​數控機床加工精度常（cháng）用的基本知識

加工精度主要用於生產產品程度，加工精（jīng）度與（yǔ）加工誤（wù）差都是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差等級衡量，等級（jí）值越（yuè）小（xiǎo），其精度越高；加（jiā）工（gōng）誤差（chà）用數值（zhí）表示，數值越大，其誤差越大（dà）。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。公差等級（jí）從（cóng）IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一（yī）共有20個，其中（zhōng）IT01表示的話該零件加工精度最（zuì）高的，IT18表（biǎo）示的話（huà）該零件加工精度（dù）是最低的 ，一般上（shàng）IT7、IT8是加工（gōng）精度中等級別。

任何（hé）加工方法所得到的（de）實際參（cān）數都不會絕對準確（què），從零（líng）件的功能看，隻要加工誤差在零件圖要求的公差範圍內，就認為保證了加工精度。

機器的質量（liàng）取決於零件的加工質量和機（jī）器的裝配質量，零件加工質量包含零件加工精度和表麵（miàn）質量兩大部分。

機械加工精度是指（zhǐ）零件加工後的（de）實（shí）際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理（lǐ）想幾何參數相符合的程（chéng）度。它們（men）之間的差異稱為加工誤差。加工誤（wù）差的大小反映了加工精度的高（gāo）低。誤差（chà）越（yuè）大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部件的製造精度

1）應提高軸承的回轉精度（dù） ：

①選用高（gāo）精度的（de）滾動軸承；

②采用高精度的多油鍥動壓軸承；

③采用高精度（dù）的靜（jìng）壓軸承（chéng）。

2）應提高與（yǔ）軸承相配件的精度：

①提高箱體支（zhī）撐孔、主軸軸頸的加工精度（dù）；

②提高與軸承相配（pèi）合表麵的加工精度；

③測（cè）量及調節相應件的徑向跳動範圍，使誤差（chà）補償（cháng）或相抵消。

（2）對滾動軸承適當（dāng）預緊

①可消除（chú）間隙；

②增加軸承剛度（dù）；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精度不反映到工件上。

2、對工藝（yì）係統進行調整

（1）試切法調整

通過（guò）試切—測量尺寸—調整刀具（jù）的吃（chī）刀量（liàng）—走刀切削—再試切，如此反複直至達到所（suǒ）需尺寸。此法生產效率低（dī），主要用（yòng）於（yú）單件小批（pī）生產。

（2）調整（zhěng）法

通過預先調整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所（suǒ）需尺寸。此法生產率高，主要用於大批大（dà）量生產。

3、減小刀具磨（mó）損

在刀具尺寸磨損達到急劇磨（mó）損階段前就必須重新磨刀。

4、減少傳動鏈傳動誤差

（1）傳（chuán）動件數少，傳動鏈短，傳動精度高（gāo）；

（2）采用降速傳動，是保證傳動精度的重要原則，且（qiě）越接近（jìn）末端的傳動副，其傳動比應越小；

（3）末（mò）端件精度應高於其（qí）他傳動件。

5、減小工藝係統的受（shòu）力變形

（1）提高係統的剛（gāng）度，特別是提高工藝係統中薄弱（ruò）環節的剛度

1）合理的結構設（shè）計

①盡量減少（shǎo）連接麵的數目；

②防止有局（jú）部低（dī）剛度（dù）環節出現（xiàn）；

③應合（hé）理選擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵的（de）接觸剛度

①提高機床（chuáng）部件（jiàn）中零件間結合麵的質量；

②給機床部件以預加載荷；

③提高工件（jiàn）定位基準麵的精度和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的裝夾和定（dìng）位（wèi）方式

（2）減小載荷及（jí）其變（biàn）化

1）合理選擇刀具幾何參數和切削用量，以減（jiǎn）小（xiǎo）切（qiē）削力；

2）毛胚分組，盡量（liàng）使調整中毛胚加工餘量均勻。

6、減（jiǎn）少殘餘應力

（1）增加消除內應力的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過程。

7、減小工藝係統熱變形（xíng）

（1）采用合理的機（jī）床（chuáng）部件（jiàn）結構（gòu）及裝配基（jī）準

1）采（cǎi）用熱（rè）對稱結構——在變（biàn）速箱中，將軸、軸承、傳動齒輪等對稱布（bù）置，可使箱壁溫升均（jun1）勻，箱體變形減小；

2）合理選擇機床零（líng）部件的裝配基準。

（2）減少熱（rè）源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能（néng）將熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對（duì）主軸軸（zhóu）承、絲杆螺母副、高速運動的導軌副等不能分離的熱源（yuán），從結（jié）構、潤滑等方麵改善其摩擦特（tè）性，減少發熱或用隔熱（rè）材料；

5）采用強製式風冷、水冷等散熱（rè）措施。

（1）均衡溫度場

（2）加（jiā）速達到傳熱平衡

（3）控製（zhì）環境溫度

二、加工精度誤差的原因

1、加工原理誤差

加工原理誤差是指采用了近似的（de）刀刃輪廓（kuò）或近似的傳動關係進行（háng）加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋（wén）、齒輪、複（fù）雜曲麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用（yòng）的齒輪滾刀，為（wéi）使滾刀製造方便，采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓（kuò）基本（běn）蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使（shǐ）齒輪（lún）漸開線齒形產生了誤差。又如（rú）車削模數蝸杆時，由於蝸杆（gǎn）的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計（jì）算，這就將引起（qǐ）刀具對於工件成形運動（螺（luó）旋運動）的（de）不準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般采用近（jìn）似（sì）加（jiā）工，在理論誤差可以滿足加（jiā）工精度要求的前（qián）提下（《=10%-15%尺寸（cùn）公差），來提高生（shēng）產率和經濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差（chà）是（shì）指由於調（diào）整不準（zhǔn）確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和（hé）磨損（sǔn）

夾具的誤差主要指：

（1）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等（děng）的製造誤差；

（2）夾具裝配後，以上各種元件工作麵間的相對尺寸誤差；

（3）夾具在使用過程中工作表（biǎo）麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤（wù）差是指機床的製造（zào）誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導軌導（dǎo）向精度（dù）——導軌副（fù）運動件實際（jì）運動方向（xiàng）與理（lǐ）想運動方（fāng）向的符合程度。主要包括：

① 導軌在（zài）水平麵內直（zhí）線度Δy和垂直麵內的直線（xiàn）度Δz（彎（wān）曲）；

②前後兩導軌的平行（háng）度（扭（niǔ）曲）；

③ 導軌對主軸回（huí）轉軸（zhóu）線在水平麵內和垂直麵內的平行度誤差或（huò）垂直度誤差。

2）導軌導向精度對切削加工的影（yǐng）響

主要考慮導軌誤差引（yǐn）起刀具與（yǔ）工件在誤差敏感方向的（de）相對（duì）位移。車削加工時誤差敏感方向（xiàng）為水平方向，垂直方向引起的導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時誤（wù）差敏感方向隨刀具回轉而變化（huà）；刨削加工時誤差敏感方向為垂直方向，床身導軌在垂直平麵內的直線度引（yǐn）起加工表麵直線（xiàn）度（dù）和平麵（miàn）度誤差。

（2）機床主軸（zhóu）回轉誤差

機床主軸回轉誤差是指實際回轉軸線對於理想回轉軸線的（de）漂移。主要包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓（yuán）跳動、主軸幾何軸線傾角（jiǎo）擺（bǎi）動。

1）主軸（zhóu）端麵圓跳動對加工精（jīng）度的影響（xiǎng）：

①加工圓柱麵時無影響；

②車、鏜端麵（miàn）時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直度誤差或端麵平麵度誤差；

③加工螺紋時（shí），將產生螺（luó）距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳動對加工精度的影（yǐng）響（xiǎng）：

①若（ruò）徑向回轉誤差表現為（wéi）其實際軸線在y軸坐標方向上作（zuò）簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度（dù）誤差為徑向圓跳（tiào）動幅值；而車床車出（chū）的孔沒（méi）什麽影響；

②若主軸幾何軸（zhóu）線作偏（piān）心運動，無論車、鏜都能得到一（yī）個半徑為刀尖到平均軸線距離的圓。

3）主軸幾何軸線傾角擺動對加工精度的影響：

①幾何軸線相對於平均軸線在（zài）空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截麵看相當於幾何軸心繞平（píng）均軸心作偏心運動，而從軸向看各處偏心值不同；

②幾何軸線在某一（yī）平麵內作擺動，從各截麵看相當於實際（jì）軸線在一（yī）平麵內作簡諧直線運動，而從軸（zhóu）向看各處跳動幅值（zhí）不同；

③實際上主（zhǔ）軸（zhóu）幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動誤差

機床傳動鏈的傳動誤差是指傳動（dòng）鏈中首末兩端傳動元件之間的相（xiàng）對運（yùn）動誤差（chà）。

5、工藝係（xì）統受力變形（xíng）

工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣（guàn）性（xìng）力等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝係統各組成部分的相互位置關係，導致加工誤差的產生，並影響加工過程的穩定性。主（zhǔ）要考慮（lǜ）機床變形、工件（jiàn）變形以及（jí）工藝係統的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加（jiā）工軸類零（líng）件（jiàn）來講，機床受力變形使（shǐ）加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產生圓（yuán）柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件受力變形使加工後工（gōng）件呈兩（liǎng）端細、中間粗的鼓形。而對加工孔（kǒng）類零件來講（jiǎng），單獨考慮機床或工件的變形，加工後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊力對加工精度的影響

工（gōng）件裝夾（jiá）時，由於工件剛度較低或夾緊（jǐn）力（lì）著力點不當，使工件產生相應的變形，造成的加工誤（wù）差。

6、刀具（jù）的製造誤差和磨損

刀（dāo）具誤差對加工精度的影響（xiǎng）根據（jù）刀具的種類不同而異。

（1）定尺寸刀具（如鑽頭（tóu）、鉸刀、鍵槽銑刀及（jí）圓拉刀等）的（de）尺寸精度直接影響工件（jiàn）的尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等）的形狀精度將直接影響（xiǎng）工件（jiàn）的形狀精度。

（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀（dāo）、插齒刀（dāo）具等）的刀刃形（xíng）狀誤差會影響加工表麵的形狀（zhuàng）精度（dù）。

（4）一般（bān）刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工（gōng）精度無直接影響，但刀具易磨損。

7、加工現場環境影響（xiǎng）

加工現場往往有（yǒu）許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位麵或定位孔位置就會影響零件加工精度，對於高精度加工，一些細小到目視不到的金屬屑都會影（yǐng）響到精度。這個影響因素會被識別出來但並無十分到位的方法來杜絕，往往對操作員的作業（yè）手法依賴（lài）很高。

8、工藝係統的熱變形

在加工過程中，由於（yú）內部熱源（切削熱、摩擦熱（rè））或外（wài）部熱源（yuán）（環境溫度、熱輻射）產（chǎn）熱使工（gōng）藝係統受熱而發生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中， 工藝係（xì）統熱變形引起（qǐ）的加工誤差占加（jiā）工總誤差的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影響包括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚（pēi）製造和熱處理過程中產生的殘餘（yú）應力；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來（lái）的殘餘應力。