艺的合理性，操作者的编程水平也影响到零件加工的稳定性。因此，数控车床工作精度是一个综合影响的结果。2提高数控车床精度保持性的技术措施。　　数控车床已有数十年的发展历史，已积累形成了一系列成熟的先进技术。生产1台性能稳定良好的机床，不是在于对每个零件提出很高要求，也不是在于选择使用高精

5、度的配套件，而应在数控车床精度分析的基础上，掌握规律，从设计，制造开始就要进行全过程控制。　　2.1做好数控车床的总体设计。　　当前多数机床制造企业采取主机结构自行设计，功能部件外购的策略。机床整体设计遵循等刚度原则，把机床的变形均匀分配到力传递的每个部件上，避免刚度不均引起局部结构变形过大，出现刚度薄弱的部件。　　机床机构重心对其动态特性性能影响很大，降低重心高度，可以有效提高摆动的模态频率。在满足结构静刚度条件下，尽可能减少上部结构的材料使用量，使其重心下移。　　主轴系统热态特性优化设计对数控车床加工精度及精度保持性尤为重要，一旦机床批量

6、生产后发现热误差缺陷，机床在结构布局上很难改进。主轴系统设计通常根据"热对称面"理论，即把最影响加工精度的零件配置在热对称面上，也就是说把通过数控车床主轴中心并垂直于床身底座的主轴箱安装面作为热对称面，主轴箱体两侧结构对称设计。这样就能消除主轴中心因箱体发热产生的零点飘移现象，大大改善热变形所引起的加工精度不良的状况。　　2.2提高主轴箱系统及床身导轨的几何精度的措施。　　对数控车床来说，其加工精度保持性在很大程度上取决于主轴箱系统的几何精度。设计人员要根据机床的加工精度要求和切削负荷类型，合理地确定主轴，轴承和主轴箱体的精度，选择合适的轴承

7、类型，确定预加载荷形式。　　因为轴承的内外圈均为薄壁件，主轴轴颈和箱体孔的形状和位置误差很容易引起轴承滚道变形，以至影响轴承的旋转精度。因此在加工过程中要严格按照主轴前后轴颈的同轴度要求，特别是要控制好主轴箱体前后轴承孔的圆柱度和同轴度。　　精加工后的主轴箱最后要研磨轴承孔，如图1所示，主轴箱垂直放置，研磨棒通过芯棒和工艺套保证与后轴承孔同轴，径向尺寸可调的研磨棒通过调整尺寸，逐步改善轴承孔形状，最后按照主轴轴承要求选配间隙。　　在主轴箱部件装配时应注意以下几点：保持轴承清洁度，按照轴承手册要求加适量锂基润滑脂，控制好润滑脂的量就可以达到有效

8、抑制主轴温升的效果。　　用扭矩扳手控制主轴轴承预加载荷（根据轴承手册提供的参数），以消除轴承的轴向游隙，提高轴承的刚度和主轴的旋转精度。　　主轴组的动平衡质量直接影