​CNC數控（kòng）加工精度詳解（jiě）及解決措施

精密（mì）度

指使用同種備用樣品進行重複測（cè）定所得到的結果之（zhī）間（jiān）的重現性、一致性。有可（kě）能精（jīng）密度（dù）高，但精確度是（shì）不準確的。例如，使用1mm的長度（dù）進行測定得到的三（sān）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（guǒ）的正確性，精密度表示測（cè）量結果的重複性和重現性，精密度是準確度的（de）前提條件。

精度（dù）的定義

一（yī）般說（shuō）來，精度是指機床將刀尖（jiān）點定位至（zhì）程序目標點的能力。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。

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

當標定一台數控機床的精度時，非常（cháng）有必要將其采用的標準一（yī）同標注出來。采用JIS標準，其數（shù）據比用（yòng）美國的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏小。

同（tóng）樣（yàng）的（de）指標，不同的含義

經常容易混淆的是：同樣（yàng）的指標名在不同的（de）精度標準中代表（biǎo）不同的意義，不同的指（zhǐ）標名卻具有相（xiàng）同的含義。上述4種（zhǒng）標準，除JIS標準之外，皆（jiē）是在機床數控軸上對多目（mù）標點進行多回合測量之（zhī）後，通（tōng）過數學統計計算出來的，其關鍵不（bú）同（tóng）點在於:目標點（diǎn）的數量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此點尤（yóu）為重要)

精度指標及其它指標的計算方法

這是4種標準的關鍵（jiàn）區別點描述，正（zhèng）如人們所期待的，總有一天，所（suǒ）有機床（chuáng）生產商都統一遵循ISO標準。因此，這裏選擇ISO標準作（zuò）為基準。下表中對4種標準進（jìn）行了比較，本文僅涉及線性（xìng）精度，因為旋轉精度的計算原理與（yǔ）之基本一致。

機械加工產生誤差的（de）主要原因

1、主軸回轉誤差。主軸（zhóu）回轉誤差（chà）是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對（duì）其平均回轉軸線的（de）變動量。產生主軸徑向回轉（zhuǎn）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（de）各種誤差、軸承之間的同軸度誤（wù）差、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌是機（jī）床上確定各機床（chuáng）部件相對位（wèi）置（zhì）關係的基準，也是機床運動的基準。導軌的不均勻（yún）磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因（yīn）素。

3、傳動鏈誤差（chà）。傳動鏈的傳動誤差是（shì）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誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環（huán）節的製造和（hé）裝配誤差以及（jí）使用（yòng）過程中的磨損所引起。

4、刀具的（de）幾何誤差。任（rèn）何刀具在（zài）切削過程中，都不可避免要產（chǎn）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（jī）準不重合（hé）誤差。在零件圖上用來確定某一表麵尺（chǐ）寸、位（wèi）置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確（què）定本工序被加工表麵加工後的尺寸、位置所依據的（de）基準稱為工序基準。在（zài）機床上對工件進行加（jiā）工時，需選擇工件（jiàn）上若（ruò）幹幾何要素作為加工時的定位基（jī）準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生（shēng）基準不重合誤差（chà）。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變形產（chǎn）生的誤差。一是工件剛度。工藝係（xì）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（yòng）下，工件由於剛度不足（zú）而引（yǐn）起（qǐ）的變形對加工精度（dù）的影響就比較大。二是（shì）刀具剛度。外圓車刀在加工表麵法線（xiàn）方向上（shàng）的剛度（dù）很大，其變形（xíng）可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差，刀杆受力變形對孔加工精度就有很大（dà）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（jì）算方法，目（mù）前主要還是用（yòng）實驗方法來（lái）測定機床部（bù）件剛度。

7、工藝（yì）係統受熱變（biàn）形引起的誤差。工藝係統熱變形對加（jiā）工精度的影響比較大，特別（bié）是在精密加工和大件加工中，由（yóu）熱變形所引起的加工誤（wù）差有時可占工件總誤差的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（jìn）行這（zhè）樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的準確，因而產生調整誤差（chà）。在工藝（yì）係統中，工件、刀（dāo）具在機床（chuáng）上的互相位置精度，是通過調（diào）整機床（chuáng）、刀具、夾（jiá）具或工件等來保證（zhèng）的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯（pī）等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態（tài）因（yīn）素時，調整誤差的（de）影響，對（duì）加工精度起到決定性（xìng）的作用。

9、測量誤差。零件在加工時或加工後進行測量時（shí），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（cè）量精（jīng）度。

提高加工精度的工藝措（cuò）施

1、減少原始誤差

提高零件加工所使用（yòng）機床的幾何（hé）精度，提高夾具、量具及工具本身精度，控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接減少（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（chà）進行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主（zhǔ）要原始誤差采取（qǔ）不同的措施解決（jué）。對於精密零件的加（jiā）工應盡可能提高所使用（yòng）精（jīng）密（mì）機床的幾何精度、剛度和控製加工熱（rè）變形;對（duì）具有（yǒu）成形表麵的零（líng）件（jiàn）加工，則主要是如何減少（shǎo）成形刀具形狀（zhuàng）誤差和刀（dāo）具的安（ān）裝誤差。這種方法是生（shēng）產中應用較廣（guǎng）的一（yī）種基本方法。它是在（zài）查明產生加工誤差的（de）主要因素（sù）之後，設（shè）法消（xiāo）除或減少（shǎo）這些因素。例（lì）如細（xì）長軸的車削，現在采用了大（dà）走刀反向車削法，基本消（xiāo）除了（le）軸向切削力引起的（de）彎曲變（biàn）形。若輔之以彈（dàn）簧頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2、補（bǔ）償（cháng）原始誤差

誤差補（bǔ）償（cháng）法，是人為地造出一種（zhǒng）新的誤差，去抵消原來工藝係（xì）統中的（de）原始誤差。當（dāng）原始誤（wù）差是負值時人為（wéi）的誤差就取正值，反（fǎn）之（zhī），取負值，並盡量使兩者大小相等；或者利用一（yī）種原始誤差去抵消另一（yī）種原始誤差，也是盡量使兩（liǎng）者（zhě）大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原始誤差（chà）

誤差轉移（yí）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。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度達（dá）不到零（líng）件加工要求時，常（cháng）常不（bú）是一味提高機床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響加工精（jīng）度的方麵去。如磨削主（zhǔ）軸錐孔保證其和軸頸的同軸度（dù），不是靠機床主軸（zhóu）的回轉精度來保證，而（ér）是靠夾具保證。當機床主軸與工件（jiàn）之間用浮動聯接以後，機床主軸的原始誤差（chà）就被轉移掉了。

4、均分原始誤差

在加工中，由（yóu）於毛坯或上道工序誤差的存在，往往造成本工序的加（jiā）工誤差，或者由於工件材料（liào）性能改變（biàn），或者上（shàng）道工序的工藝改變（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（shēng）較大（dà）的變化（huà）。解決這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。這種辦（bàn）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小（xiǎo）為原來（lái）的1/n，然後按各組分別調整加工。

5、均化（huà）原（yuán）始誤差

對配合（hé）精度（dù）要求很（hěn）高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身（shēn）並不（bú）要求具有高（gāo）精度，但它能在和工件做相對運動過程中對工件（jiàn）進行微（wēi）量切削（xuē），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的精度。這種表麵間的摩擦（cā）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。它的實質就是利用有密切聯係的（de）表麵相互比較，相互（hù）檢查從對比中找出差異，然後進行相互修正（zhèng）或互為基準加工，使工件被加（jiā）工表麵的誤差不斷縮小（xiǎo）和均化。在生產中，許多精密基準（zhǔn）件（如平板、直尺等）都是利用誤差均化法加工出（chū）來的。

6、就（jiù）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，如果一（yī）味地提高零、部件本身精度（dù），有時（shí）不僅困難，甚至不可能，若采用就地（dì）加工法（也稱自身加工修配法），就可能很方便地解決看起（qǐ）來非常困難的精度問（wèn）題。就地加工法在機械零件加工中（zhōng）常用來作為（wéi）保證零件加工精度的有效措施。