​CNC數控（kòng）加工精度詳解及（jí）解決措施

精密度

指使用同種備用樣品進行重複測定所得到的（de）結果之（zhī）間的重現性、一致性（xìng）。有可（kě）能精密度高，但（dàn）精確度是不準確的。例如，使用1mm的長度進行測（cè）定得到的三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖（suī）然它們的精密度高，但卻是不準確的（de）。

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

精度的定義（yì）

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

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（yú）通用機（jī）床和普通數控機床，JISB6336一般用於加工中心（xīn），JISB6338則一（yī）般用於立式加工中心（xīn）。

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

同樣（yàng）的指標（biāo），不同的含義（yì）

經常容易混淆的是：同樣的指標名在不同的精度標準中代（dài）表不同的意義，不同的指標名卻具有相同的（de）含義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在機床數（shù）控軸上對（duì）多目標點進行多回合測量之後，通過數學統計計算出（chū）來的，其關鍵不同點在於:目標點的數量

測量回（huí）合數

從單向還是（shì）雙向（xiàng）接近（jìn）目標點(此點尤為重要（yào）)

精度指標及其它指標的計算方法

這是4種（zhǒng）標準的關鍵區別點描述，正如人們所期待的，總有一天，所有機床生產（chǎn）商都統一遵循ISO標準。因此，這裏選擇ISO標準作為基準。下表中對4種標準（zhǔn）進行了比（bǐ）較（jiào），本文僅涉及線性精度，因為旋轉精（jīng）度的計算（suàn）原理與之基本一致（zhì）。

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（zhǔ）軸各瞬間的實際回轉軸線相（xiàng）對其平均回轉軸線（xiàn）的變動量。產生主軸徑（jìng）向（xiàng）回（huí）轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主（zhǔ）軸撓度等。

2、導軌誤差（chà）。導軌（guǐ）是機床上確定各機床部件相對位置關係的基準，也是（shì）機床運動的基準。導軌（guǐ）的不均（jun1）勻磨（mó）損和安裝質量，也是造成導（dǎo）軌誤差的重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動（dòng）鏈的傳動誤差是指內聯係的（de）傳動鏈中（zhōng）首（shǒu）末（mò）兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和裝（zhuāng）配（pèi）誤（wù）差以及使用過程中的磨損所引起。

4、刀具的（de）幾何誤差。任何（hé）刀具在切削（xuē）過程（chéng）中，都不可避免要產生（shēng）磨損，並由此引起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位誤差（chà）。一是基準不重合（hé）誤差。在零件圖上用來確定某一（yī）表麵尺寸、位置所依據的（de）基準稱（chēng）為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表麵（miàn）加工後的尺寸（cùn）、位置所依據的基準稱（chēng）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要素作（zuò）為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準（zhǔn）與設計（jì）基準不（bú）重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變形（xíng）產生的誤差。一是工件剛度。工藝（yì）係統中（zhōng）如果工件剛（gāng）度相對（duì）於機床、刀具、夾具來說（shuō）比較低，在切削力的（de）作用下，工件由於剛度不足而引起的變形（xíng）對加工（gōng）精度的影響就比較大。二是刀具剛度。外圓車（chē）刀（dāo）在加（jiā）工表麵法線方向上的剛度很大，其變（biàn）形可（kě）以忽（hū）略不計。鏜直徑較小（xiǎo）的內孔，刀（dāo）杆剛（gāng）度（dù）很差（chà），刀杆受（shòu）力變形對孔加工精度就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚（shàng）無合（hé）適的簡易計（jì）算（suàn）方法，目前主（zhǔ）要還是用實（shí）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差。工藝（yì）係統熱變形對加工精度的影響比較大，特（tè）別（bié）是在精密加工和大件加工（gōng）中，由（yóu）熱變形所引起（qǐ）的（de）加工誤差有時可占工件總誤差的50%。

8、調整誤差（chà）。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（diào）整工作（zuò）。由於（yú）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、刀具在機床上的互（hù）相位置精度，是通過（guò）調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾具和工件（jiàn）毛坯等的原始（shǐ）精度都達（dá）到工藝（yì）要求而又不考慮動態因素時（shí），調整誤差（chà）的影響，對加工精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（gōng）件和主客觀因素都直接影響測量（liàng）精度。

提高加工精度的工藝措（cuò）施

1、減少原（yuán）始誤差

提高（gāo）零件加工所使用機床的幾何精度，提（tí）高夾具、量具及工具本身精度，控製工藝係統（tǒng）受力（lì）、受熱變形、刀具（jù）磨損、內應力引起的變形（xíng）、測量誤差等均屬於直接減少原始誤（wù）差。為了提高機械加工精度，需對產生加（jiā）工誤差的（de）各項原始誤差進行分析，根據（jù）不同情況對造成加工誤差的（de）主要原始誤差采（cǎi）取不同的措施解決。對於精密零件的加工（gōng）應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控製加工熱變形;對具有成形表麵的零（líng）件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤（wù）差和刀具的安裝誤差（chà）。這種方法是生產中應用較廣的一種基（jī）本方法。它是在查明產生加工誤（wù）差的主要（yào）因素之後（hòu），設法消除（chú）或減少這些因素（sù）。例如細長軸的車削，現（xiàn）在采用了大（dà）走刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起的彎曲（qǔ）變形。若輔之以彈簧頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2、補償原始誤（wù）差

誤差補償法，是人為地造出一種（zhǒng）新的（de）誤差，去（qù）抵消原來工藝係統中的原始誤差。當原始誤（wù）差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值（zhí），並盡（jìn）量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一（yī）種原始誤差，也是盡量使兩（liǎng）者大小相等，方向相反，從（cóng）而達到減少加工誤差，提（tí）高加工精度的（de）目的（de）。

3、轉移原始（shǐ）誤差

誤差轉移法實質上是轉移工（gōng）藝係統的幾何誤（wù）差、受力變形和熱（rè）變形等。誤差轉（zhuǎn）移法的實例（lì）很多。如當機床精度達不到零件加工要求時，常（cháng）常不是一味提高機床精度，而是從工藝（yì）上或夾具（jù）上想辦法，創造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影（yǐng）響加工精度的方麵去。如磨削主軸錐孔保證其和（hé）軸頸的同軸度，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（chuáng）主軸與工件之間用（yòng）浮動聯接以後，機床主軸的（de）原始誤（wù）差就（jiù）被轉移掉了（le）。

4、均分原始誤差

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

5、均化（huà）原始誤差

對配合（hé）精（jīng）度要求很高的軸和孔，常采（cǎi）用研磨工藝。研具本身（shēn）並不（bú）要求具有高精度，但它能在和工件做（zuò）相對運動過程中對工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高（gāo）的精度（dù）。這種表麵（miàn）間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷（duàn）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（biǎo）麵相互（hù）比較，相互檢查從對比中找出差異，然後進行（háng）相互修正或互為基準加工，使工件（jiàn）被加工表麵的誤差不斷（duàn）縮小和（hé）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（jiā）工出來（lái）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（jiàn）或部件間的相互關係，相當（dāng）複雜（zá），如（rú）果一（yī）味地提高零、部件本身精（jīng）度，有時不僅困難，甚至不（bú）可能，若采用就地加工法（也稱自身加工修（xiū）配法），就（jiù）可能很方（fāng）便地解決看起來非常困難的精度問題。就（jiù）地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。