【摘　要】数控机床属于一种高精度、高效率的机械设备，其加工精度技术成为国家机械装备水平的重要衡量标准。数控机床技术的发展为机械制造业的变革创新提供了强有力的技术支撑，不仅能提高工业和科技的水平，还能促进机械加工精密度的提升，使批量化、自动化、精细化生产成为可能。本文针对数控机床加工精度提高技术展开分析。
 
【关键词】数控机床；加工精度；提高技术
 
随着社会工业化的不断发展，数控机床的性能得以完善和优化，在社会生产中获得了更加广泛的运用，逐渐发展为机械制造业中不可缺少的机械设备。现阶段，人们越来越关注产品的质量，对数控机床加工精度提出了更高的要求，这就需要技术人员以数控机床结构为依据，对其实际工作中出现的问题加以分析，准确找出影响加工精度的因素，有针对性处理问题，进而提高数控机床加工的精度，实现机械制造业的长足发展。
 
一、数控机床常见误差类型分析 

数控机床在机械制造与生产环节会出现随机误差、系统误差，其中随机误差产生的原因在于数控机床运行的状态，如外部因素和环境因素介入而造成的误差、检测系统误差、热变形误差、震动误差、切割工具变形误差等；而系统误差是指数控机床在机械制造环节必然存在的误差值，如机床的控制系统误差和原始制造误差等。一般而言，随机误差的不可控性、不确定性较强，无法通过系统解析、分析进行预测，只能在数控机床运行环节被观测；而系统误差的可控性、可预测性较强，与控制系统性能及机床性能有密切关系，能通过控制系统功能的解析、机床结构的分进行预测，借助控制系统的优化和机床设计的完善来避免误差。
 
二、数控机床加工精度提高技术 

目前数控机床加工精度提高技术多种多样，应用相对成熟的提高技术包括误差补偿法、误差防止法，这两种方法在思路方面相对一致，都是通过干预来纠正或避免误差，使数控机床的运动轨迹处于理想状态，进而有效控制误差，提高加工精度，实现精准化生产的目的。
 
1.误差补偿法 

误差补偿法主要是通过人为创造误差对原有误差进行抵消或纠正，与负负得正的道理类似。如数控机床生产中会出现向右的误差，而通过分析、建模、统计、计算、归纳对机床生产参数进行调整，使其产生固定向左的误差，让左右误差相互抵消。通常误差建模的常见方法包括多体系统理论法、神经网络法、适量描述法、刚体运动学法、误差矩阵法、三角几何法等，这些方法都
是借助一定的几何思路描述机床误差，将复杂误差产生的影响变为定式模型，提高生产精度。当然误差建模有较高的要求，需要操作人员熟练掌握机床的构成及工作原理，能对误差的运动路径和原理加以推导，而当前尚未形成通用、系统、规范的误差建模理论，在具体操作环节需以机床特征为依据加以单独计算。另外，误差补偿与误差辨识之间有一定关联，误差建模完成后需要辨识误差，而机床生产精度误差属于动态、连锁、复杂的变化过程，这就需要合理开展辨识工作，认真分析引起误差的单个点及其对误差造成的影响等，在此基础上调整单点，使原始误差与机床产生误差的大小相等、方向相反，达到误差抵消的目的。值得注意的是，误差补偿法在实际应用中会受到诸多因素的制约，如：由于数控系统和机床开放性的限制，无法对数控系统进行调整来实现补偿设计；误差补偿尚未形成统一公式，依旧需要以单个机床工作特征为依据进行单独的补偿设计、辨识、建模；误差辨识理论缺乏有效性，不能实现快速的误差辨识，难以提高工作效率。
 
2.误差防止法 

误差防止法主要是从源头上避免或控制误差，实现机床的精准化生产，如优化装配和设计机床、合理加工零件、科学安排机床工作环境等。误差防止法的核心就是对原始误差加以控制，使随机误差范围得以缩小，减小机床热变形的几率以及减少热源温升，进而促进机床加工进度的提高。首先，几何误差防止法。由于机床本身存在几何误差，如组配时部件变形或配合失误、机床设计缺陷等，因而其无法完全实现精准化生产。要想避免数控机床的几何误差，可以采用不易变形或新型的材料来制造与设计机床，或者是对机床制造技术加以改进及优化，积极研制高精度的导轨和主轴等。我国机械生产中经常使用的几何误差防止法主要是对机床部件进行调整，如立柱、滑枕、床身等，确保机床整体的稳定性与抗震性，进而有效控制几何误差，提高机床生产精准度。
 
其次，热变形误差防止法。热变形误差具有非线性、不可控性和不可预测性，产品越精密，其对机床生产精度的影响越大，这样不仅会影响加工精度的提高和精密部件质量，也会造成资源的浪费和经济的损失。通常机床热源升温是造成热变形误差的原因之一，这是因为在机床运行环节，轴承和马达等部件持续受热升温，与其他部件接触时会造成热量的传递与辐射，在热胀冷缩作用下改变部件的工作状态，继而引起误差。热变形误差虽在不同精密度和不同环境的机械产品中有不同的表现，但可以明确的是部件越精细、升温越明显，热变形误差越大。现阶段，通过避免热变形误差来提高机床加工精度的方法有如下几种：①对机床生产环境的温度进行合理控制，即借助工作环境与机床内环境的温度差来交换热量，通过物理降温的方式，让机床在较低温度下进行工作。②强化机床的散热、润滑、冷却性能，如在机床部件边缘采用导热性好的材料，或者是将水冷系统纳入到机械组配或设计环节，以便及时导出机床内累积的热能。③对热源的散热量和发热量进行控制，如选用小组率的马达、导体材料等，从根源上控制热源误差。
 
三、结束语：
 
总之，数控机床在实际生产和制造环节会受到各种因素的制约，无法很好地保证加工精度。为此，技术人员应该对数控机床常见的误差类型进行分析，准确找到影响加工精度的因素，合理运用误差补偿法和误差防止法，并组织专业人员对其予以完善和改进，从而提高数控机床加工精度，实现机械制造业的智能化、现代化、科学化发展。
 
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作者简介：杨孟平，（1970—），男，山东省威海市乳山市崖子镇西风凰崖村，本科，助教，无学位，工程技术类机械制造。