CNC數控加工精度詳（xiáng）解及解決措施

精密度

指使用同種備用樣品進行重複（fù）測定所得到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密度（dù）高（gāo），但精確度（dù）是不準確的。例如，使用1mm的長度進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，但卻是不準確的。

準確度（dù）表示測量結果的正確（què）性，精密（mì）度表示測量結果的重複性和重現性，精（jīng）密度是準確度（dù）的前提條件。

精度（dù）的定義

一般說來，精度（dù）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（dìng）位能力的辦法（fǎ）很多（duō），更（gèng）為重要的是，不同的國家有不同的規定。

日本機床生產商：標定“精度”時，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用（yòng）機床和普通數控機床，JISB6336一般用於加工中心，JISB6338則一般用（yòng）於立（lì）式加工中心。

當標定一台數控（kòng）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）數據比用美國的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏小。

同樣的指標，不同的含（hán）義

經（jīng）常容易（yì）混淆的是：同（tóng）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（zhǐ）標名卻具有相同的含義。上述4種標準，除JIS標（biāo）準（zhǔn）之外，皆是在機床數控軸上對（duì）多目標點進行多回合測量（liàng）之後（hòu），通過（guò）數學統計計算出來（lái）的，其關（guān）鍵不同點在於:目標點的數量

測量（liàng）回合數

從單向還是雙（shuāng）向接（jiē）近目標點（diǎn）(此點尤為重要)

精度指（zhǐ）標及其它指標的計（jì）算方法

這是4種標準的關鍵區別點（diǎn）描述，正如人們所期待的（de），總有一（yī）天，所有機（jī）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，本文僅涉（shè）及線性精度，因為旋轉精度的計算原（yuán）理與之基本（běn）一致。

機械加工產生誤差的主要（yào）原因

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

2、導（dǎo）軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相（xiàng）對位置關係的基準，也是機床運（yùn）動的基準。導（dǎo）軌的不均勻（yún）磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重（chóng）要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈（liàn）的傳動誤差是指（zhǐ）內聯係的傳動（dòng）鏈中首末兩端（duān）傳動元（yuán）件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由（yóu）傳動鏈中各組成環節的製造和裝配誤差以及（jí）使（shǐ）用過程中的磨損所引起。

4、刀具的幾何（hé）誤差。任何刀具在切削過程中，都不可（kě）避免（miǎn）要產生磨損，並由此引（yǐn）起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位（wèi）誤（wù）差。一是基準不（bú）重合誤差（chà）。在零件圖上用來確定某一表麵尺寸（cùn）、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序（xù）圖上（shàng）用來確定本（běn）工序被（bèi）加工（gōng）表麵加工後的（de）尺寸、位置所依據（jù）的基準稱為工序（xù）基準。在機床（chuáng）上對工件進行加（jiā）工時，需選擇工件上若幹幾何要素作為加工時的定（dìng）位基準，如果所選用的定位基準與（yǔ）設計基準不重合（hé），就會（huì）產生基準不重合誤差。二是定位副製造不準確誤（wù）差。

6、工（gōng）藝係統受力變形產生的誤差。一是（shì）工件剛度。工（gōng）藝係統中如果工件剛度相對於機（jī）床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作（zuò）用下，工件由於剛（gāng）度不足而引起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（chē）刀在（zài）加工表麵法線方向上的剛度（dù）很大，其變形可以忽（hū）略（luè）不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛（gāng）度很差，刀杆受力變形對（duì）孔加工精度就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部（bù）件由許多（duō）零件組成（chéng），機床（chuáng）部件剛度迄今尚（shàng）無合適的（de）簡易計算方法，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較大，特別（bié）是在精密加（jiā）工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時可占工件總（zǒng）誤差的50%。

8、調整誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工藝係統進行這樣或那樣的調整工作（zuò）。由於調整不可能（néng）絕對的準確，因而產生調整誤差。在工藝係統中，工件、刀具在機床上的互相（xiàng）位（wèi）置精度，是通過調整（zhěng）機床、刀具、夾具或工件等（děng）來保（bǎo）證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而（ér）又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工（gōng）精（jīng）度起到決定性的作用。

9、測量誤差。零件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都直接影響測量精（jīng）度。

提（tí）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（dù），提高夾具、量具（jù）及工具本身（shēn）精度（dù），控製工藝係統受力、受熱變（biàn）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（shǐ）誤（wù）差。為了提高機械加工精度，需（xū）對產生加工誤（wù）差的各（gè）項原始誤差進行分析，根據不同情況對造成加（jiā）工誤差的主（zhǔ）要原始誤差采取不同的措施解決。對於（yú）精密零件的加工應盡可能提高所使用精（jīng）密機床的幾何（hé）精度、剛（gāng）度和控製加（jiā）工熱（rè）變形;對具有成形表（biǎo）麵的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形（xíng）狀誤差和刀具的安裝誤差。這種方法是生產中應用較廣的（de）一種基本方法。它是在查明產生加工誤差的主要因素（sù）之後，設法（fǎ）消除或減少這些因素。例如（rú）細長軸的（de）車削，現在采用了（le）大走刀反向車削法，基本消除（chú）了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈（dàn）簧頂尖（jiān），則可進一步消除熱變形引起（qǐ）的熱伸長的影響。

2、補償原始誤差（chà）

誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝係統中的原始誤（wù）差。當原（yuán）始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，並盡量使兩者（zhě）大（dà）小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反（fǎn），從而達到（dào）減少（shǎo）加工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原（yuán）始（shǐ）誤差

誤差（chà）轉移法實質上是轉移工藝係統的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉移（yí）法的實例很多。如當機床精度（dù）達（dá）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（yì）上或夾具上想辦法，創造條件，使機（jī）床的幾何誤差轉移到（dào）不影響加工精度的方麵去。如磨削（xuē）主軸錐孔保證其和（hé）軸頸的（de）同軸度（dù），不是靠機床主軸的回轉精度來保證，而是靠夾具保證。當機床主軸與工件之間用浮動聯接以後，機（jī）床主軸（zhóu）的原始誤（wù）差就被轉移掉了。

4、均分原始誤差

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

5、均（jun1）化原始誤差

對配合精度要求很高的（de）軸和孔，常（cháng）采用研磨（mó）工藝。研具（jù）本身（shēn）並不要求具有高精度，但它能在和工件做相對（duì）運動過程中對工（gōng）件進行微量切削（xuē），高點（diǎn）逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最（zuì）終使工件（jiàn）達到很高的精度。這種表麵間的摩擦和磨損的過程，就是誤（wù）差不（bú）斷減少的過程，這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切聯係的表麵相互比較（jiào），相互檢查從對比中找出差異，然（rán）後（hòu）進行相互修正或互為基準加工，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（gōng）出來的。

6、就地加工法

在加（jiā）工和裝配中，有些精度問題牽涉到零件（jiàn）或部件（jiàn）間的相（xiàng）互關係，相當複雜，如果一味地提高零、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（zì）身加工修配法），就可能很方便地解決看（kàn）起來非（fēi）常困難的精度問（wèn）題。就地加工法在機（jī）械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。