​數控機床加工精度常用的基本知（zhī）識（shí）

加工精度主要用（yòng）於生產產品程度，加工精（jīng）度與加工誤差都是評價加工表麵（miàn）幾何參數的術語。加工精（jīng）度用公差等級衡量，等級值越小（xiǎo），其精度越高；加工誤差用數（shù）值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是（shì）加（jiā）工誤差小，反之（zhī）亦然。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（gōng）精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度（dù）是最低的 ，一般（bān）上IT7、IT8是加工精度中等級別（bié）。

任（rèn）何加工方法（fǎ）所得到的實際參數都不會絕對準確，從（cóng）零件的功能看，隻要加工誤差在零件圖要求的公差範圍內，就認為保（bǎo）證了加工精度。

機器的質量取決於零件的（de）加工質量和機器的裝配質量，零件加（jiā）工質（zhì）量包含零件加工精度和表（biǎo）麵質量兩大部分。

機械加工精（jīng）度是指零件（jiàn）加工後的實際幾何參數（尺（chǐ）寸、形狀和位置）與理（lǐ）想幾何參數相符合的程（chéng）度。它們之間（jiān）的（de）差異稱為加工誤（wù）差。加工誤（wù）差的大小（xiǎo）反映了加工精度的（de）高低。誤差（chà）越大加工精度越低，誤差（chà）越小加（jiā）工精度越高。

一、加工精度的（de）調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部件的製造精度（dù）

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用高精度的滾動軸承（chéng）；

②采用高精度的多油鍥動壓軸承；

③采用（yòng）高精度的靜壓軸承。

2）應（yīng）提高與軸承相配（pèi）件的精度（dù）：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提（tí）高與軸承相配合表麵的加工精度；

③測量及調（diào）節相（xiàng）應件的徑向跳動（dòng）範圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動（dòng）軸承適當預緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛（gāng）度；

③均（jun1）化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉（zhuǎn）精度不反映到工件上。

2、對工藝係統（tǒng）進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反複（fù）直至達到（dào）所需（xū）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（diào）整好（hǎo）機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。此法生（shēng）產率（lǜ）高，主要用於大批大量生產。

3、減小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段（duàn）前就必須重新磨刀。

4、減（jiǎn）少傳動鏈傳動誤差

（1）傳動件數少，傳動鏈短，傳動精度高；

（2）采用降速傳動，是保證傳動精度的重要原則，且越接近末端的傳動（dòng）副，其傳動（dòng）比應越小；

（3）末端件精（jīng）度應高於（yú）其他傳（chuán）動件。

5、減小工藝係統的受力變形

（1）提高係統的剛度，特別（bié）是提高工藝係統中薄弱環節的剛度

1）合理的（de）結（jié）構設計

①盡量減少連接麵的數目；

②防（fáng）止有（yǒu）局部低剛（gāng）度環節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀（zhuàng）。

2）提高連接表麵的接（jiē）觸剛度（dù）

①提（tí）高機床（chuáng）部件中零件間結合麵（miàn）的質量；

②給機（jī）床部件（jiàn）以預加（jiā）載荷；

③提高工件定（dìng）位基準麵的精（jīng）度和減（jiǎn）小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的裝夾和定位方式

（2）減小載荷及其變化

1）合理選擇刀具幾何參數和切削用（yòng）量，以減小切削力；

2）毛（máo）胚分組，盡量使調整中毛胚加工餘量均（jun1）勻。

6、減少殘餘應力

（1）增加消除內應（yīng）力（lì）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

（1）采用合理（lǐ）的機床部（bù）件結構及裝配基準

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

2）合理選擇機床零部件的裝配（pèi）基準。

（2）減少熱源的發（fā）熱和隔離熱源

1）采用較（jiào）小的切削用量；

2）零件精（jīng）度要求高時，將粗精加工工序分（fèn）開；

3）盡（jìn）可能將熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副、高速（sù）運（yùn）動的導軌副等不能分離的熱（rè）源，從（cóng）結構、潤滑等方麵改善其摩擦特（tè）性，減少發熱或（huò）用隔熱（rè）材料；

5）采用強製式風冷（lěng）、水冷等散熱措施。

（1）均衡溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製環（huán）境溫（wēn）度

二、加工精度誤差的原因

1、加（jiā）工原理（lǐ）誤差

加工原理誤差是指采用了（le）近似的刀刃輪（lún）廓或近似的傳動（dòng）關係（xì）進行加（jiā）工而產生的誤差。加工原（yuán）理誤差多出現於（yú）螺紋、齒輪、複雜（zá）曲麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製造方便，采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代（dài）替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒（chǐ）形產生了誤差。又如車削模數蝸杆時，由於蝸杆的螺距等於蝸輪的（de）周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理（lǐ）數，但是車床（chuáng）的配（pèi）換齒輪的齒數（shù）是有限的，選擇（zé）配換齒輪時隻能（néng）將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這（zhè）就（jiù）將引起刀具對於工件成形運動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。

在加工中，一（yī）般采用近似加工，在（zài）理論誤差可以滿足加工精度要求的前提（tí）下（《=10%-15%尺（chǐ）寸公差），來提高生產率和經濟性。

2、調整誤（wù）差

機床的調整誤差是指由於調整不準確而（ér）產生（shēng）的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主（zhǔ）要指：

（1）定位元件、刀具導向元件（jiàn）、分（fèn）度機構（gòu）、夾具體等（děng）的製造誤差；

（2）夾具裝配後，以（yǐ）上各種元件工作麵間的相對尺寸誤差（chà）；

（3）夾具在使用過程中工作表麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤差（chà）是指機（jī）床的製造誤差、安裝誤（wù）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（jī）床傳動鏈的傳動誤差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導軌導向（xiàng）精度——導軌副運動件實際運動方向與理（lǐ）想運動方向的符合程度。主要包括：

① 導軌（guǐ）在水平麵內直（zhí）線度Δy和垂直麵內的直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌（guǐ）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度誤差或垂直（zhí）度誤差。

2）導軌導向精度對切削加工的影響

主要考慮導軌誤差引（yǐn）起刀具與工件在誤差敏感方向（xiàng）的相對位移（yí）。車削加工時誤差敏感方向為水平方向，垂直方向引起的（de）導（dǎo）向誤差產（chǎn）生的加工誤（wù）差可以忽略；鏜削加工時誤差敏感方向隨刀具回轉而變化；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加工表（biǎo）麵直線度和平麵度誤差。

（2）機床主軸回（huí）轉誤差（chà）

機床主軸回轉誤（wù）差是指實際回轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主要包括（kuò）主軸端麵圓（yuán）跳動、主軸徑向圓跳動、主軸（zhóu）幾何軸線傾（qīng）角擺動（dòng）。

1）主軸端麵圓跳動對加（jiā）工精度的影（yǐng）響（xiǎng）：

①加工圓柱麵（miàn）時無影響；

②車、鏜端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直（zhí）度誤差（chà）或端麵平（píng）麵度誤差；

③加工螺紋時，將產（chǎn）生螺距周期誤差（chà）。

2）主軸徑向圓跳動（dòng）對加（jiā）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，圓度誤差為徑向圓跳動幅值；而車床車出的孔（kǒng）沒（méi）什（shí）麽影響；

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無（wú）論車、鏜都能得到一個半徑為刀尖到平均軸線距離（lí）的圓。

3）主軸幾何軸線傾角擺動對加工精度（dù）的影響（xiǎng）：

①幾何軸線相對於平均（jun1）軸線在空（kōng）間成一定錐角的圓錐軌跡，從（cóng）各截麵看相當於幾何軸心繞平（píng）均軸心作偏心運（yùn）動（dòng），而（ér）從軸向看（kàn）各處偏心（xīn）值不同（tóng）；

②幾（jǐ）何軸線在某一平麵內作擺動，從各截（jié）麵看相當於（yú）實際軸（zhóu）線在（zài）一（yī）平麵（miàn）內作簡諧直線（xiàn）運動，而從軸向看各處跳動幅值不同；

③實際上主軸幾何軸線的傾角（jiǎo）擺動為上述兩種的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳（chuán）動誤差

機床傳動鏈的傳動誤差是指傳動鏈中首末兩（liǎng）端傳動元件之（zhī）間的相對運動誤差。

5、工藝係統受力變形

工藝（yì）係統在（zài）切削力、夾（jiá）緊（jǐn）力、重力和慣性（xìng）力等作用下會產生變形，從而破（pò）壞了（le）已調整好（hǎo）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（chǎn）生，並影響加工過程（chéng）的穩定性（xìng）。主要考慮機（jī）床變形、工件變形以（yǐ）及工藝係（xì）統的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工（gōng）軸類零件來講，機床（chuáng）受力變形使加工工件（jiàn）呈兩（liǎng）端粗、中間細的鞍形，即（jí）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（duì）加工孔類零件來講，單獨（dú）考（kǎo）慮機（jī）床或工件的變形，加工後工件的（de）形狀與加工的軸類零（líng）件相反。

（2）夾緊力對加工（gōng）精度的影響

工件裝夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點（diǎn）不當（dāng），使工件產生（shēng）相應的變形，造成的加工誤差。

6、刀（dāo）具（jù）的製造（zào）誤差和磨損

刀（dāo）具誤差對加工精（jīng）度的影響根據刀具的種類不同而異。

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

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

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

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工精度無直接影響，但（dàn）刀具易磨損（sǔn）。

7、加工現場環境影響

加工現場往往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零（líng）件定位麵或定位（wèi）孔位置就會（huì）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（de）金屬屑都會影響到精度。這（zhè）個影響因素會被識（shí）別出來但並無十分（fèn）到位的方法來杜絕，往往對操作員的（de）作業手法（fǎ）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（cā）熱）或外部熱源（環境溫度、熱輻射）產熱使工藝係統受熱而發生變形，從而（ér）影響加（jiā）工精度。在（zài）大型工件加工和精（jīng）密加工中， 工藝係統熱變形引起的加工誤差（chà）占加工總誤差的40%-70%。

工件熱（rè）變形對加工金的（de）的影響包括工件均勻受熱和（hé）工件不均勻受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力

殘餘應力的（de）產生（shēng）：

（1）毛胚製（zhì）造（zào）和熱處理過程（chéng）中產生的（de）殘餘應力；

（2）冷校（xiào）直帶來的殘（cán）餘應力（lì）；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。