本文從數(shù)控機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)控機床是機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、是工裝使用不當造成的；四、是機床系統(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，安排不當就有可能把坐標軸的反向間隙帶入，直接影響孔的位置精度。
    2.2.刀具切入切出安排不當產(chǎn)生的誤差
    銑削整圓時，要安排刀具從切向進入圓周進行銑削加工，當整圓加工完畢之后，不要在切點處取消刀補或退刀，要安排一段沿切線方向繼續(xù)運動的距離，這樣可以避免在取消刀補時，刀具與工件相撞而造成工件和刀具報廢。當銑切內(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，但以下幾點的特別注意：
    2.3.1.采用統(tǒng)一的定位基準，數(shù)控加工中若沒有統(tǒng)一的定位基準，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.編程原點選取不當帶來的誤差
    編程原點通常作為編程坐標的起始點和終止點，它的正確選擇將直接影響到零件的加工精度和坐標尺寸的計算的難易程度。在選擇編程原點時應(yīng)注意以下原則：
    3.1.1.編程原點盡可能與圖樣上的尺寸基準（設(shè)計基準與工藝基準）相重合，如定位的零件應(yīng)以孔的中心作為編程原點，對于一些形狀不規(guī)則的零件，可在其基準面（或線）上選擇編程原點，當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（或加工起始點）。

    3.1.2.編程原點的選擇應(yīng)有利于編程和數(shù)值計算。
    3.1.3.編程原點所引起的加工誤差應(yīng)最小。
    3.1.4.編程原點應(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。按照基本尺寸進行編程是編程者常犯的錯誤，應(yīng)當遵循將尺寸轉(zhuǎn)換成均差再進行編程的原則。
    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)控機床自身的誤差
    數(shù)控機床產(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。由于進給系統(tǒng)中沒有反饋檢測裝置，其前進路線中產(chǎn)生的誤差就無法通過反饋信息來進行補償，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)中的指令值進行比較，直到消除差值時才停止移動，因而可達到很高的控制精度。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，進而影響到加工時的精度。
    5.2.機械部分產(chǎn)生的誤差
    任何機床的驅(qū)動坐標軸在移動和停止時，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)濟型數(shù)控機床由于沒有液壓驅(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)在接近拐角前適當降低進給速度，過拐角后再逐漸增速。
    數(shù)控機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，當工作臺反向運動時，這種間隙會造成電機空走而工作臺不運動的現(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償值在反向運動時進行補償。（2）對于機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行了分析，可以看出工藝分析是數(shù)控加工的前期準備工作，且直接影響到加工精度。而數(shù)控機床自身的結(jié)構(gòu)和工作機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)控機床操作人員要強化工藝知識和對數(shù)控機床結(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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