​CNC數控加（jiā）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（cè）定所得到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密（mì）度高，但精確度是不準確的。例如，使用1mm的長度進行測定（dìng）得到的三（sān）個結果分（fèn）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的正確性，精密度表（biǎo）示測（cè）量結果（guǒ）的重複（fù）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（lái），精度是指機床將刀尖點定位至程序目標點的能力。然而，測量這種（zhǒng）定位能力的辦法很多，更為重要（yào）的是，不同的國家有不同的規定。

日本機（jī）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（jī）床和普（pǔ）通數控機床，JISB6336一般用於（yú）加工中心，JISB6338則一般用於立（lì）式加工中心。

當標定一（yī）台數控機床的精度時，非常有必要（yào）將其采用的標準一（yī）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（biāo）準明顯偏小。

同樣的（de）指標，不同的含義

經常容（róng）易混淆的是：同樣的指標（biāo）名在不同的精度（dù）標準中（zhōng）代（dài）表不同的意義，不同（tóng）的指標名卻具有相（xiàng）同的含義（yì）。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在機床數控（kòng）軸上對多目標（biāo）點進行多回合測量之後，通過數學統計（jì）計算出來（lái）的，其關鍵（jiàn）不同點在於:目標點的數（shù）量（liàng）

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此點尤為重要)

精度指標（biāo）及其它指標的計算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如（rú）人們所期待的，總有一天，所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因此，這裏（lǐ）選擇ISO標準作為基準。下表中對4種標準進行（háng）了比較，本文僅涉及線（xiàn）性精度，因為旋轉精度的計算原理與之基本一致。

機械加工產生誤差的主要原因

1、主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸（zhóu）各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤（wù）差、軸承本（běn）身的各種誤差、軸承之間的（de）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（chuáng）部件相對位置關係的基準，也是機床運動的基準。導軌的不均勻磨損和（hé）安裝質量，也是（shì）造成導軌誤差的重（chóng）要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤（wù）差是指內聯係（xì）的傳動鏈中（zhōng）首末兩（liǎng）端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤（wù）差是由傳動鏈中（zhōng）各（gè）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、刀具的幾（jǐ）何誤差。任何（hé）刀具在切削過程中，都不可避免（miǎn）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（zhǔn）不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表（biǎo）麵尺寸、位置所依據（jù）的基準稱（chēng）為設計基準。在工序圖上用來確（què）定本工序（xù）被加工表麵加工後的尺寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，需選擇工件上若幹幾何（hé）要素作為加工時的（de）定位基準，如果所選（xuǎn）用的定（dìng）位基準與設計基準不重（chóng）合，就會產生基準不重合誤差。二是定位（wèi）副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變（biàn）形產生的誤差。一是工件剛（gāng）度。工（gōng）藝係統中如果工件剛度（dù）相對於（yú）機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力（lì）的作用下，工件由於剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。二是（shì）刀具剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆（gǎn）剛度很差，刀杆受力（lì）變形對孔加工精度就有很大影（yǐng）響。三是機床部件剛（gāng）度。機（jī）床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的（de）簡易（yì）計算方法，目前主要還是用實（shí）驗方（fāng）法來測定機床部（bù）件剛度。

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

8、調整誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工藝係（xì）統進行這樣（yàng）或那樣的調整工（gōng）作。由於調整不可能絕（jué）對的準確，因而產生調整誤差。在工藝係統（tǒng）中，工件、刀具在機床上的互相位置精度（dù），是（shì）通（tōng）過調整機床、刀具、夾具或工件等來（lái）保證的。當機（jī）床、刀（dāo）具、夾具和工件毛坯等的原始精（jīng）度都達到工（gōng）藝要求而（ér）又不考慮動態因素時，調整誤（wù）差的影響，對加工（gōng）精度起到決定性的（de）作用。

9、測量誤差（chà）。零件在加工時或（huò）加工後進行測量（liàng）時，由於測量方法、量具精度以及工件和主（zhǔ）客觀因素都直（zhí）接影（yǐng）響（xiǎng）測量精度。

提高加（jiā）工精度的（de）工藝措施

1、減（jiǎn）少原始誤差（chà）

提高零件加工所使用機（jī）床的幾何精度，提高夾具、量具及工具本身（shēn）精度，控製工藝係統受力、受熱變（biàn）形、刀（dāo）具磨損、內應力引起的變形、測（cè）量誤差（chà）等均屬於（yú）直接減少原始誤差。為了提高機械（xiè）加工（gōng）精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析（xī），根據不同情況對造成加工（gōng）誤差的（de）主要原始誤差采取不同的措施解決。對於精密零件的加工應盡可能提高（gāo）所使用精密機床的幾何精度、剛度（dù）和控製加工熱（rè）變形;對具有成形表麵的（de）零件加工，則主要是如何減少成形刀（dāo）具形狀誤差和刀具（jù）的安（ān）裝誤差。這種方法（fǎ）是生產中應用較廣的一種基本方法。它（tā）是在查明產生加工誤差的主要因（yīn）素之後，設法消除或減（jiǎn）少這些因素。例（lì）如細長軸的車削（xuē），現在采用了（le）大走（zǒu）刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起（qǐ）的彎曲變（biàn）形。若（ruò）輔之以彈（dàn）簧頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱（rè）伸長的影響（xiǎng）。

2、補償原始誤差（chà）

誤差補（bǔ）償法，是人為地（dì）造出一種新的誤差，去（qù）抵消原來工藝係統中的原始誤差。當原始誤（wù）差是負值時人為的（de）誤差就取（qǔ）正（zhèng）值，反（fǎn）之（zhī），取負值，並盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始（shǐ）誤差去抵消另一（yī）種原始誤差，也是盡（jìn）量使兩者大小（xiǎo）相等，方向相反，從而達到（dào）減少（shǎo）加工誤（wù）差，提高加工精度的目的。

3、轉（zhuǎn）移原始誤差

誤差（chà）轉移法實質上是轉移工藝係統的幾何誤差（chà）、受力變形（xíng）和熱變形等。誤差轉移法的（de）實例很多。如當機床精度達不到零件加（jiā）工（gōng）要求時（shí），常常不（bú）是一味提高機（jī）床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使機床的幾何誤差（chà）轉移到不影響加工精度的方麵去。如磨削主軸錐孔保證其和軸（zhóu）頸的同軸度，不是靠機床主軸的回轉（zhuǎn）精度來保證，而是靠夾具保（bǎo）證。當機床（chuáng）主軸與工件之（zhī）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（zài）加工中，由於毛坯或上道（dào）工序誤差的存（cún）在，往往造成本工序的加工誤差，或者由於工（gōng）件材料（liào）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（qiē）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（shì）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縮小為原來的1/n，然後按各（gè）組分別調整加（jiā）工。

5、均化原始誤差

對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研（yán）具本身（shēn）並不要求具有高精度，但它能在和工件做相（xiàng）對運動過程中對工（gōng）件進行微量切削，高點逐（zhú）漸被磨掉（當（dāng）然，模具也被工件磨去一部（bù）分），最終使工件達到很高的精度。這（zhè）種表麵間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程，這（zhè）就是誤差均化法。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，然後進行相互修正（zhèng）或互為（wéi）基準加工，使工件被加工表麵的誤差不斷縮小和均化。在生產中，許多精密基準件（如平板、直尺等）都是利用誤差均化法加工出來的。

6、就地加工法

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，相當（dāng）複雜，如果一味地提高零、部件本身精度（dù），有時不僅困難，甚（shèn）至不可能（néng），若采用就地加工法（也稱自身加工修（xiū）配法），就可能很方便地解（jiě）決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機（jī）械零件加工中常用來作為保（bǎo）證零件加工精度的有效措施。