​CNC數控加工精度詳解（jiě）及解決措施

精（jīng）密度

指使用同種備用樣（yàng）品進行重複測定所得到的（de）結果之間的重現性、一致性（xìng）。有可能精密度高，但精確度是不準確的。例如，使用1mm的長度進行測定得到的三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密度高，但卻是不準確的。

準確度表示測量結果（guǒ）的正確性（xìng），精密度表示測量結果的重複性和重現性（xìng），精密度是準確度的前（qián）提條件。

精度的定義

一（yī）般說來，精度是指機床將刀（dāo）尖點定位至程序目標點的能力（lì）。然（rán）而，測量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的國家（jiā）有不同（tóng）的規定。

日（rì）本（běn）機床生產商：標定“精度”時，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用機床和普通數控機床，JISB6336一般用於加工中心（xīn），JISB6338則（zé）一（yī）般用（yòng）於立式加工中心。

當標定一台數控機床的（de）精度時，非常有必要將其采用的標準一同標注出來（lái）。采用JIS標準，其數據比用美國的NMTBA標準或德國VDI標準（zhǔn）明顯（xiǎn）偏小（xiǎo）。

同樣的（de）指標（biāo），不同的含義

經（jīng）常容易混淆的是（shì）：同樣的指標名在不同的精度標準中代表不同的意義，不同的指標名卻具有相同的含義。上述4種標準，除JIS標準之外（wài），皆是在機床數控軸上對多目標點進行多回合測量之後，通過數學（xué）統計（jì）計算出來的，其關鍵不同點在於（yú）:目（mù）標點的數量

測量回合數

從單向還是雙（shuāng）向接近目標點(此點尤（yóu）為重要)

精度指標及（jí）其它指標的計算方法

這是4種標（biāo）準的關鍵區別點描述，正如人們所期（qī）待的（de），總有一天，所（suǒ）有機（jī）床（chuáng）生產商都統一遵循（xún）ISO標準。因此，這裏（lǐ）選擇ISO標準作為基準。下表中對4種（zhǒng）標準進行了比較，本文僅涉及線性精度，因為旋轉精度的計算原理與之基本一致（zhì）。

機械加工產生誤差的主（zhǔ）要（yào）原因

1、主軸回轉誤差。主軸回轉誤差（chà）是指主軸各（gè）瞬間的實際回轉（zhuǎn）軸線相對其平均回轉軸線的變動量（liàng）。產（chǎn）生主軸徑（jìng）向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸（zhóu）度誤差、軸承本身的各種（zhǒng）誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關係的基準，也是機（jī）床運動的基準。導軌的不均勻磨損和（hé）安裝質量，也是造成導軌誤差的（de）重要因素。

3、傳動鏈（liàn）誤差。傳動（dòng）鏈的傳動誤差是指內聯係的傳動鏈（liàn）中首末兩端傳動元件之（zhī）間相對（duì）運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和裝配（pèi）誤差以及使用過程中的磨損所引起。

4、刀具（jù）的（de）幾何誤差。任何刀具在切削過（guò）程（chéng）中，都不可避免要產生磨損，並由此引起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位誤差。一是基準不重合誤差。在零（líng）件圖上用來確定某一表麵尺寸、位置所依據的基準稱為（wéi）設計基準。在工序圖上用來確定本工序被（bèi）加工表麵加（jiā）工後的尺寸、位置所依據（jù）的基準（zhǔn）稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，需選擇工件上若幹幾何（hé）要（yào）素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合（hé）誤差。二是定位副製造（zào）不準確誤差。

6、工藝係（xì）統（tǒng）受力變（biàn）形產生的誤差。一是工件剛（gāng）度。工（gōng）藝係統中如果（guǒ）工件剛（gāng）度相對於機床、刀具、夾具來說比較（jiào）低，在切削力的作（zuò）用下（xià），工件由於剛度不足而引（yǐn）起的變形對加工精度（dù）的（de）影響（xiǎng）就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在（zài）加工表麵法線方向上的剛度很大，其變形可以忽略（luè）不計（jì）。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差，刀杆受力變形對孔加（jiā）工精度就有（yǒu）很大（dà）影響。三是機（jī）床部件剛度。機床部件由（yóu）許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的（de）簡易計算方法，目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。

7、工藝係統受熱變形引起的誤差。工藝係統熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密（mì）加工和大件加（jiā）工中，由熱變形所引起的加（jiā）工誤差有（yǒu）時可占工件總誤差的50%。

8、調整（zhěng）誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工藝係統進行這樣或那（nà）樣的調整工作。由於調整不（bú）可能（néng）絕對的準確（què），因而產生調（diào）整誤差。在工藝係統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度（dù），是通過調整機床、刀具（jù）、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整（zhěng）誤差的（de）影響，對加工精度起到決定性的作用。

9、測量誤（wù）差。零件在加工（gōng）時或加工後進行測量時，由於（yú）測量方法、量具精度以及工件和主（zhǔ）客觀因素都直接（jiē）影響測（cè）量精度。

提高加工（gōng）精度的工藝措施

1、減少（shǎo）原始誤（wù）差

提（tí）高零件（jiàn）加（jiā）工所使（shǐ）用機床的幾何精（jīng）度，提高夾具、量具及工具本身精度，控製工藝係統受力、受熱（rè）變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接減少原始誤差。為了提高機（jī）械加工精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差進（jìn）行分析，根據不同情況對（duì）造成加工誤（wù）差的主要原始（shǐ）誤差采取不同的措施（shī）解決。對於精密零件的加（jiā）工應盡（jìn）可能提（tí）高所（suǒ）使用精密機床的幾何精度、剛（gāng）度和控製加工熱變形;對具有成形（xíng）表麵（miàn）的零件加工，則主要是如（rú）何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種方法是生產中應用較廣的一種基本方法（fǎ）。它是在查明（míng）產生加工誤差的主要因素之（zhī）後，設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，現在采用了（le）大（dà）走刀反向車削法，基本消除了軸向（xiàng）切削力引（yǐn）起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖，則可進（jìn）一（yī）步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2、補償原始誤差

誤差補償法，是人為地造（zào）出一種新的誤差，去抵消原來（lái）工藝係統中的（de）原始誤差（chà）。當（dāng）原始誤差是負值時人（rén）為的誤差就（jiù）取正（zhèng）值，反之，取負值，並盡量使兩者（zhě）大小相等；或者利用一種原始誤差去（qù）抵消另一種原（yuán）始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向（xiàng）相反，從而達（dá）到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原始誤差

誤差轉（zhuǎn）移法實質上（shàng）是（shì）轉移工藝係（xì）統的幾何（hé）誤（wù）差（chà）、受（shòu）力變形和（hé）熱變形等（děng）。誤差轉移（yí）法的實例很多。如當機床精度達不到零件加（jiā）工要求時（shí），常常不是一味提高機床精度，而是從工藝上或夾具上想辦（bàn）法，創造條件，使（shǐ）機床的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方（fāng）麵去。如磨削主（zhǔ）軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不是靠機床主軸的（de）回轉精度來保證，而（ér）是靠夾具（jù）保證。當機床主軸與工件之間用浮動聯接以後，機床主軸的原始誤差就被轉移掉了。

4、均分原始誤差

在加工中，由於毛坯或上道工序誤差的存在，往往造成本工（gōng）序的加工誤差，或者由於工件材料（liào）性能改變，或（huò）者上（shàng）道工序的工藝改變（如毛坯精化後，把原來的切（qiē）削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化。解決（jué）這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n 組，每組毛坯誤差範圍就（jiù）縮小為原來（lái）的1/n，然後（hòu）按（àn）各組分別調整加工。

5、均化原始（shǐ）誤差

對配合精度要求很高的軸和孔，常采（cǎi）用（yòng）研磨工藝。研具本身並不要求具有高精度，但它能在和工件做相對運動過程中對工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表（biǎo）麵間的摩擦和磨（mó）損的過程，就是誤差（chà）不斷減少的過程，這就是誤差均（jun1）化（huà）法（fǎ）。它的實質（zhì）就是利用有密切聯係的表麵相（xiàng）互比較，相（xiàng）互檢查從對比中找出差異，然後進（jìn）行相互修正或互為基準加工，使工件被加工表麵的（de）誤差不斷縮小和均化。在（zài）生產中，許多精密基準件（如平板、直尺（chǐ）等）都是利用誤差均化法（fǎ）加工出來的。

6、就地加工法

在（zài）加工和裝配中，有些精度問題牽涉到（dào）零件或部（bù）件（jiàn）間的相（xiàng）互關係（xì），相當複雜，如果一味地提高零、部（bù）件本身精度，有時不僅（jǐn）困難，甚（shèn）至不可能，若采用就地加工法（也稱自身加工修配法），就可能很方便地解（jiě）決看起來非常困難的精度問題。就地加工（gōng）法在機械零件加工中常（cháng）用來作為保證零件加工精度的有效措施。