​CNC數控加工精度詳解及解決措施

精密度

指使用同種備用樣品進行重複測定所得到的結果之間的重現性、一（yī）致性。有可能精密度高，但精（jīng）確度是不準確的。例如，使用（yòng）1mm的長度進（jìn）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（shì）不準確的。

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

精度的定義

一般說來，精（jīng）度是指機床將刀尖點定位至程序目標點（diǎn）的能力。然而，測量這種定位能力的辦法很多，更為（wéi）重（chóng）要的是，不同的國（guó）家有不同的規定（dìng）。

日（rì）本機床生產商：標定“精度”時（shí），通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於（yú）通用機床和普通數控機床，JISB6336一般用（yòng）於加工中心，JISB6338則（zé）一般用於立式加（jiā）工（gōng）中心。

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

同樣（yàng）的指（zhǐ）標，不同的含義

經常容易混淆的是：同樣的指標名在不同的精度標準中代表不同的（de）意義，不（bú）同的指標名卻（què）具有相同的含義（yì）。上述4種標準，除（chú）JIS標準之外，皆是在機床數控軸上對多目標點進行多回合測量之後，通過數學統計計算出來的，其（qí）關（guān）鍵（jiàn）不同點在於:目標（biāo）點的數量

測量（liàng）回合（hé）數

從單向還是雙向接近目（mù）標點(此點尤為重要)

精度指標及其它指標的（de）計算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如人們所期待的，總（zǒng）有一天，所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因此，這裏選擇ISO標準作為基準（zhǔn）。下表中對4種標準進行了比較，本（běn）文僅涉及線性精度，因為旋轉（zhuǎn）精度的計算原理與之基本一（yī）致。

機（jī）械加工產生誤差的主要原因

1、主軸回轉誤（wù）差。主（zhǔ）軸（zhóu）回轉誤差是指主軸各瞬間的（de）實際（jì）回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回（huí）轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身（shēn）的各（gè）種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

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

3、傳動鏈（liàn）誤差。傳動鏈的傳動誤差是指內（nèi）聯係的傳動鏈中首（shǒu）末兩（liǎng）端傳動元件之間（jiān）相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和裝配誤差以及使用過程中的磨損所引起。

4、刀具的幾何（hé）誤差（chà）。任何刀具在切削（xuē）過程中，都不可（kě）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。在零件圖上用來確定某一表麵尺寸、位置（zhì）所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用（yòng）來確定（dìng）本工序被（bèi）加工表（biǎo）麵加工後的尺寸、位置所依據的（de）基準稱為工（gōng）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要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（jī）準不重合誤差。二是定位副製造不準確（què）誤差。

6、工藝係統受力變形產生的誤差。一是工件剛度。工（gōng）藝係統中如（rú）果工件剛度相對於（yú）機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下（xià），工件由於剛度不足而引起的變形（xíng）對加工（gōng）精度（dù）的影響就比（bǐ）較大。二是刀具（jù）剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛度很大，其變形（xíng）可（kě）以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差，刀杆（gǎn）受（shòu）力變（biàn）形對孔（kǒng）加工精度就（jiù）有很大影響。三（sān）是機床部件剛度。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度（dù）迄今尚無合適的（de）簡易計（jì）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（xì）統受熱變形引起的誤（wù）差。工藝係統熱變形對加工精度的影響比（bǐ）較大，特別是在精密加工和大件（jiàn）加工中，由熱變形所引起的（de）加工誤差有時可占工件總誤差的50%。

8、調整誤差。在機械加工的每一工序（xù）中，總要（yào）對工藝係統進行（háng）這樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的準確，因而產生調整誤差。在工藝係統中，工件、刀具在（zài）機床上的互相位置（zhì）精度，是（shì）通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等（děng）的原始精度都達到工藝要求而又不考（kǎo）慮動態（tài）因素（sù）時，調整誤（wù）差的影響，對加工（gōng）精度起到決定性的作用。

9、測量誤差。零件（jiàn）在加工時或加工後進行測量時，由於測量方法、量具精度以及工件和主客觀因素（sù）都直接影響測量精度（dù）。

提高加工精度的工藝措施

1、減少原（yuán）始誤差

提高零件加工所使用機床的幾何精度，提高夾（jiá）具、量具及工具本身精度，控製（zhì）工藝係統受力、受熱變形、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。為了提高機械加（jiā）工精度（dù），需（xū）對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根（gēn）據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決（jué）。對於精密零件（jiàn）的加（jiā）工應（yīng）盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控製加工熱變形;對具有成形表麵的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種（zhǒng）方法是（shì）生產（chǎn）中應用較廣的一（yī）種基本（běn）方法。它是在查明產生加工誤差的主要因素之後，設（shè）法（fǎ）消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，現在采用了大走刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起的彎（wān）曲變形。若輔之（zhī）以彈簧頂（dǐng）尖，則可進一步消除熱變形引起的（de）熱伸長的影響。

2、補償原始誤差

誤差補償法，是人為地造出（chū）一種新的誤差，去抵消原來工（gōng）藝係統中的原始誤差。當（dāng）原始誤差是負值時人為的誤差就（jiù）取正值，反之，取負值，並盡量使兩者大小（xiǎo）相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤（wù）差，也是盡量使兩者大（dà）小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工（gōng）精（jīng）度的目的（de）。

3、轉移原始誤差

誤差轉移法實質上是轉移工藝（yì）係統（tǒng）的幾何誤差（chà）、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機（jī）床精度達不到零件加工要求時，常常不是一味提高機床精度，而是從工藝上或夾（jiá）具上想辦法，創造（zào）條（tiáo）件（jiàn），使機床的幾何誤差（chà）轉移到不影響加工精度的方麵去（qù）。如（rú）磨削主軸錐孔保證其和軸頸（jǐng）的同軸度（dù），不是靠機床主軸（zhóu）的回轉精度來保證，而是靠（kào）夾具保證。當機床（chuáng）主軸（zhóu）與工件之間用浮動聯接以（yǐ）後，機床主軸的原始（shǐ）誤差就被轉（zhuǎn）移掉了。

4、均分原始誤差

在加工中，由（yóu）於毛（máo）坯或上道（dào）工序誤差的存在，往往造成本工序的加工誤差（chà），或者由於工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化後，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題，最好是采（cǎi）用分組調整均分誤差的辦法。這種辦法的（de）實質就是把原始誤差（chà）按其大小均分為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮小為原來的1/n，然（rán）後按各組分別調整加工。

5、均化原始誤差

對配合精度（dù）要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。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（diǎn）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（jīng）度。這種表麵間的摩擦和磨損的（de）過程，就是（shì）誤差不斷減少的（de）過程，這就是誤差（chà）均化法（fǎ）。它的實質就是利用有密切聯係的表（biǎo）麵相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然後（hòu）進行相互修正或（huò）互為基準加工，使工件被加工表（biǎo）麵的誤（wù）差不斷縮小和均化（huà）。在生產中，許多精密基（jī）準（zhǔn）件（如平板、直（zhí）尺等）都是利用誤差均（jun1）化法加工出來的。

6、就地（dì）加工法

在加工和裝配中，有些精度問題牽涉到零件或部件間的相互關係（xì），相當複雜，如果一味（wèi）地提（tí）高（gāo）零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身（shēn）加工修配法），就可能很方便地解決看起來非（fēi）常困難的精度問題。就地加工法在機械（xiè）零件加工中常用來作為保證零件加工精度（dù）的有效措施。