CNC數控加工（gōng）精度詳解及解決措施

精（jīng）密度

指使用同種備用樣（yàng）品（pǐn）進行重複測定所得到的（de）結（jié）果之間的重現性、一致（zhì）性。有可能精密度高，但精確（què）度是不準確的。例如，使用1mm的長度進行測定得到的三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密度（dù）高，但卻是不準確的。

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

精度的定義

一般說來，精度是（shì）指機床將刀尖點定位（wèi）至程序目標點的能力。然而（ér），測量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的國（guó）家有不同的規定。

日本機床生產（chǎn）商（shāng）：標定“精度”時，通常（cháng）采用JISB6201或JISB6336或（huò）JISB6338標準。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（bān）用於立式加工中心。

當標定一台數控機床的精（jīng）度時，非常有必要將其采用的標準（zhǔn）一同（tóng）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，不同的含義

經常容易混淆的是：同樣的指標名（míng）在不同的精度標準（zhǔn）中（zhōng）代表不同的意義，不（bú）同的指標名卻具有相同的含義。上述4種標準，除JIS標（biāo）準之外，皆是在機床數控軸上對多目標點進行多回合測量之後，通過數（shù）學統計計算出來（lái）的，其關鍵不同點在於:目標點的數量

測量回合（hé）數

從單向還是（shì）雙（shuāng）向接近目標點(此點尤為重要)

精度指標（biāo）及其它（tā）指標的計（jì）算方法

這（zhè）是4種（zhǒng）標準的關鍵區別點描（miáo）述，正如人們所期待的，總有一天，所有機（jī）床生產商都統一（yī）遵循ISO標準（zhǔn）。因此，這裏選擇（zé）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（xiàn）性精度，因為旋轉精度（dù）的計算原理與之基本一致。

機械加工產（chǎn）生（shēng）誤差的主要（yào）原因

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

2、導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關係的基（jī）準，也是機床運動的基準。導（dǎo）軌（guǐ）的不均（jun1）勻磨損和安裝質量，也是造（zào）成導軌誤差的重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差（chà）是指內聯係的傳（chuán）動鏈中首末兩端（duān）傳動元件之間相對運動的誤（wù）差。傳動誤差是由傳動鏈中（zhōng）各組成環節的製（zhì）造和裝配誤差以及使（shǐ）用過程中的磨損所引起。

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

5、定位誤差。一（yī）是基準不重（chóng）合誤差（chà）。在零件圖上用來確定某一表（biǎo）麵尺寸、位置（zhì）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工後的尺寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在（zài）機床上對工件進行加工時，需選擇工（gōng）件上若幹幾何要素作為加工時的定位基準（zhǔn），如果所選（xuǎn）用的定位基（jī）準與設計基準不重合，就會（huì）產生基準不重合誤（wù）差。二是定位副（fù）製造不準確（què）誤差。

6、工藝係統受力變形產生的誤差。一是工件剛度。工（gōng）藝係統中如果工件剛（gāng）度相對於機床、刀（dāo）具、夾具來說比（bǐ）較低，在切（qiē）削力的作用下，工件由於剛度不足而引起的變形（xíng）對加工（gōng）精度的影響就比較大。二是刀具剛度。外（wài）圓（yuán）車刀在加（jiā）工表（biǎo）麵法線方（fāng）向上的剛度很大（dà），其變形可（kě）以忽（hū）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影響。三是機床部件剛度。機床部件由許多零件組（zǔ）成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計（jì）算方法，目前主要還是用（yòng）實驗方法來測定機床部件剛度。

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

8、調（diào）整誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工藝係統進行這樣或那樣的（de）調整工作。由於調整（zhěng）不可（kě）能絕對的準確，因（yīn）而（ér）產生（shēng）調整誤差。在工（gōng）藝係統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件（jiàn）等來保證的。當機（jī）床、刀具、夾具和工件毛坯等的原（yuán）始（shǐ）精度都達到工（gōng）藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工（gōng）精度起到決定（dìng）性的作用。

9、測量誤差。零件在加（jiā）工時或加工後進行測量（liàng）時，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量精度（dù）。

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（tí）高夾具、量具及工具本身精（jīng）度，控製工藝係統受力、受熱變（biàn）形、刀具磨損、內應力引起的（de）變形、測量（liàng）誤差（chà）等均屬於直接減少原始誤差。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（jù）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解決（jué）。對於精密（mì）零件的加工應盡可能提高所使用精（jīng）密機（jī）床的幾何（hé）精度、剛度和控製加（jiā）工（gōng）熱變形;對具有成形表（biǎo）麵的（de）零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種（zhǒng）方法是生產中應用較廣的一種（zhǒng）基本方法。它是在（zài）查明產生（shēng）加工誤差（chà）的主要（yào）因素之後，設法消除或減（jiǎn）少（shǎo）這（zhè）些因素（sù）。例如細長（zhǎng）軸的車削，現在采用了大走刀反向車削法（fǎ），基本消除了（le）軸向切削力引起的（de）彎曲變形。若（ruò）輔之以（yǐ）彈簧頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2、補償原始誤差

誤差補償法，是人為地造出（chū）一種新的誤差，去抵消原來工藝（yì）係統中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，並盡量使兩者大小相等（děng）；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始（shǐ）誤（wù）差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差（chà），提高加工（gōng）精度的目的。

3、轉移原始誤差

誤差轉移法實質上是轉移工藝係統（tǒng）的（de）幾何（hé）誤差、受力（lì）變形和熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度達不到（dào）零件加工要求時，常常不是一味提高機床精度，而是從工（gōng）藝上或夾具上想（xiǎng）辦法，創造（zào）條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響（xiǎng）加工精度的方麵去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不（bú）是（shì）靠機床主軸的回轉精度來保證，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，機床主軸的原始誤差就被轉（zhuǎn）移掉了。

4、均（jun1）分原（yuán）始誤差

在加工中，由於毛坯或上道工序誤差的存（cún）在，往往造成本（běn）工序的加工誤差，或者由於工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛（máo）坯精化後，把（bǎ）原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。這種（zhǒng）辦法的實質（zhì）就是把原始（shǐ）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（gè）組分別調整（zhěng）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（yòng）研磨工藝。研具本身並不要（yào）求具有高精度（dù），但它能在和工件做相對運動過程中（zhōng）對工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模（mó）具（jù）也被工件磨去一部分），最終（zhōng）使工件達（dá）到很高的精度（dù）。這種表（biǎo）麵間（jiān）的摩擦和磨損的過程（chéng），就是誤差不斷（duàn）減少的過程，這就是誤差均化法（fǎ）。它的實質（zhì）就是利用有密切聯係的表麵相互比較（jiào），相互檢查（chá）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（gōng）件被加（jiā）工表麵的誤差不斷縮小和均化。在生產中，許多精密基（jī）準件（如平板、直尺等）都是利用誤差均化法加工出來的。

6、就地加工法

在加工和裝配（pèi）中（zhōng），有些精度問題牽涉（shè）到零件或部件間的相互關係，相當複雜（zá），如（rú）果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，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常困難的精度問題。就地加工法在機械零件加工中（zhōng）常用（yòng）來作為保證零件加工精（jīng）度的有效措施。