​CNC數控加工精度詳解及解決措施

精密度

指使用同種（zhǒng）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（yǒu）可能精密度高，但精確度是（shì）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（wéi）1.051mm、1.053、1.052，雖然它（tā）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，精密度表示（shì）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（jiàn）。

精（jīng）度的定義

一般說（shuō）來，精度是指機床將（jiāng）刀尖點定位至（zhì）程序目標點的能力。然（rán）而，測量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的（de）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（biāo）準。JISB6201一般用於通用機床和普通數控機床，JISB6336一般用於加工中心，JISB6338則一般用於（yú）立式加工中（zhōng）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（chū）來。采用JIS標準，其數據比用美國的NMTBA標準或德國VDI標準（zhǔn）明顯偏小。

同樣的指標，不同的含義

經常容（róng）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（bú）同的（de）指標名卻具有相同的含義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在機床（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的，其（qí）關鍵不同點在於:目標點的數量

測量回（huí）合數

從單向（xiàng）還是雙向接近（jìn）目標（biāo）點(此點尤為重要)

精度（dù）指標及其它指標的計算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如人們所期待的，總有一天，所有機床生產商都（dōu）統一遵循ISO標準。因（yīn）此，這裏選擇ISO標準作為（wéi）基準。下表（biǎo）中對4種標準進行了比較，本文僅涉及線性精度，因為旋轉精度的計算（suàn）原理（lǐ）與之基本一致。

機械加工產生誤差的主要原因

1、主軸回轉（zhuǎn）誤差。主軸回（huí）轉誤差（chà）是指主軸各瞬間的實（shí）際回轉軸線相對其平均（jun1）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（duàn）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、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌（guǐ）是（shì）機床上確定各機床部（bù）件相對位置關（guān）係的基準，也是機床運動的基準（zhǔn）。導軌的不（bú）均勻磨損和安（ān）裝質量，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（liàn）中首末（mò）兩端傳動元件之間相對運動的（de）誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和裝配誤差以及使用過程中的磨損所引起。

4、刀具的（de）幾何誤差。任何刀具在切削過程中，都（dōu）不可避（bì）免要（yào）產生磨損，並由此引起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位誤（wù）差。一是基準（zhǔn）不（bú）重合誤（wù）差。在零件圖上用來確定某一表麵（miàn）尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被（bèi）加工表麵加工後的尺寸、位置所依據的基準稱為工序（xù）基準。在機床上（shàng）對工件進行加工時，需選擇工件上若幹幾何要素（sù）作為加工時的定（dìng）位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會（huì）產生基準不重合誤差。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝（yì）係（xì）統受力變形（xíng）產生（shēng）的誤（wù）差。一是工件剛度。工藝（yì）係統中如果工件剛度相對（duì）於機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，工件由於（yú）剛度不足而引（yǐn）起的變形對加（jiā）工精度的影響就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛度（dù）很大，其（qí）變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差，刀杆（gǎn）受力變形對孔加工精（jīng）度（dù）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無合適的簡易計算方法，目前主要還是用實驗方法（fǎ）來測定機床部件剛（gāng）度。

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

8、調（diào）整誤差。在機械加工的每一工序中（zhōng），總要對（duì）工藝（yì）係（xì）統進行（háng）這樣或那樣的調整工作（zuò）。由（yóu）於調整不可能絕對的準確，因而產生調整（zhěng）誤差。在工（gōng）藝係統中，工件、刀具在（zài）機（jī）床上的互相位（wèi）置精度，是通過調（diào）整機床、刀具、夾具或工件等（děng）來保證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的（de）原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

9、測（cè）量誤差。零（líng）件在加工時或加工後進行測量時，由（yóu）於測量（liàng）方（fāng）法（fǎ）、量具精度以及工件和主客（kè）觀因素都直接影響測（cè）量精度。

提高加工精度的工藝措施（shī）

1、減少原（yuán）始誤（wù）差（chà）

提高（gāo）零件加工所使用機床的幾何精度，提高夾具、量具及工具本身（shēn）精度，控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨（mó）損、內應力引起的變（biàn）形、測量誤差等均屬於直接減少原始（shǐ）誤差。為（wéi）了提高機械加工精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根據不同情況對（duì）造成加工（gōng）誤差的主要（yào）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（gāo）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件加工，則主（zhǔ）要是如何減（jiǎn）少成（chéng）形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種方法是生（shēng）產中應（yīng）用較廣的一種基（jī）本方（fāng）法。它是在（zài）查明產生加工誤差的主要因（yīn）素之後，設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，現在采用了（le）大走刀反向車削法，基（jī）本消（xiāo）除了軸向切削力引起的彎曲變形（xíng）。若輔之（zhī）以（yǐ）彈簧（huáng）頂尖（jiān），則（zé）可進一步消除（chú）熱（rè）變形引起的熱伸（shēn）長的影響。

2、補償（cháng）原始誤差

誤差補償法，是人（rén）為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝係統（tǒng）中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為的誤差就（jiù）取正值（zhí），反之，取（qǔ）負（fù）值，並（bìng）盡量（liàng）使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵（dǐ）消另一（yī）種原始誤差，也是盡（jìn）量使（shǐ）兩（liǎng）者大（dà）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（de）。

3、轉移原始誤差

誤差（chà）轉移法實（shí）質上是轉移（yí）工（gōng）藝係統的（de）幾（jǐ）何誤差（chà）、受力變形和熱變形等。誤差轉移法（fǎ）的實例很多。如當機床精度達不到（dào）零（líng）件加工要（yào）求時，常（cháng）常不是一味提高機床精度，而是從工藝上或夾具上想辦（bàn）法，創造條件，使機（jī）床（chuáng）的幾何誤差轉移到（dào）不（bú）影響加工精度的方麵（miàn）去。如磨削主軸（zhóu）錐孔保（bǎo）證（zhèng）其和軸頸（jǐng）的同軸（zhóu）度（dù），不是靠機床主軸的回轉精度來保證，而是靠夾具保（bǎo）證。當機床主軸（zhóu）與工件之間用（yòng）浮動聯接以後，機床主（zhǔ）軸的原始誤（wù）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（wù）差的存在，往往造成本工序的加工（gōng）誤差，或者由於工件材料性能改變，或者上（shàng）道工序（xù）的（de）工藝改變（如毛坯精化後，把原來的切削加工工序（xù）取消），引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題，最好是采用分（fèn）組（zǔ）調整均分誤（wù）差的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均（jun1）分為n 組，每組毛坯誤差範圍（wéi）就（jiù）縮小（xiǎo）為原來的1/n，然後按（àn）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軸和孔，常采（cǎi）用研（yán）磨工藝（yì）。研具本身（shēn）並不要求具有高精度，但（dàn）它能（néng）在和工件做相（xiàng）對運動過程中對（duì）工件進行（háng）微量切削，高點逐漸被（bèi）磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度（dù）。這種表麵間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程，這就是誤差均化法（fǎ）。它的實質就是利用有密切聯係的表麵相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然後（hòu）進行相互修正或互為基（jī）準加工（gōng），使工件被加工表麵的誤差不斷縮（suō）小和均化。在生產中，許多精密基準件（如平（píng）板（bǎn）、直尺等）都（dōu）是利用誤差均化法加（jiā）工出來的。

6、就地加工法

在加工和裝配中，有些精度問題（tí）牽涉到零件或部件間的相互（hù）關係，相當複（fù）雜（zá），如果一味地提（tí）高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚（shèn）至不可能，若采用就地加工法（fǎ）（也稱自身加工修配法），就可能很方（fāng）便地（dì）解（jiě）決看起來非常困難的精度問（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。