摘要：本文拟通过对影响定位精度及重复定位精度几个因素的分析及试验，简单地阐述几种有效提高机床数控精度的措施及方法，旨在抛砖引玉，吸引更多机械工程人员为提高国产数控机床的数控精度献计献策。
1.前言
定位精度及重复定位精度作为数控机床重要性能指标之一，也是顾客（用户）购买数控机床的重要性能指标之一。由于目前世界各国采用不同评定标准，且各评定标准各有优劣，作者推荐采用德国vdi标准vdi/dgq3441及中国jb标准jb/t8771-1998，具体原因已有多篇文章对此有所介绍，请参考相关资料。
由于我厂大部分数控机床采用滑动导轨副，加之影响定位精度及重复定位精度的因素繁杂众多，我厂对某型数控机床（加工中心）三向滑动导轨副进行了一系列改进试验，并取得了良好效果。
下面通过该型数控机床各项滑动导轨副的改进为例加以分析说明，以供各位同仁批评指正。
2.改进措施
2.1、控制滑动导轨副的尺寸公差及形位公差
图1所示为我厂某型数控机床采用导轨形式，这种导轨结构形式对导轨副尺寸公差及形位公差要求很高。为提高精加工的经济性，我厂将尺寸公差要求控制在±0.10mm之间，而各项形位公差要求控制在0.005mm以内，主导轨面的直线度及扭曲度控制在全长半格以内（0.02mm/1000水平仪），通过这项控制大幅提高了滑动导轨副加工的合格率及成品率，为提高定位精度及重复定位精度打下良好的基础。
2.2、提高丝杠螺母的预紧力fao
通常丝杠螺母的预紧力fao由滚珠丝杠厂家提供，机床制造厂家根据滚珠丝杠厂家提供的数据（一般有一定设计冗余度）进行安装，加之国外滚珠丝杠厂家对我国进行技术封锁，我们很难知道多大规格尺寸的滚珠丝杠具体需要多大的滚珠丝杠螺母预紧力fao,才能保证数控机床高精度的要求。根据我厂多年的使用经验，滚珠丝杠螺母预紧力fao大致可桉公式1推算。
fao∝tp/p/（tanβ）-0.5公式1
fao--------滚珠丝杠螺母副预紧力
tp---------滚珠丝杠额定动载荷
p----------滚珠丝杠导程
β---------滚珠丝杠螺旋升角
在滚珠丝杠导程p及螺旋升角保持固定不变的情况下,通过改变额定动载荷的大小,可以有效提高滚珠丝杠螺母副预紧力fao,但由于各个滚珠丝杠厂家对滚珠丝杠材料、加工精度及热处理工艺的不同,每个滚珠丝杠厂家允许提高螺母副预紧力fao的大小差别较大,故应咨询具体滚珠丝杠生产厂家.我厂该型数控机床采用某滚珠丝杠厂双螺母预紧结构,预紧力fao调整相对容易,具体调整数据参见表一.
2.3、缩小导轨副名义接触面积
该型数控机床受结构特点所限,采用滑动导轨副,导轨副名义接触面积较大.通过减小导轨名义接触面积,可有效减小滑动导轨副的摩擦系数.具体操作方法是,先将滑动导轨副中贴塑导轨面整体刮研至技术要求后,再将贴塑导轨面中间部分修低0.05∽0.10mm,具体参见图2阴影部分.
由于滑动导轨副接触面由名义接触面积,既设计接触面积和实际接触面积两部分组成,而实际接触面积是由单位面积内接触点数量决定,而且接触点的数量直接影响滑动导轨副间的接触刚性,固贴塑导轨面局部修空后会影响滑动导轨副的接触刚性,此时应提高剩余接触面上的接触点数量以提高滑动导轨副的接触刚性,具体改进数值参见表一.
2.4、缩短润滑油槽长度尺寸
该型数控机床采用线阻尼、间歇式润滑方式,贴塑导轨面润滑槽原设计为”哑铃型”,参见图3a,需划规方能完成加工,且在实际操作中,不易保证润滑油槽的加工质量.为此在保证润滑油槽的加工质量下,对润滑油槽形状进行改动,改成容易加工的”王”字型,具体参见图3b,通过这种改进措施可以缩短润滑油槽长度,使润滑油以zui短的时间到达滑动导轨副zui远润滑部位,具体改进数值参见表一.
3.试验效果
经过以上改进后,该型加工中心各向线性轴线的定位精度、重复定位精度及圆形试件切圆精度有了很大提高,具体数据见表二.
表二数控精度对比表单位:mm
通过表二数据对比分析,说明我厂该型数控机床改进措施取得一定成效,能够满足大多数零部件加工要求,经过多年来的实际使用,效果反映良好.亦满足数控机床精度保持性的要求,可以达到《加工中心检验条件》部标jb/t8771.4-1998《线性轴线的定位精度和重复定位精度检验》规定.
4.结束语
我厂作为国内数控机床主要生产厂商之一,通过40年来技术引进,消化吸收,取得了一系列科研成果,且一直致力于国内数控机床各项精度的提高.特别是通过此次改进试验使我们懂得了,仅仅对*技术（如:滑动导轨副采用贴塑导轨板）的消化吸收还远远不能推进数控机床的进步,更重要的是通过技术创新才能实现跨越式发展.此法亦可用于就机床改造。
当然,影响数控机床数控精度的因素是多方面的,本文仅从众多因素中几个小方面作一分析研究,不足之处在所难免,希望各位专家、学者一一指正.
参考文献:
1.《机械设计手册》机械工业出版社1995.12第1版
2.《线性轴线的定位精度及重复定位精度》jb/t8771.4-1998
3.《nsk精机产品》cat.no.3159acn2003
4.《精加工试件精度检验》gb/t20957.7-2007
（者：青海一机床技术中心贺佩迅谭斌）