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数控铣削加工精度与加工误差分析 摘要：数控铣床又称CNC铣床，是一种加工功能很强的数控机床。数控铣削加工精度和加工误差是衡量加工零件质量的两个重要的方面。本文将主要针对数控铣削加工精度的影响因素与加工误差来源进行分析和研究，并有针对性地提出补偿措施。 关键词：数控铣削；加工精度；加工误差 Analysis on the NC milling machining precision and the error Jinan Iron and Steel Group Co.Ltd Measure and Quality Inspection Center Dongjinwei 250101 Abstract: also known as CNC milling machine, CNC milling machine is a CNC machine processing function is very strong. CNC milling machining precision and processing error are the two most important respects to measure machining part’s quality. This thesis mainly discussed and analysed the factors effect to the CNC milling machining precision and processing error, and proposed the relevant measures to compensate the CNC milling machining precision and processing error. Key words: CNC milling; Machining precision; Processing error 数控铣床就是按照加工要求预先编制程序，由数字控制系统发出数字量作为指令信息对工件进行自动加工的铣床。在整个数字控制系统中将主轴起停、主轴变速、进退刀、刀具与工件相对位移等操作都用数字化来表示，大大的提高了整个加工过程中的稳定性，从而提高了数控铣削的加工精度，减小了加工误差。但是，由于存在数控铣床本身的精度和加工过程中的控制误差，所以，提高加工精度和降低加工误差仍是反映数控铣床加工能力的重要方面。 一．数控铣床的基本工作原理 铣床的加工表面形状一般是由直线、圆弧或其他曲线所组成。普通铣床操作者根据图样的要求，不断改变刀具与工件之间的相对位置，再与选定的铣刀转速相配合，使刀具对工件进行铣削加工，便可加工出各种不同形状的工件。数控机床加工是把刀具与工件的运动坐标分割成最小的单位量，即最小位移量，由数控系统根据工件程序的要求，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动，以完成零件的加工。如图1所示的凸轮曲线L。要求刀具T沿工件的曲线轨迹运动进行铣削加工。 图1 数控机床加工曲线的原理 数控铣床加工时，根据工件图样工艺要求，将铣床各运动部件的移动量、速度及动作先后程序、主轴转速、转向及冷却等要求，以规定的数控代码形式编制程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，由机床专用计算机进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床各个部分进行规定的位移和有序的动作。由数控系统送出的指令脉冲，经驱动电路控制和放大后，使伺服电动机转动，通过齿轮副(或直接)经滚珠丝杠，驱动铣床K、Y(头架滑板)和Z方向的工作台。再与选定的主轴转速相配合，便可加工出各种不同形状的工件。 图2伺服电动机传动原理 二．数控铣床系统误差对加工误差和加工精度的影响及补偿 1. 数铣工艺系统的几何误差。由于数控铣床系统中各组成环节的实际几何参数和位置相对于理想几何参数和位置也会发生偏离而引起误差，所以也会存在几何误差。 例如螺距误差，在数控铣床的定位精度主要取决于丝杠，目前使用的高精密滚珠丝杠也会存在一定的螺距误差。为了减小这种影响，一般采用螺距误差补偿，主要是将某轴的实际运动位置和高精度测量系统测量结果进行对比，并记录对比误差，这样数控系统可在该轴运动到该位置时自动进行误差补偿。 又例如数控铣床关键部位加工精度决定了数铣工件的加工精度等级。目前简易型数铣其最小运动分辨率为0.01mm，运动精度和加工精度都在0.03mm以下，超精密型用于特殊加工其精度可达0.001mm以下。 表1 数控铣床精度特征 精度项目 普通型 精密型 单轴定位精度mm 0.02/全长 0.005/全长 单轴重复定位精度mm 0.008 ＜0.003 铣圆精度mm 0.03~0.04/Φ200 0.015