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摘 要：随着生产力的提高，社会对机械产品的加工精度和加工效率要求不断提升，普通机床因为元件表面精度控制难度大、生产效率低的特点逐渐被数控机床所代替，成为机械制造业生产主流。本文就数控铣床加工圆盘类零件加工误差产生的原因入手，简单分析了相关误差控制方法。
关键词：数控铣床；加工误差；圆盘类零件；数控技术
任何机械产品要想稳定、持续、科学运行，必然需要保证构成元件的质量，只有构成机械的元件质量、寿命得到保证，机械产品才能安全、稳定的运行。數控铣床作为当今机械制造产业的主要设备之一，它在圆盘类零件加工中误差处理十分关键，只有从根本上控制加工误差，才能保证加工零件质量。下面我们在数控铣床工作原理的基础上，着重分析了圆盘类零件加工中出现的误差产生原因，并提出了有关控制方法。
1 数控铣床工作原理
数控铣床加工是通过在普通的铣床基础上引入数控技术形成的一种综合体系。这类机床结合数控技术、计算技术和自动化技术为一体，充分发挥这些技术的优势，从而达到提高生产效率和产品质量、降低生产成本的工作目标。
铣床在工作中，主要加工元件的表面是通过直线、圆弧和其他特殊截面构成的，普通的机床在工作中根据设计图纸要求来不断的改变刀具与工件之间的距离，通过变动彼此距离和位置来选定和控制元件加工规格，进而使刀具对加工元件进行切削加工。数控机床加工是通过将刀具和工件之间的坐标进行改变，使得坐标分割成为加工中最小的运算单位。由于数控铣床对于工件加工程序要求非常严格，因此刀具与工件之间的关系处于一种相对运动状态，以此为基础来完成各种特殊元件的加工要求。
数控铣床加工时，根据图纸要求采用各种不同手段将铣床上运动部件的位移量、运动速度、操作顺序进行严格控制，按照规定的代码和程序来控制，并将这些代码和数据输入到专门的计算机当中，经过计算机处理之后输出指令，再由相关的处理器破译发出操作指令，进而产生有序、科学的刀具运动轨迹，对零件进行加工。
2 数控铣床加工圆盘类零件加工误差的产生原因
2.1 加工原理误差。在数控铣床加工环节，根据不同的元件图纸要求，将铣床的各个运动部件的移动量、移动速度、运动部件的运行顺序、转动规律进行严格控制，并采用近似值的方法进行处理。这种机床运行规律的出现必然会使得运动部件在长期运行中产生运行误差。这些误差的出现包含了近似成型的运动量、刀刃轮廓变动误差以及传动系统不符等。比如，我们在工作中根据模拟数据的方式将铣床刀架上的齿轮进行模拟的时候，齿轮的齿距、齿轮数量都需严格控制，一旦这些数据产生定点误差，必然会影响到整个元件的加工质量，甚至是让加工产品成为废品。但是在实际工作中，由于齿轮刀具是按照每一组齿轮的最好数值进行设计的，因此其必然会存在一定的误差。
2.2 系统误差。系统误差也被称之为先天性误差，是铣床加工系统的组成部分实际几何参数和位置无法达到预计的理想状态而产生的，这种误差往往都是受到位置偏离和几何参数变动引发的。在工件加工中，工件的表面定位看似简单，但经常存在着误差，此类误差也被称之为定位误差。
3 数控铣床加工圆盘类零件加工误差分析
数控铣床在工作中加工功能非常强，应用范围广泛，可以完成各种复杂、繁琐的元件加工要求。圆盘类零件作为复杂元件的代表之一，它在加工的过程中对于加工精确度要求非常严格，但是经常因为铣床加工元件受力和位移的影响而产生误差，此类误差主要表现在圆盘类元件表面出现明显刀痕，严重时刀痕深度可以到0.2mm左右。根据过去多年的工作实践得出，此类误差可谓是难以避免的，这是因为引发因素多、构成复杂的特征引起的。
3.1 几何参数分析及改进方法
下面分析车刀刀尖圆弧半径对加工圆盘类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。
对于主偏角kr=90度的车削加工，参见图1，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧顶点A保证。
图1 刀具几何参数对加工精度的影响
当（D-d）/2=ap>r时，由图可知，由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量Δa为
Δa =b-a=r
式中：b-零件轴向尺寸；a-实际轴向位移量；r-刀尖圆弧半径。
此时，刀具实际轴向位移是长度a为：
a=b-Δa=b-r
当（D-d）/2=ap Δa=BC=■=■
此时，刀具实际轴向位移长度a=b-Δa =b-■
对于主偏角KF<90°的车削加工，当完成轴向加工即处于图1c位置时，被加工零件的已加工表面部由车刀刀尖点A保证，零件的加工表面由刀具型面AC和CE形成。显而易见，当刀具轴向位移长度为a时，则达到零件要求的轴向长度。所以轴向尺寸变化量Δa为：
Δa =b-a=BC+DE
因为BC=rsinKr
DE=CEctgKr=（ap-r+rcos，Kr）ctgKr
所以 Δa =rsinKr+（ap-r+rcosKr）ctgKr
此时，刀具的实际轴向位移长度a为：
a=b-Δa =b- rsinKr+（ap-r+rcosKr）ctgKr
当（D-d）/2=ap 由此可得结论：对于圆盘类零件表面的加工，由于车刀刀尖圆弧半径与车刀主偏角的存在，使得被加工零件的轴向尺寸发生变化，且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大；随车刀主偏角的增大而减小。所以，在编制加工程序时，应相应改变其轴向位移长度。刀具几何参数对此类零件的径向尺寸无影响。
3.2 数控铣床加工圆盘类零件的系统精度控制。大量统计资料表明：65.7%以上的新机床，安装时都不符合其技术指标；90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此，对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的，以便及时发现和解决问题，提高零件加工精度。
目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准GB10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的位置精度通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
结束语
总之，随着当前数控技术越来越先进，数控铣削在加工过程中，不可避免地会都会产生加工误差，既有人为因素，也有客观因素，这就需要在进行加工过程中，能够有效地限制这些因素，才能控制加工精度。
参考文献
[1]王智圣.第13届粤港机电工程技术与应用高端论坛在广州隆重举行[J].机电工程技术.2014（09）.
[2]王智圣.广东省机械研究所盛装出展第十届中国国际中小企业博览会[J].机电工程技术.2013（10）.
[3]王智圣.《机电工程技术》第十一届一次编委会会议召开[J].机电工程技术.2014（01）.
关键词：数控铣床；加工误差；圆盘类零件；数控技术
任何机械产品要想稳定、持续、科学运行，必然需要保证构成元件的质量，只有构成机械的元件质量、寿命得到保证，机械产品才能安全、稳定的运行。數控铣床作为当今机械制造产业的主要设备之一，它在圆盘类零件加工中误差处理十分关键，只有从根本上控制加工误差，才能保证加工零件质量。下面我们在数控铣床工作原理的基础上，着重分析了圆盘类零件加工中出现的误差产生原因，并提出了有关控制方法。
1 数控铣床工作原理
数控铣床加工是通过在普通的铣床基础上引入数控技术形成的一种综合体系。这类机床结合数控技术、计算技术和自动化技术为一体，充分发挥这些技术的优势，从而达到提高生产效率和产品质量、降低生产成本的工作目标。
铣床在工作中，主要加工元件的表面是通过直线、圆弧和其他特殊截面构成的，普通的机床在工作中根据设计图纸要求来不断的改变刀具与工件之间的距离，通过变动彼此距离和位置来选定和控制元件加工规格，进而使刀具对加工元件进行切削加工。数控机床加工是通过将刀具和工件之间的坐标进行改变，使得坐标分割成为加工中最小的运算单位。由于数控铣床对于工件加工程序要求非常严格，因此刀具与工件之间的关系处于一种相对运动状态，以此为基础来完成各种特殊元件的加工要求。
数控铣床加工时，根据图纸要求采用各种不同手段将铣床上运动部件的位移量、运动速度、操作顺序进行严格控制，按照规定的代码和程序来控制，并将这些代码和数据输入到专门的计算机当中，经过计算机处理之后输出指令，再由相关的处理器破译发出操作指令，进而产生有序、科学的刀具运动轨迹，对零件进行加工。
2 数控铣床加工圆盘类零件加工误差的产生原因
2.1 加工原理误差。在数控铣床加工环节，根据不同的元件图纸要求，将铣床的各个运动部件的移动量、移动速度、运动部件的运行顺序、转动规律进行严格控制，并采用近似值的方法进行处理。这种机床运行规律的出现必然会使得运动部件在长期运行中产生运行误差。这些误差的出现包含了近似成型的运动量、刀刃轮廓变动误差以及传动系统不符等。比如，我们在工作中根据模拟数据的方式将铣床刀架上的齿轮进行模拟的时候，齿轮的齿距、齿轮数量都需严格控制，一旦这些数据产生定点误差，必然会影响到整个元件的加工质量，甚至是让加工产品成为废品。但是在实际工作中，由于齿轮刀具是按照每一组齿轮的最好数值进行设计的，因此其必然会存在一定的误差。
2.2 系统误差。系统误差也被称之为先天性误差，是铣床加工系统的组成部分实际几何参数和位置无法达到预计的理想状态而产生的，这种误差往往都是受到位置偏离和几何参数变动引发的。在工件加工中，工件的表面定位看似简单，但经常存在着误差，此类误差也被称之为定位误差。
3 数控铣床加工圆盘类零件加工误差分析
数控铣床在工作中加工功能非常强，应用范围广泛，可以完成各种复杂、繁琐的元件加工要求。圆盘类零件作为复杂元件的代表之一，它在加工的过程中对于加工精确度要求非常严格，但是经常因为铣床加工元件受力和位移的影响而产生误差，此类误差主要表现在圆盘类元件表面出现明显刀痕，严重时刀痕深度可以到0.2mm左右。根据过去多年的工作实践得出，此类误差可谓是难以避免的，这是因为引发因素多、构成复杂的特征引起的。
3.1 几何参数分析及改进方法
下面分析车刀刀尖圆弧半径对加工圆盘类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。
对于主偏角kr=90度的车削加工，参见图1，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧顶点A保证。
图1 刀具几何参数对加工精度的影响
当（D-d）/2=ap>r时，由图可知，由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量Δa为
Δa =b-a=r
式中：b-零件轴向尺寸；a-实际轴向位移量；r-刀尖圆弧半径。
此时，刀具实际轴向位移是长度a为：
a=b-Δa=b-r
当（D-d）/2=ap
此时，刀具实际轴向位移长度a=b-Δa =b-■
对于主偏角KF<90°的车削加工，当完成轴向加工即处于图1c位置时，被加工零件的已加工表面部由车刀刀尖点A保证，零件的加工表面由刀具型面AC和CE形成。显而易见，当刀具轴向位移长度为a时，则达到零件要求的轴向长度。所以轴向尺寸变化量Δa为：
Δa =b-a=BC+DE
因为BC=rsinKr
DE=CEctgKr=（ap-r+rcos，Kr）ctgKr
所以 Δa =rsinKr+（ap-r+rcosKr）ctgKr
此时，刀具的实际轴向位移长度a为：
a=b-Δa =b- rsinKr+（ap-r+rcosKr）ctgKr
当（D-d）/2=ap
3.2 数控铣床加工圆盘类零件的系统精度控制。大量统计资料表明：65.7%以上的新机床，安装时都不符合其技术指标；90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此，对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的，以便及时发现和解决问题，提高零件加工精度。
目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准GB10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的位置精度通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
结束语
总之，随着当前数控技术越来越先进，数控铣削在加工过程中，不可避免地会都会产生加工误差，既有人为因素，也有客观因素，这就需要在进行加工过程中，能够有效地限制这些因素，才能控制加工精度。
参考文献
[1]王智圣.第13届粤港机电工程技术与应用高端论坛在广州隆重举行[J].机电工程技术.2014（09）.
[2]王智圣.广东省机械研究所盛装出展第十届中国国际中小企业博览会[J].机电工程技术.2013（10）.
[3]王智圣.《机电工程技术》第十一届一次编委会会议召开[J].机电工程技术.2014（01）.