数控车床精度分析及提高精度保持性措施.pdf

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1、782010年5月中国制造业信息化第39卷第9期数控车床精度分析及提高精度保持性措施周永良(南京数控机床有限公司，江苏南京211100)摘要：对数控车床的精度进行了分析，找出了数控车床误差产生的原因，从设计、制造和装配各个环节分别阐述了提高数控车床精度、精度保持性应采取的措施。关键词：数控车床；精度；误差分析；精度保持性中图分类号：TG502．13文献标识码：A文章编号：1672—1616(2010)09—0078一O3随着我国经济的飞速发展，数控车床作为新一T16462．6—2007)即工作精度检验J。代工作母机，在机械制造中已得到广泛的应用，精数控车床几何精度主要包括

2、主轴回转运动精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提度、线性轴直线运动精度。高，对数控车床的精度也提出了更高的要求。主轴回转时，其回转轴线的空间位置应该固定一般来讲新机床的精度容易判断，根据GB／不变，但实际上由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座T16462—2007(数控车床和车削中心检验条件》，孔等的制造误差和配合质量、润滑条件的影响，主新机床调试验收时就能知道合格与否。但是对机轴实际回转轴线对其理想回转轴线呈现周期性飘床精度保持性的判断比较困难，因为机床精度保持移，即为主轴回转误差，表现为径向圆跳动和轴向性的好坏只有在该机床经过一段时期的使用，才会窜动【2J。主轴轴

3、承精度等级、主轴支承轴颈的圆反映出来，而国家标准也无法对其进行严格的定量度误差、主轴前后支承的同轴度误差、主轴箱体与控制，所以只能是用户自己在选型时对机床及结构主轴轴承系统的刚性、主轴及随其回转的零件的不进行深人细致的了解，自行分析评估，在正常使用平衡、主轴箱装配质量及主轴回转过程中热变形等一段时间后才能得到验证。因素影响了主轴的几何精度。精度保持性是指在正常使用条件下，机床能在机床床身底座刚性和动态特性一负荷切削下较长时间内保持其精度特性的能力，主要取决于设机床抗变形能力，导轨布置形式、导轨自身的几何计、制造、装配各个环节，同时也与使用和维护有密精度、导轨润滑条件等因素

4、影响了线性轴直线运动切关系。精度。GB／T16462．4—2007之线性轴定位精度从用户反馈的意见看，购买国产中高档数控机是指在该轴行程内任意1个点定位时的误差范围，床最担心的是机床可靠性。用户要求提高机床可它综合反映了机床存在的几何误差、运动误差、热靠性，不仅MTBF要提高，而且精度保持性要提变形误差等，它与机床的几何精度共同对机床切削高。对机床生产厂而言，如今国产数控机床生产同精度产生重要的影响，是数控车床最关键的技术指质化，价格竞争日益激烈，如何提高用户的忠诚度，标。线性轴重复定位精度，反映了该轴在行程内任提高机床精度保持性，以质取胜是关键。意定位点的定位稳定性，这

5、是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。1数控车床精度分析影响数控车床位置精度主要有丝杠的导程误根据GB／r16462—2007(数控车床和车削中差、传动链的反向间隙误差、导轨的摩擦阻尼、滚珠心检验条件》，卧式数控车床精度检验主要有3大丝杠轴系的装配精度、伺服电机的惯量匹配等因素。项：几何精度检验(GB／]r16462．1—2007)；线性轴数控车床的电机、液压泵、卡盘油缸等连续运定位精度和重复定位精度检验(GB／r16462．4—转的部件在运动过程中摩擦产生的热量会引起机2007)即位置精度检验；精加工试件精度检验(GB／床结构件的温度产生波动。一方面，这些结构件会收稿日

6、期：2010—03—22作者简介：周永良(1966一)，男，江苏太仓人，南京数控机床有限公司高级工程师，学士，主要从事数控机床及非标自动化设备的设计与研究工作。·应用研究·周永良数控车床精度分析及提高精度保持性措施79因温度变化产生线性尺寸的膨胀或收缩；另一方度上取决于主轴箱系统的几何精度。设计人员要面，由于零件结构的不对称性，在内部热应力的作根据机床的加工精度要求和切削负荷类型，合理地用下，必然出现结构的扭曲变形。结构件热变形也确定主轴、轴承和主轴箱体的精度，选择合适的轴是影响数控车床位置精度的一个重要因素。承类型，确定预加载荷形式。只有提高数控车床的几何精度和位置精度

7、，其因为轴承的内外圈均为薄壁件，主轴轴颈和箱工作精度才有可能得到保证。数控车床工作精度体孔的形状和位置误差很容易引起轴承滚道变形，不仅与机床自身静态精度有关，还与伺服系统跟踪以至影响轴承的旋转精度l2_。因此在加工过程中误差、位置检测误差、刀具系统的位置误差、工件装要严格按照主轴前后轴颈的同轴度要求，特别是要夹误差有关。另外，加工工艺的合理性，操作者的控制好主轴箱体前后轴承孔的圆柱度和同轴度。编程水平也影响到零件加工的稳定性。因此，数控精加工后的主轴箱最后要研磨轴承孔，如图1所车床工作精度是一个综合影响的结果。示，主轴箱垂直放