数控机床机械加工精度提升中误差补偿法的实践探讨

数控机床机械加工精度提升中误差补偿法的实践探讨

刘钦敬 贾鹏

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000

摘要：在我国机械加工制作业快速发展的背景下，各项加工技术和加工设备不断创新，全面促进机械加工效率和质量提升。数控机床在当前机械加工行业中已经取得广泛应用，相比于传统加工模式，数控机床精度更高，为了全面促进其加工精度提升，需要采用科学的误差补偿方法，将误差控制在合理范围内，从而提升机械产品加工质量。因此，本文将对数控机床机械加工精度提升中误差补偿法进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步提高机械产品加工制造精度。

关键词：数控机床；加工精度；精度提升；误差补偿法；实践应用

在通过数控机床对机械产品进行加工时，虽然加工精度得到很大提升，但是加工误差依然是不可避免的，如果误差过大，会严重影响机械产品加工质量，导致加工完成的机械零部件在尺寸、厚度等参数方面与设计方案存在差异，从而无法满足客户的需求。因此，需要采用科学的误差补偿法，对加工过程中存在的误差进行合理控制，从而能够将误差数值降到最低，加工出符合设计方案要求或与设计方案更为接近的机械产品。

1数控机床机械加工精度影响因素

在制定提高数控机床机械加工精度前，必须明确影响机械加工精度的主要因素。根据当前所采用的数控机床基本情况来看，影响机械加工精度的因素主要可以分为数控系统影响因素和车床自身的机械精度控制因素，不同因素都会对机械加工精度造成影响。当机械加工精度不足时，会导致产品无法满足客户需求，从而降低企业经济效益，不利于机械产品质量把控。按照数控机床的实践经验来看，影响加工精度的具体因素主要包含编程精度、插补精度、数控精度、材料精度以及伺服系统精度等，可以分为：（1）数控车床自身精度影响因素。（2）伺服系统误差和抑制影响因素。（3）数控车床夹具制造以及零件影响因素。（4）对刀试切技术和测量误差影响因素。（5）数控车床刀具材质和车刀选用因素。（6）切削用量影响因素。

根据上述分析可以看出，影响数控车床机械加工精度的因素多种多样，每一个环节出现偏差都会导致数控车床加工精度受到影响，一旦出现加工精度误差较大的问题，就会导致机械产品质量不足，所以需要采用科学的精度控制方法，满足机械产品对于精度的需求。因此，为了提高制造加工工作效率，促进加工产品质量提升，需要根据数控车床系统基本运行原理，通过对多个环节的优化，使数控车床加工精度不断提升，从而能够有效促进产品质量提升，促进制造业经济发展^[1]。

2数控机床机械加工精度提升中误差补偿法分析

在现代科学技术快速发展的背景下，对于机械加工精度误差的补偿方法不断创新，根据其工作原理划分，主要可以分为确保数控机床加工过程精度的方法以及对误差进行补偿的两种不同方法。误差普遍存在与机械加工行业中，是不可避免的一项问题，需要通过科学的控制策略对误差进行补充，从而将误差影响降到最低。当前数控机床都是由编程系统进行控制，与传统的加工机床不同，对于人力的依赖性较低，数控机床基本能够实现全过程自动化生产，但是依然会存在误差问题。误差补偿法实际上是通过人为制造一个新的误差，利用新误差补偿原有误差的方式，在实际应用过程中需要利用精准的数据确定误差具体情况，才能够保证误差补偿法发挥出实际效果。

现阶段，误差补偿法主要包括如下两种：（1）切削力误差分量识别。切削力与数控机床的刀具有直接关系，在对数控机床进行设计制造时，设计人员会利用数学模型的方式对刀具参数进行计算，从而得到刀具在加工过程中需要的精度，针对无法达到精度的部分进行补偿。在数控机床加工制造过程中，会产生较大的振动，振动幅度会直接影响加工精度，所以精度误差在外力条件下会逐渐增大，为此设计人员可以通过国对模型参数的分析，将数控机床的振动引起误差考虑在内，从而结合振动对误差进行调整，通过优化数控机床振动的方式，能够有效解决因数控机床振动引起的机械加工精度误差问题。（2）误差识别。误差识别是在数控机床加工过程中对误差的判断，在对加工误差进行补偿前，必须明确误差出现的具体位置，以及误差产生的具体原因，对于误差的识别准确性，能够直接影响误差补偿效果，所以必须做好误差识别工作，确保所识别的误差具有真实性和全面性，才能够对实际存在的误差进行补偿，是数控机床机械加工精度提升中误差补偿法的基本应用形式。

3数控机床机械加工精度提升中误差补偿法的应用优化措施

3.1建立科学的误差改进方法

数控车床在加工制造期间，误差补偿是一项重要的工作，能够将数控车床加工精度所产生的误差进行优化和处理，从而提高机械加工质量。当前常用的数控车床误差补偿法主要是对误差进行修改，利用数控车床的数控系统补偿功能进行处理，按照基本的坐标轴进行补偿。我国部分制造企业的数控车床在加工过程中的精度较低，所以可以通过建立误差补偿法提高机械加工精度，可以通过对数控系统的编程实现。例如，在伺服系统为半闭环式的数控车床中，该这种伺服系统在运行过程中因为存在反向间隙误差所以不能实现精准定位，所以就可以采用误差补偿法进行补偿，通过对该伺服系统的程序编辑，加入误差补偿功能，则能实现更高精度的机械加工作业，对于数控车床精度提升具有良好的作用

^[2]。

3.2确定合理的削切用量

背吃刀量、进给速度以及主轴切削速度是切削用量的主要包含内容，对于数控车床加工精度会造成很大的影响。为此，在数控车床机械加工生产过程中，需要根据设计作用条件，确定最佳的加工方法，从而选择最为合理的削切用量，对切削用量产生的误差进行补偿。例如，在精车时，所选择背吃刀量需要结合数控车床的具体参数，并考虑到预留精车余量，所以速度需要提高，才能够保证加工精度。因为在数控车床加工作业过程中，会产生大量的热量，摩擦较强，所以会容易出现刀具变形的问题，所以需要采用削切液进行保护，降低摩擦和温度对刀具的影响，可以采用乳化液，能够对刀具与零部件接触位置起到很好的保护作用，能够对因为刀具产生误差进行补偿。

3.3提高数控车床刀具自动化

通过提高刀具自动化程度，能够提高换刀速度，根据所编辑的程序完成自动化换刀，能够全面提升数控车床加工精度，是误差补偿常用的基本方法。在数控机床刀库设计中加入机械手臂自动换刀装置，在程序发出控制指令后，就能够实现自动取刀、自动换刀的过程，在程序没有指令的情况下，机械手臂取刀的零部件会处于闭合的状态，能够根据产品的实际需求选择不同的控制方式，系统程序会向机械手臂发出相应的指令，机械手就会自动移动到需要更换刀具的位置，提前在刀库中准备好的刀库，通过传送带自动传送到相应的位置，刀具到达指定点位后，系统会收到反馈，从而对机械手臂发出取刀的指令，则能够刀具引起的误差进行补偿，是提高数控车床加工精度有效方式^[3]。

结语

综上所述，本文全面阐述引起数控机床加工精度出现误差的主要因素，并对误差补偿法的应用进行分析，最后提出多项误差补偿法的实践应用方式，希望能够对机械加工制造行业起到一定的借鉴和帮助作用，不断提高机械加工整体精度。

参考文献

[1]高泉. 提高数控机床机械加工精度中误差补偿的应用探讨[J]. 营销界, 2019(21):1-1.

[2]栗江. 分析数控机床几何误差及其补偿方法[J]. 黑龙江科技信息, 2019, 000(017):195-196.

[3]何建民, 罗建新, 钟文俊,等. 数控机床误差来源分析与补偿方法[J]. 现代制造技术与装备, 2020,000(002):2-2.