CNC數控加工精度詳解及（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結果之間的重（chóng）現性、一致性（xìng）。有可（kě）能精密度高，但（dàn）精確（què）度是不準確的。例如，使用1mm的長（zhǎng）度進行測定得（dé）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。

準確度表示測量結果的正確性，精密（mì）度表示測量結果的重複性和重（chóng）現性，精密度是準確度的前（qián）提條件。

精度的定義

一般說來，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（wèi）能力的辦法很多，更為重（chóng）要的是，不同的國家有不同的規（guī）定。

日本機床生產商：標定“精度”時，通常采（cǎi）用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用（yòng）機（jī）床和普通數（shù）控機（jī）床，JISB6336一（yī）般用於加工中心，JISB6338則一般（bān）用於立式加工中心（xīn）。

當標定一台數控機床的精度時，非常有必（bì）要將其采用的標準一同標注出來。采用JIS標準，其數據比用美國的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏（piān）小（xiǎo）。

同樣的指標，不同的含義

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（bú）同的意義，不同的指標名（míng）卻具有相同的含（hán）義。上（shàng）述4種標準，除JIS標準之外，皆（jiē）是在（zài）機床數控軸（zhóu）上對（duì）多目（mù）標點進行多回合測（cè）量之後，通過數學統計計算出來的，其關（guān）鍵不同點在於:目標點的數量

測（cè）量回合數

從單向還是雙向（xiàng）接近目標點(此點尤為重要)

精度指標及其它（tā）指標的計算方法

這是4種標（biāo）準的關鍵（jiàn）區別點描述，正如人們所期待的，總有（yǒu）一天，所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因此，這裏（lǐ）選擇ISO標準作為基準。下表中對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原理與之基本（běn）一（yī）致。

機械加工產生誤（wù）差的（de）主要原因

1、主軸回轉誤差。主（zhǔ）軸回轉誤差是指主軸各瞬（shùn）間的實際回轉軸線相（xiàng）對其（qí）平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主（zhǔ）軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種（zhǒng）誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌是機床上確定各機（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（de）重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差是指（zhǐ）內聯係的傳動鏈中首末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配（pèi）誤差以及使用過程中的磨損所（suǒ）引（yǐn）起。

4、刀具的幾何誤差。任何刀具在切（qiē）削過程（chéng）中，都不可避免要（yào）產生磨損，並（bìng）由此引起工件尺（chǐ）寸和形（xíng）狀的改變。

5、定位誤（wù）差。一（yī）是基準不重合誤差。在零件圖上用（yòng）來（lái）確定某一表麵尺寸、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加工表麵加（jiā）工後的尺寸、位置所依據的基（jī）準稱（chēng）為工序基準。在機床上對工件進行（háng）加工時，需選擇工件上若幹幾何要素作為加工（gōng）時的定位基準，如果所選（xuǎn）用的定位基準與設（shè）計基（jī）準不重（chóng）合，就會產生基準不重（chóng）合誤差（chà）。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變形產生的誤差。一是工（gōng）件剛度。工藝係統中如果工件剛（gāng）度相對於（yú）機床、刀具、夾具來說比較（jiào）低，在切削力（lì）的作用下，工件由於剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就（jiù）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，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀（dāo）杆剛度很差，刀杆受力變（biàn）形對孔加工（gōng）精（jīng）度就有很大影（yǐng）響（xiǎng）。三是機（jī）床部件剛度。機床（chuáng）部（bù）件由許多零件組成，機床部件（jiàn）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來（lái）測定機床（chuáng）部件剛度。

7、工藝係統（tǒng）受熱變形引起的誤差。工藝（yì）係統熱（rè）變形（xíng）對加工（gōng）精度（dù）的影響（xiǎng）比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時可占工件總（zǒng）誤（wù）差的50%。

8、調整誤差。在機（jī）械加工的每一工（gōng）序中，總（zǒng）要（yào）對工藝係統（tǒng）進行這樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的（de）準確，因而產生調整誤差（chà）。在工藝係統中，工（gōng）件、刀具在機床上的互相位（wèi）置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾（jiá）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（yǐng）響，對加工精度起到決定性的作用（yòng）。

9、測量誤差。零件在加工時或加（jiā）工後進行測量時，由於測量方法、量具精（jīng）度以及工件和主客觀因素都直接影響測量精度。

提高加工（gōng）精度的工藝措施

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（gāo）夾具、量具及工具（jù）本身精度，控製工藝係統受力、受熱（rè）變形、刀具磨損、內（nèi）應力引起的變形、測量誤差（chà）等均屬於直（zhí）接減少（shǎo）原始誤差。為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（bú）同情況對造成加工誤差的主（zhǔ）要原始誤差采取不同的措施解決。對於精（jīng）密零件的加工應盡可能提高所使（shǐ）用精密機（jī）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，則主要是如何減少成形（xíng）刀（dāo）具形狀誤差和刀具的安裝誤（wù）差。這種方法是生產中應用較廣的一種基本方法。它是在查明產生加工（gōng）誤（wù）差的主要因素之（zhī）後，設法消除或減少這些因（yīn）素。例如細長軸的車削，現在采用（yòng）了大走刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起（qǐ）的彎曲變形。若輔（fǔ）之（zhī）以彈簧（huáng）頂（dǐng）尖，則可進一步消除熱變（biàn）形引（yǐn）起（qǐ）的熱伸長的影響。

2、補償原始誤差

誤差補償（cháng）法，是人為地造出一種新的誤差，去（qù）抵消原來（lái）工藝係統中的原始誤差。當原始（shǐ）誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取（qǔ）負值，並盡量使兩者大小相等；或者利（lì）用一種原始誤差去抵消另一種（zhǒng）原始（shǐ）誤差，也是盡量（liàng）使兩者大（dà）小相等，方向相反，從而達到減少加（jiā）工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原始（shǐ）誤差（chà）

誤差轉移（yí）法實質上是轉（zhuǎn）移工藝（yì）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（rú）當機床精度達（dá）不到零件加工要求時（shí），常常不是一味提高機床精度，而是從（cóng）工藝（yì）上或夾具上想辦法，創造條件，使機床的（de）幾何誤差轉移到不影響加工精度的方麵去（qù）。如（rú）磨削主軸錐孔保（bǎo）證其和軸頸的同軸度，不是靠機床主軸的回轉精度來保證，而是靠夾（jiá）具保證。當機床主軸與工件之間用浮動聯接（jiē）以後，機（jī）床主軸的原始誤差就被轉移掉了。

4、均分原始誤差

在加工中，由於毛（máo）坯或（huò）上道工序誤差的存（cún）在，往（wǎng）往造成本工（gōng）序的加工誤差（chà），或者由於工件材料性能改變，或者上道工序的工藝（yì）改變（如毛（máo）坯精化後，把（bǎ）原來的（de）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（hǎo）是采用分組（zǔ）調整均分誤差（chà）的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮（suō）小為原來的1/n，然後按各組分別調整加工。

5、均化原始誤差

對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研（yán）磨工藝。研具本身並不要求具有高精度，但它能在和工（gōng）件做相對運動過程中對工件進（jìn）行（háng）微量切（qiē）削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終（zhōng）使工件達到很高的精度。這種表麵間的摩擦和磨損的過（guò）程，就是誤差不斷減少的過程，這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切（qiē）聯係的表麵相互比（bǐ）較（jiào），相互（hù）檢查（chá）從對（duì）比中找出差異，然（rán）後進行相互修正或互為基準加工（gōng），使工件被加工表麵的誤（wù）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（jun1）化法加工出來的。

6、就地加工法

在加工和裝配中，有些精度問題牽涉到零件或（huò）部件間（jiān）的（de）相互關係，相當複雜，如果一（yī）味地提高零、部件本（běn）身精度，有時不僅（jǐn）困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也（yě）稱自身加工修配法），就（jiù）可能很方便地（dì）解決看起來非常困難的精度問題。就地（dì）加工法在（zài）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。