CNC數控加工（gōng）精度詳解及解決措施

精（jīng）密度

指使（shǐ）用同種備用樣品（pǐn）進行重複測定所得到的（de）結果之間的重現性、一致性。有可能精密（mì）度高，但精確度是（shì）不準確（què）的。例如，使用1mm的長（zhǎng）度進行測定（dìng）得到的三個結果分別（bié）為（wéi）1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密度高，但卻（què）是不準（zhǔn）確的。

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

精度的（de）定義

一般說（shuō）來，精度是指機床將刀尖點定位至程序目標點的能力。然而，測量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的國家有不（bú）同的規定。

日本機床生（shēng）產商：標定“精度”時，通常（cháng）采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用機（jī）床和普通數控機床，JISB6336一般用於（yú）加工中心，JISB6338則一般用於立式加工（gōng）中心（xīn）。

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

同樣的指標，不同的（de）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意義，不同的指標名卻具有相同的含（hán）義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是（shì）在機床（chuáng）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（lái）的，其關鍵不同點在於:目標點的數量

測量回合數

從單向還是雙向接（jiē）近目標點(此點尤為重要)

精度指標及其它指標的計算方（fāng）法

這是4種標準的關鍵區別點描述（shù），正如人們所期待的，總有一（yī）天，所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因（yīn）此，這裏選擇ISO標準作為（wéi）基（jī）準。下表中對4種（zhǒng）標準（zhǔn）進行（háng）了（le）比較，本（běn）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（chà）是指主軸（zhóu）各（gè）瞬間的實際回轉軸（zhóu）線相對其平均回（huí）轉軸線的變動量。產生主軸徑向（xiàng）回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤（wù）差、軸承本身的各種誤差、軸承之間（jiān）的同軸度誤（wù）差、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌（guǐ）是機床上確定各機（jī）床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安裝質（zhì）量，也是造成導軌誤差的重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差是指內聯係的傳動鏈中首末兩端傳動元件（jiàn）之間（jiān）相（xiàng）對運動的（de）誤差（chà）。傳動誤差是由傳動鏈中各組（zǔ）成環節的製造和裝配誤差以及使用過（guò）程（chéng）中的磨損所引起。

4、刀具（jù）的（de）幾（jǐ）何誤差。任何刀具在切削過程（chéng）中，都不可避免要（yào）產生（shēng）磨損，並（bìng）由此引起工件尺寸和（hé）形狀的改（gǎi）變。

5、定位誤差。一是基準不重合誤差。在零件（jiàn）圖上用來確定某一表麵尺寸、位置所依（yī）據的基準稱為設計基（jī）準。在工序（xù）圖上用來確定本工序被加工表麵（miàn）加工（gōng）後的尺寸、位（wèi）置所依據的基準（zhǔn）稱為（wéi）工序基準。在機床上對工件進行加工時，需選（xuǎn）擇工件上若幹幾何（hé）要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位（wèi）基準與（yǔ）設計基準不重合，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。一是工件剛度。工藝係統中如果工件剛度相對於機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，工件由於剛度不足而引起（qǐ）的變形對加工精度的影（yǐng）響就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛度很大，其變形可以（yǐ）忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差（chà），刀杆受力變形對孔加（jiā）工精度就有很大影響（xiǎng）。三是機床部件剛度。機床（chuáng）部（bù）件由許多零件組（zǔ）成，機床部件剛度迄今尚無合適的（de）簡易計算（suàn）方法，目前主要還是用實驗方法來（lái）測定機床部件剛度。

7、工（gōng）藝係（xì）統受熱變形（xíng）引起的誤差。工藝係統熱變（biàn）形對加工精度的影（yǐng）響（xiǎng）比（bǐ）較大，特別是在精密加工和大（dà）件加工中，由熱變形所引起的加（jiā）工誤差有時可占工件總（zǒng）誤差的50%。

8、調整（zhěng）誤差。在機械加工的每一（yī）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、刀具在機床上（shàng）的互相位置精度，是通過調整（zhěng）機床、刀具（jù）、夾具或工件等來保證的。當（dāng）機（jī）床、刀具、夾具和工（gōng）件毛坯等的原始精度都達到工藝（yì）要求而又不考慮動態因素時，調整（zhěng）誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用（yòng）。

9、測量誤差（chà）。零件在（zài）加工時或加工後進行測量時，由（yóu）於測量方法、量具（jù）精度以及工件和主客（kè）觀因（yīn）素都直接影響測量精度。

提高加工精度的工（gōng）藝措施

1、減少原始誤差

提高零件加工所使用機床的幾何精度，提高夾具、量具及（jí）工具本身精度，控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤（wù）差（chà）等均屬於（yú）直接減少原始誤差。為了提高機械加（jiā）工精度，需對產生加工誤差的各項原（yuán）始（shǐ）誤差進行分析，根據不同情況對造（zào）成加工誤差的主要原始誤（wù）差采取不同的措施解決。對於（yú）精密（mì）零（líng）件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛（gāng）度（dù）和控製加（jiā）工（gōng）熱變形;對具有成形表麵的零件加（jiā）工（gōng），則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種方法是生產中應用較廣的一種基本（běn）方法。它是在查明產生加工（gōng）誤差的主要（yào）因素（sù）之後，設法（fǎ）消除或減（jiǎn）少這些因素。例如（rú）細長軸的（de）車削，現在采用了大走刀反向車削法（fǎ），基本（běn）消除（chú）了軸向（xiàng）切削力引起的彎曲變形。若輔之（zhī）以彈簧頂尖，則可進一步消除熱變形引（yǐn）起的熱伸長（zhǎng）的影響。

2、補償原始誤差

誤差補（bǔ）償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原（yuán）來工藝係統中的原始誤差。當原始誤差是負值時（shí）人為（wéi）的誤差就取正（zhèng）值，反之，取（qǔ）負（fù）值，並盡量使兩者大小相（xiàng）等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是（shì）盡（jìn）量使兩者（zhě）大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高（gāo）加工精度的目的。

3、轉移原始誤差

誤差轉移法（fǎ）實質上是轉移工藝係（xì）統的幾何誤差（chà）、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度（dù）達不到零（líng）件加工要求時（shí），常常不（bú）是一味提高機床精度，而是從工藝上（shàng）或夾具上想辦（bàn）法（fǎ），創造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響加工精（jīng）度的方麵去。如磨（mó）削主軸錐（zhuī）孔保（bǎo）證其和軸頸的同軸度，不是靠機床主軸的回轉精（jīng）度（dù）來保（bǎo）證，而是靠夾具（jù）保證。當機床主軸與（yǔ）工件（jiàn）之間用浮動聯接以後，機床主軸的原始（shǐ）誤（wù）差就（jiù）被轉移掉了。

4、均分原（yuán）始誤差

在加工中，由於毛坯或上道工序誤（wù）差的存在，往往造成本工序的加工誤差，或（huò）者由（yóu）於工件材料性能改（gǎi）變，或者上道工序的工藝改變（如（rú）毛坯精化後，把原（yuán）來的切削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化（huà）。解決這個問題，最好是采用分組（zǔ）調整（zhěng）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（fèn）為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮小為原來（lái）的1/n，然（rán）後按各組分別調（diào）整加工（gōng）。

5、均化（huà）原始誤差（chà）

對配（pèi）合精度要求很高的軸和孔，常采（cǎi）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（bèi）工件磨去一部分），最終（zhōng）使工件達（dá）到很高的精度。這種表麵（miàn）間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程，這就是誤（wù）差均化法。它的實質就是利（lì）用有密切聯（lián）係的表麵相互（hù）比較，相互檢查從對比中找出差異，然後進行相（xiàng）互修正或互為基準加工，使工件（jiàn）被加工表麵的誤差不斷縮（suō）小和均化。在生產（chǎn）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（dì）加工法

在加（jiā）工和裝配中，有些精度問題牽涉到零件或部件間（jiān）的相互關係（xì），相（xiàng）當複雜，如果一味地提高零、部件本（běn）身精度，有時不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身加（jiā）工修配法（fǎ）），就（jiù）可能很方便地解決看起來非常困難的精度問（wèn）題。就地加工法在機械（xiè）零件加（jiā）工中常用來作為保證零件加工精（jīng）度的有效措施。