​數控機床加工精度常（cháng）用的基本知（zhī）識

加工精度主要用（yòng）於（yú）生產產品程（chéng）度，加工（gōng）精度與加工誤（wù）差都是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精（jīng）度用公差等級（jí）衡量（liàng），等級值越小，其精度越高；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就（jiù）是加工誤差小，反（fǎn）之亦然（rán）。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的話該零件加工精度最高的（de），IT18表示的話該零件（jiàn）加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別。

任何加（jiā）工方法所得到的實際（jì）參數都不會絕對準確，從零件的功能看，隻要加（jiā）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（zhì）量取（qǔ）決於零件的加工質（zhì）量和機器的裝配質量，零件加工質量包含零件加（jiā）工精度和表麵質量兩大部分。

機械（xiè）加工（gōng）精（jīng）度是指零件加工後的實際幾何參數（尺寸、形（xíng）狀和位置）與理想（xiǎng）幾何參數（shù）相符合的程度。它（tā）們之間的差異稱為（wéi）加工誤差。加工誤差的大小反映了加工（gōng）精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小（xiǎo）加工精度越高。

一、加工精度的調整方（fāng）法

1、減小機床誤（wù）差

（1）提高主軸部件的製造精度

1）應提高軸（zhóu）承的（de）回轉精度 ：

①選用高精度的滾動軸承；

②采用高精度的多油鍥動（dòng）壓軸承；

③采用高（gāo）精度的（de）靜壓軸承。

2）應提高與軸承相配件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸（zhóu）頸的加工精（jīng）度；

②提高與軸承相配合表麵的（de）加工精度；

③測量及調節相應（yīng）件的徑向跳動範圍，使誤差補償或相抵（dǐ）消。

（2）對滾動軸承適當預緊

①可消除間隙；

②增（zēng）加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精（jīng）度不反映到工件上。

2、對工藝係統進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸—調（diào）整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反複直（zhí）至達（dá）到所需尺寸。此法生產效率低（dī），主要用於單件小批生產。

（2）調整法

通過預先調整好機（jī）床、夾具、工件和刀具的相對位置（zhì）獲得所需尺寸。此法生（shēng）產率高，主要用於大批大量生產。

3、減（jiǎn）小刀具磨損

在刀具尺（chǐ）寸磨損（sǔn）達到急（jí）劇磨損階段前就必須重新（xīn）磨刀。

4、減少傳動鏈（liàn）傳動誤差

（1）傳動件數少，傳動（dòng）鏈短，傳動精度高；

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

（3）末端件精度應高於（yú）其他傳（chuán）動（dòng）件。

5、減小（xiǎo）工藝係統的受力變形

（1）提（tí）高係統的剛度，特別（bié）是提高工（gōng）藝係統中薄（báo）弱環節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量減少連接麵的數目；

②防止有局部（bù）低剛度環（huán）節出現；

③應合理選（xuǎn）擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵的接觸剛度（dù）

①提高機（jī）床部件中零件間結合麵的質量；

②給機床部件以預加（jiā）載荷；

③提高工（gōng）件定（dìng）位（wèi）基準麵的精（jīng）度（dù）和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的（de）裝夾和定位方式

（2）減（jiǎn）小載（zǎi）荷及其變化

1）合（hé）理選擇刀具幾何參數和切削用量，以減小切削力；

2）毛胚分組（zǔ），盡量使調整中毛胚加工（gōng）餘量均勻。

6、減少殘餘應力

（1）增（zēng）加消除內應力的（de）熱處理工序（xù）；

（2）合理（lǐ）安排工藝過程。

7、減小工（gōng）藝係（xì）統熱變（biàn）形

（1）采用合理的機床部件結構及裝配（pèi）基（jī）準

1）采用熱對稱結構——在變速箱中，將軸、軸承、傳動齒輪等對稱布置，可（kě）使箱壁溫升均勻，箱體變形減小；

2）合理選擇機床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱源

1）采用較（jiào）小的切削用量；

2）零件精度要求高（gāo）時，將粗精加工工序分開（kāi）；

3）盡可能將熱（rè）源從機床分離出去，減少（shǎo）機床（chuáng）熱（rè）變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副、高速（sù）運動的導軌副（fù）等不能分離的熱源，從結構、潤滑等方麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔熱材料；

5）采用強製式風冷、水冷等散熱措施。

（1）均衡（héng）溫度（dù）場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製（zhì）環境溫度

二、加（jiā）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（yòng）了近似的（de）刀刃輪廓或近似的傳動關係進行（háng）加工而產生的（de）誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。

例如（rú），加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製造方便（biàn），采用了阿基米德基本蝸杆或（huò）法向直廓基本蝸杆（gǎn）代替漸（jiàn）開線基本（běn）蝸杆，使齒輪漸開線齒形產生了誤差。又如車削模數蝸杆時，由於蝸杆的螺距等（děng）於蝸輪的（de）周節（即 mπ），其中 m是（shì）模數，而（ér）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（zé）配（pèi）換齒（chǐ）輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對於工件成形運動（dòng）（螺旋運（yùn）動（dòng））的不準確，造成螺（luó）距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤（wù）差可以滿足加（jiā）工精度（dù）要求的前提下（《=10%-15%尺寸公差），來提高生產率和經濟性。

2、調整誤（wù）差（chà）

機床的調整（zhěng）誤差（chà）是指由於調整不準（zhǔn）確（què）而（ér）產生（shēng）的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

（1）定（dìng）位元件、刀具導向元（yuán）件、分度機構、夾具體等的（de）製造誤差；

（2）夾（jiá）具裝（zhuāng）配後，以上各種元件工作麵間的相對尺（chǐ）寸誤差；

（3）夾具在使（shǐ）用過程中工作表（biǎo）麵的磨損。

4、機床誤差

機（jī）床誤差（chà）是指機床（chuáng）的製造誤差、安裝誤差和磨損。主（zhǔ）要包括機床（chuáng）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——導軌副運動件實際運（yùn）動方向與理想運（yùn）動方向（xiàng）的符合程度。主要包括（kuò）：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和垂直麵內的直（zhí）線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌的平行度（扭曲）；

③ 導軌對主軸回轉軸線在水平麵內和垂直麵內的平行（háng）度（dù）誤差或垂直度誤（wù）差。

2）導軌導向精（jīng）度對切（qiē）削加工的影響

主要（yào）考慮導軌誤差引起刀具與工件在誤差敏（mǐn）感（gǎn）方向（xiàng）的相對位移。車削加工時誤差敏感方向為水平方（fāng）向，垂直方向引起的導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時誤差敏感方向隨刀具（jù）回轉而變化；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起（qǐ）加工表麵直線度（dù）和平麵度（dù）誤差。

（2）機床主軸回轉誤差（chà）

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漂移。主要包括主軸端麵圓跳動（dòng）、主軸徑（jìng）向圓跳動、主軸幾何軸線（xiàn）傾角擺動（dòng）。

1）主軸端（duān）麵圓跳動對加工精（jīng）度（dù）的影響：

①加工圓柱麵時無影（yǐng）響；

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

③加工螺紋（wén）時，將產生螺距周期誤差。

2）主軸徑（jìng）向圓（yuán）跳（tiào）動對加工精度的影響：

①若徑向回轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度（dù）誤差為徑向圓跳動幅（fú）值；而車床（chuáng）車出的孔沒什麽影響；

②若主軸幾何軸（zhóu）線作偏心運動，無（wú）論車、鏜都能得到一個（gè）半徑為刀尖到平（píng）均軸線距離的（de）圓。

3）主軸（zhóu）幾何（hé）軸線傾角擺動對加工精度的影響：

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

②幾何軸線在某一平麵內作擺動，從各截麵看（kàn）相當於實際軸線在一平麵內作簡諧直線（xiàn）運動，而從軸向看各處（chù）跳動（dòng）幅值不同；

③實際上主軸幾何軸線的傾（qīng）角擺動為上述兩種（zhǒng）的（de）疊加。

（3）機（jī）床傳動鏈的傳動誤差

機床傳動鏈的傳動誤差是指（zhǐ）傳動鏈中首末兩端傳動元件（jiàn）之間（jiān）的相對運動誤差。

5、工藝係統受力（lì）變形

工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力（lì）等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的（de）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。主要考慮機（jī）床變（biàn）形、工（gōng）件變（biàn）形以及工（gōng）藝係（xì）統的總變形。

（1）切削力對加工精（jīng）度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸類零件來講，機床受（shòu）力變形使加工（gōng）工件呈兩端粗、中間細的鞍（ān）形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形（xíng），對加工軸類零件來講，工件受力變形使加工後工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而（ér）對加工孔類零件來講（jiǎng），單獨考慮機床（chuáng）或工件的變形，加（jiā）工（gōng）後（hòu）工件的形狀與（yǔ）加工的軸（zhóu）類零件相反。

（2）夾緊力對（duì）加工精度的影響

工件裝夾時，由於（yú）工件剛度（dù）較低或夾緊力著力點不當，使工（gōng）件產生相應的（de）變（biàn）形，造成的加工（gōng）誤差。

6、刀具的製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響根據（jù）刀具的種類不同而異。

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

（2）成型刀具（如成（chéng）型車刀、成型銑刀、成型（xíng）砂輪（lún）等）的形狀精度（dù）將直接影響工件的形狀精度。

（3）展成（chéng）刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差會影響加（jiā）工表麵的形狀精度。

（4）一般刀具（jù）（如車（chē）刀、鏜刀、銑刀），其製造精（jīng）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

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

8、工藝（yì）係統的熱變形

在加工過程中，由於內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環境溫度、熱（rè）輻射）產（chǎn）熱使工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， 工藝係統熱變形引起（qǐ）的（de）加工誤差占加工總誤差的40%-70%。

工件熱變形對加工金的（de）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（lì）

殘（cán）餘應（yīng）力的產生：

（1）毛（máo）胚製造和熱處理過（guò）程中產生的殘餘（yú）應力；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。