CNC數控加工精度詳解及解（jiě）決措施

精密度

指使用同種（zhǒng）備用樣品進行重（chóng）複測定所得到的結果之（zhī）間的重現性、一致（zhì）性。有可能精密度高，但精確度是不準確的。例如，使用1mm的長度進行測定得到的三個（gè）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（de）正確性，精密度表示（shì）測量結果的重複性（xìng）和重現性（xìng），精密度是準確度的前提條件（jiàn）。

精度的（de）定義

一般說（shuō）來，精度（dù）是指（zhǐ）機床將刀尖點定位（wèi）至程序目標點的能力。然而，測量這種定位能力的辦（bàn）法（fǎ）很多，更為重要的是，不同的國家有不同的規定。

日（rì）本機床（chuáng）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則一般用於立（lì）式加工中心。

當（dāng）標定一台數控機床的（de）精度時，非常有必要將其采用的標準一（yī）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（xiǎn）偏小。

同樣的指標，不同的含義

經常容（róng）易混淆的是（shì）：同（tóng）樣的指標名（míng）在不（bú）同的精（jīng）度標準中代表不同的（de）意義，不同的（de）指標名卻具有相（xiàng）同（tóng）的含義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在（zài）機床數控軸上對多目標點進行多回合（hé）測量之後，通過數學統計計算出來的，其關鍵不同點在於:目（mù）標點（diǎn）的數量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此點尤為重要)

精度指標及其它指標的計（jì）算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如人們所期待（dài）的，總有一天，所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因此，這（zhè）裏選擇ISO標準作為基（jī）準。下表中對4種標準進行了比較，本文（wén）僅涉及線（xiàn）性精度，因為旋轉精度的（de）計算原理與之基本一致。

機械加工（gōng）產生誤差的主要原因

1、主軸回轉誤（wù）差（chà）。主軸回轉誤差是（shì）指主軸各（gè）瞬間的（de）實際回轉軸線相對其平（píng）均回轉軸（zhóu）線（xiàn）的變動（dòng）量。產生主軸（zhóu）徑向回轉誤差的（de）主要原因有（yǒu）：主軸幾段軸頸（jǐng）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（dǎo）軌是機床上確定各機（jī）床部件相對位置（zhì）關係（xì）的基準，也是機床運動的基準。導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素（sù）。

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（jiàn）之間相對運動的誤差。傳動誤（wù）差是由（yóu）傳動（dòng）鏈中各組成環節的製（zhì）造和裝（zhuāng）配誤差以及使用過程中的磨損所引起。

4、刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過（guò）程中，都不可避免要產生磨損，並由此引起工件尺寸和形（xíng）狀的改變。

5、定位誤差。一是基準不重合誤差。在（zài）零件圖上用來確定某一表麵（miàn）尺寸、位（wèi）置所依（yī）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工後的尺寸、位置所依據的基準稱為（wéi）工序（xù）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為加工時的定位基準，如果所選用的（de）定位基準與設（shè）計基準不重合，就會產生基準不重合誤差（chà）。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統（tǒng）受力變形產生的誤差。一是工件剛（gāng）度。工藝係統中如果工件剛度相對於機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的（de）作用下，工（gōng）件由於（yú）剛度不足而引（yǐn）起的變形對加工精度的影響就比（bǐ）較大。二（èr）是刀具剛度（dù）。外（wài）圓車刀在加工表（biǎo）麵法線方（fāng）向上（shàng）的剛（gāng）度很大，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆（gǎn）剛度（dù）很差，刀杆受力變形對孔加工精度就有很大影響。三是機床部件（jiàn）剛度。機床部件由許多零件組成（chéng），機床部件剛度迄今（jīn）尚無合適的簡易計算方法，目（mù）前主要還是用實驗方（fāng）法來測定機床部件剛度。

7、工藝係統受熱變形引起的誤差。工藝係統（tǒng）熱變形對加工精（jīng）度的影響比較大，特別是（shì）在精密加工和大件（jiàn）加工中，由（yóu）熱變形所（suǒ）引（yǐn）起的加工誤差有時可（kě）占工件總誤（wù）差（chà）的50%。

8、調整誤差。在機械加工的每一工序中，總要（yào）對工藝係統進行這樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的準確，因（yīn）而產生調（diào）整誤差。在工藝（yì）係統中，工件、刀具在機床上的互（hù）相位（wèi）置精度，是通過調整（zhěng）機床、刀具、夾具或（huò）工件（jiàn）等來保證的。當機床、刀具、夾具（jù）和工件毛坯等的原始精（jīng）度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤（wù）差的影響，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（liàng）時，由於（yú）測量（liàng）方（fāng）法、量具精度以及（jí）工件和主（zhǔ）客觀因素都直（zhí）接影響測量精度。

提高加工精度的工藝措施（shī）

1、減少原始誤差

提高零件加工所使用機床的（de）幾何精度，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（xíng）、刀具磨損、內（nèi）應力引起的（de）變形、測量誤差等均屬於直接減（jiǎn）少原（yuán）始誤差。為（wéi）了提高機械加工精度，需對產生加工誤差的各項（xiàng）原始（shǐ）誤差（chà）進行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施（shī）解決（jué）。對於精密零件的加工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件加工，則主要是如何減（jiǎn）少成形刀具形狀誤差（chà）和刀具的安裝誤差。這種方法是（shì）生產中應（yīng）用較廣的一種基本方法。它是在查明產生加工誤差（chà）的主要因素之後，設法消除或減少這些因素。例如細長（zhǎng）軸的車削，現在采用了大走刀反向車削法，基本消除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的熱（rè）伸（shēn）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）抵消原來工藝係統中的原始誤（wù）差。當原始誤差是負值時人為的誤差就取正（zhèng）值，反之（zhī），取負值，並盡量（liàng）使兩者大小相等；或者利用一種原始誤（wù）差去（qù）抵消（xiāo）另一種原始誤差，也是盡量使兩（liǎng）者大小相等，方向（xiàng）相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移（yí）原始誤差

誤差轉移法實質上（shàng）是轉移（yí）工藝係（xì）統的幾何（hé）誤差、受（shòu）力變形和（hé）熱變形等。誤差轉移法的實例（lì）很多。如當機床精度達不到零件加工要求（qiú）時，常常（cháng）不是一味提高機床精度，而是從工藝上或（huò）夾具上想辦法，創造條件，使機床的幾（jǐ）何（hé）誤（wù）差轉移到不影響加工精度的（de）方麵去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的（de）同軸度，不（bú）是靠機床主軸的回（huí）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（yǐ）後，機床主軸的（de）原始誤（wù）差就被轉移掉了（le）。

4、均分原始誤差

在加工中，由於毛坯或上道工序誤差的存（cún）在，往往（wǎng）造成本工序（xù）的加工誤差，或（huò）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（qiē）削加工工序取消），引起原（yuán）始誤差發生（shēng）較大的變化。解決這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦（bàn）法。這（zhè）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（wù）差範圍（wéi）就縮小（xiǎo）為（wéi）原來的1/n，然（rán）後按各（gè）組分別調（diào）整加工。

5、均（jun1）化原始（shǐ）誤差

對配合精度要求很高的軸和（hé）孔，常采用研磨（mó）工藝。研具本（běn）身並不要求具有（yǒu）高精度，但它能在和工件做相對運動（dòng）過程中對工件進行微（wēi）量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模（mó）具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表麵間的摩擦和（hé）磨損的過程，就（jiù）是誤差不斷減少的過程，這就是誤（wù）差均化法。它的實質就是（shì）利用有密切聯係的表麵相互比較，相互檢查從對比中找（zhǎo）出差異，然（rán）後進行相互修正或互為基準加工，使工件被（bèi）加工（gōng）表麵的誤差不（bú）斷縮小和均化。在生產中，許多精（jīng）密基準件（如平板、直尺等（děng））都是利用誤差均化（huà）法（fǎ）加工出來的。

6、就地加工法

在加工和裝（zhuāng）配中，有些精度問題牽涉到（dào）零件或部件間的相互關係，相當複雜，如果（guǒ）一味（wèi）地提（tí）高（gāo）零（líng）、部（bù）件本身精度，有（yǒu）時不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身加工修配法），就可能很方便地解決看起來非（fēi）常困難的精度問題。就地加工（gōng）法在機械零件加工中（zhōng）常用來作為保證零件（jiàn）加工精度的有（yǒu）效（xiào）措施。