​CNC數控加工精度（dù）詳解及解決措施

精密度

指使用（yòng）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（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（dé）到的三個結果分別為（wéi）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（de）正確性，精密度表示測（cè）量結果的重複性和重現性（xìng），精密度是準確度的前提條件。

精度的定義（yì）

一（yī）般說來（lái），精度是指機床將刀尖（jiān）點定位至程序目（mù）標點的能力。然而，測量這種定位能力的辦法（fǎ）很多，更為重要的是，不同的國家有不同的規定。

日本機床（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（jī）床和普通數控機床（chuáng），JISB6336一般用於加工中心，JISB6338則一般用於立式加工中心。

當標定一台數控機床的精度（dù）時，非常有必要將其采用的標準（zhǔn）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標準明顯偏小。

同樣的指標，不同的（de）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同的意義，不同的指標名卻具有相（xiàng）同的含義。上述4種標準，除JIS標（biāo）準之外，皆是（shì）在機床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（suàn）出來的，其關鍵不同點在於:目標點的數量

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（zhǐ）標的計（jì）算方法

這是4種標準的關鍵區（qū）別（bié）點描述，正如人們所期待的，總有一天（tiān），所有機床（chuáng）生產商都統一遵（zūn）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一（yī）致。

機（jī）械加工產生誤差的主要原（yuán）因

1、主軸（zhóu）回轉誤差（chà）。主軸回轉誤差是指（zhǐ）主軸各瞬間的實際回轉軸（zhóu）線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回（huí）轉誤差的主要原（yuán）因有：主軸幾（jǐ）段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤（wù）差、軸承之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

2、導軌誤差（chà）。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關係的基準，也是機床運（yùn）動的基準。導軌的（de）不均（jun1）勻磨損和安裝質量（liàng），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（wù）差是指內（nèi）聯係的傳動鏈中首末兩端傳動元件之（zhī）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（pèi）誤差以及使用過程中的磨損所引起（qǐ）。

4、刀具的幾何誤差。任（rèn）何刀具在切削過程（chéng）中，都不（bú）可避（bì）免要產生磨損，並由此引起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位誤差。一是基準不重合誤（wù）差。在零件圖上用來確定某一表麵尺寸（cùn）、位置所依據的基準稱為設計基準（zhǔn）。在工序（xù）圖上（shàng）用來確定本工序被加工表麵加工後（hòu）的尺寸、位置所依（yī）據的基準稱為工序基準。在（zài）機床上對工件進行加（jiā）工時，需選擇工件上若幹幾何要素作為加工（gōng）時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重（chóng）合誤（wù）差。二是定位副製造不準確誤差（chà）。

6、工藝係（xì）統受力變形產生的誤差。一是（shì）工件剛度。工藝（yì）係統中如果工件（jiàn）剛度相對於機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用（yòng）下，工件由於剛（gāng）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（dù）。外圓車刀在加工表麵法線方向上（shàng）的剛度很大，其變（biàn）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（shòu）力變形對孔加工精度（dù）就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部件由許（xǔ）多零件組成，機床部件剛度迄今尚無（wú）合（hé）適的簡易計（jì）算方法，目前主要還是用（yòng）實驗方法來測定機床部件剛（gāng）度。

7、工藝係（xì）統受熱變形引起（qǐ）的誤差。工藝係統熱變形對加工精（jīng）度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱（rè）變形所引起的加工誤差有時可占工（gōng）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（xì）統（tǒng）進行（háng）這樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的準（zhǔn）確，因而產生調整（zhěng）誤差。在工藝係統中，工件、刀（dāo）具在機（jī）床上的互相位置精度，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、夾具和工件毛坯等的原（yuán）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（yòng）。

9、測量誤差。零件在加工時或加工後（hòu）進行測量時，由於測量方法、量具精度以及（jí）工件和主客（kè）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、減少原始誤差

提高零件加工所使用機（jī）床的幾何（hé）精度，提高夾具、量具及工（gōng）具本身（shēn）精度（dù），控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起（qǐ）的變形、測量誤差等均（jun1）屬於直接減少原始誤差（chà）。為了提高機械加工精（jīng）度，需對產生加（jiā）工誤差的各項原（yuán）始誤差進行分析，根（gēn）據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取（qǔ）不同的措施解決。對於精密零件的加工應盡（jìn）可能提高所使用精密機床的（de）幾何精度、剛度和控製加工熱（rè）變形（xíng）;對具有成形表麵的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的（de）安裝誤差。這種方法（fǎ）是生產中應用較廣的一種基本方法（fǎ）。它是在查明產生加工誤差的主要因素之後，設法消除或減（jiǎn）少（shǎo）這些因（yīn）素。例如細長軸的車削，現在采用了（le）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。若輔之以彈簧頂尖，則可進一步消除熱變形引起的（de）熱伸長的影響。

2、補償原始（shǐ）誤差

誤差補償法，是人為地（dì）造出一種（zhǒng）新的（de）誤差，去抵消（xiāo）原來工藝係統中的原始誤（wù）差。當原（yuán）始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，並盡量（liàng）使兩者大小相等；或者利用一種原（yuán）始誤差去抵消（xiāo）另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相（xiàng）反，從而達到減少（shǎo）加工誤差，提高加（jiā）工（gōng）精度的目的（de）。

3、轉移原始誤差（chà）

誤差轉移法實質（zhì）上是轉（zhuǎn）移工藝係統的（de）幾（jǐ）何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的實（shí）例很多（duō）。如當（dāng）機床（chuáng）精度達不到零（líng）件加工要求時，常常不是一味提高機床精度，而是從（cóng）工藝上或夾具上想辦法，創（chuàng）造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響加（jiā）工精度的方麵去。如磨（mó）削主軸錐（zhuī）孔保（bǎo）證其和（hé）軸頸的同軸度，不是靠機床主軸的回轉精（jīng）度來保證，而是靠夾具保（bǎo）證。當（dāng）機床主軸與工件之（zhī）間用浮動聯接以後，機床（chuáng）主軸的原始誤差就被轉移掉了。

4、均分原（yuán）始誤差

在加工中，由於（yú）毛坯或（huò）上道工序誤差的存在，往往造（zào）成（chéng）本工序的加工誤差，或者由於工件（jiàn）材料性（xìng）能改變，或者上道工序的（de）工（gōng）藝改（gǎi）變（如毛（máo）坯精化後，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發（fā）生較大的變化。解（jiě）決（jué）這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。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（fàn）圍就縮小為原來的1/n，然後按各組分別調整（zhěng）加工。

5、均（jun1）化原始誤差

對配合精度要求很高的（de）軸和孔，常采用研磨工藝。研（yán）具本身並不要求具（jù）有高精度，但它能在和工件做相對運動過程中對（duì）工件進行微量切削，高點逐漸被磨（mó）掉（diào）（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（miàn）間的摩擦和（hé）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（qiē）聯係的（de）表麵相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然後進行相互修正或互為基準（zhǔn）加工，使工件被加工表麵的誤差不斷縮小和均化。在生產（chǎn）中（zhōng），許多精密基準件（如平板（bǎn）、直尺等）都是利用誤差均化法加工出來的（de）。

6、就地加工法

在加（jiā）工和裝配中，有些精度問題牽涉到（dào）零件或（huò）部件間的相互關係（xì），相當複雜，如果一味地（dì）提高（gāo）零、部件本（běn）身（shēn）精度，有時（shí）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。就地加工法在機械零（líng）件加工中常用來作為（wéi）保證零件加工精度的有效措施。