CNC數控加工精度詳解及（jí）解決措施

精（jīng）密度

指使用同種備用樣品進（jìn）行重複測定所得（dé）到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密度（dù）高，但精（jīng）確度是不準確的。例如，使用1mm的（de）長度進行測定得到的三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密度高，但卻是不準確（què）的（de）。

準確度表示（shì）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（què）度的前提條件。

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，測量這種定位能力的辦法很多（duō），更為重要的是，不（bú）同的國家有不同的規定。

日本機床（chuáng）生產商：標（biāo）定“精度”時，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用機床和（hé）普通數（shù）控機床，JISB6336一般（bān）用於（yú）加工中心，JISB6338則一般用於立（lì）式加工中心。

當標定一（yī）台數控機床的精（jīng）度時，非常有必要將其采用的標（biāo）準一同標注出（chū）來。采用JIS標準，其數據比用美（měi）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（cháng）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（yì）義，不（bú）同的指（zhǐ）標名卻具（jù）有相同的（de）含義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在（zài）機床數控軸上（shàng）對（duì）多（duō）目標點進（jìn）行多（duō）回合測量之後，通過數學統計計算出來的，其關鍵不同點在於:目標點的數量

測量回合數

從單向（xiàng）還是雙向接近目標（biāo）點(此點尤為重（chóng）要)

精（jīng）度指標及其它指標的（de）計（jì）算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如人們所期待的，總有一天，所有（yǒu）機床生（shēng）產商都統一遵循ISO標準。因此（cǐ），這裏選擇ISO標準作為基準。下表中對4種（zhǒng）標準進行了比較，本文僅涉及（jí）線性精（jīng）度，因為旋轉精度的計算原理與之基本（běn）一致。

機（jī）械加工（gōng）產生誤差（chà）的主要（yào）原因

1、主軸回轉誤差。主軸回轉（zhuǎn）誤（wù）差是指（zhǐ）主軸各瞬間的實際回（huí）轉軸（zhóu）線相對其平（píng）均回轉軸線的變動量。產生主軸徑（jìng）向（xiàng）回轉誤差（chà）的主要原因有：主軸幾（jǐ）段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差（chà）、軸承之間的（de）同軸度誤差、主軸撓度（dù）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準，也是機床（chuáng）運動的基準。導軌的（de）不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差（chà）的重（chóng）要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤（wù）差是指內聯係的傳動鏈中首末兩（liǎng）端傳動（dòng）元（yuán）件（jiàn）之間相對運動的誤差。傳動（dòng）誤差是由傳動鏈中各組（zǔ）成環節的製造和裝配誤差以及使用過程中的磨損所（suǒ）引起。

4、刀具的幾何（hé）誤差。任（rèn）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。在零件圖上用來確定某一表麵尺寸、位置所依據的基準（zhǔn）稱為設計基準。在（zài）工序圖上用來確（què）定本工序被（bèi）加工表麵加工（gōng）後的（de）尺（chǐ）寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床（chuáng）上（shàng）對（duì）工件進行加工時（shí），需（xū）選擇工件上若（ruò）幹幾何要（yào）素作（zuò）為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準（zhǔn）與設計基（jī）準不重合，就會產生基（jī）準不（bú）重（chóng）合誤差。二是定位副製造不準確（què）誤差。

6、工藝（yì）係統受（shòu）力變形產生的誤差。一是工件（jiàn）剛度。工藝係統中如果工件剛度相對於機床、刀（dāo）具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，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（fǎ）線方向上的剛度（dù）很大（dà），其變形可以忽略不計。鏜直徑（jìng）較小的內孔，刀杆剛度很差，刀杆受力變形對孔加工精（jīng）度就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部（bù）件由許多零件組成，機床部件剛度迄（qì）今尚（shàng）無合適的簡易計算（suàn）方法，目前主（zhǔ）要還是（shì）用實驗方法來測定機床（chuáng）部件剛度。

7、工藝係統受熱變形引（yǐn）起的誤差。工藝係統熱變形對加工精度的影響比較大，特別（bié）是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加（jiā）工誤差（chà）有時可占工件總誤差（chà）的50%。

8、調整誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工藝係統進行這樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的準確，因而（ér）產生調整誤（wù）差。在工藝係統中（zhōng），工件、刀具在機床上（shàng）的（de）互相位置精度（dù），是通過調（diào）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（lǜ）動（dòng）態因素時，調整誤（wù）差的影（yǐng）響，對加工精度起到決定（dìng）性（xìng）的作用。

9、測量誤差。零件在加工時（shí）或加工後進行測量時，由（yóu）於（yú）測量（liàng）方法、量（liàng）具（jù）精度以及工件（jiàn）和主客觀因素都直接影響測量精度。

提（tí）高（gāo）加工精度的工藝措施

1、減少原始誤差

提高零件加工所（suǒ）使（shǐ）用機床的幾何精度，提（tí）高夾具（jù）、量具及工具本身精度，控（kòng）製（zhì）工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量（liàng）誤差等均屬於（yú）直接減少原始誤差。為了提高（gāo）機械加工（gōng）精度（dù），需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分（fèn）析，根（gēn）據不同情況對造成加工誤差的主（zhǔ）要（yào）原始誤差采取不同的措（cuò）施解決（jué）。對於精密零件（jiàn）的加工（gōng）應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控製加（jiā）工（gōng）熱變形;對具有成形表麵的零件加（jiā）工，則（zé）主要是如何減（jiǎn）少成形刀具形狀（zhuàng）誤差和（hé）刀（dāo）具的安裝誤差。這種方法（fǎ）是生產中（zhōng）應用較廣的一種基本方法。它是在查明產（chǎn）生加工（gōng）誤差的主要因素之後，設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，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（qǔ）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（zhǎng）的影響。

2、補償原始誤差（chà）

誤差（chà）補（bǔ）償法，是人為地造出一（yī）種新的誤差，去（qù）抵消原來工藝係統中的原始誤差。當原始誤差（chà）是負（fù）值時人為的（de）誤（wù）差就取正值，反之，取負值，並盡（jìn）量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原（yuán）始（shǐ）誤差，也是盡（jìn）量使（shǐ）兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工（gōng）誤差，提高加工精度的目（mù）的。

3、轉移原始誤差

誤差轉移法實質上是轉移（yí）工藝係統的幾（jǐ）何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的（de）實例很多。如（rú）當機床精度達不到零件加工要求時，常常不是一味提高機床精度，而是（shì）從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使（shǐ）機床的幾何誤差轉移到不影（yǐng）響加工精度的方麵去。如磨削主軸錐孔保證其和（hé）軸頸（jǐng）的同（tóng）軸度，不是（shì）靠機床（chuáng）主軸（zhóu）的回轉精度來（lái）保證（zhèng），而是靠夾具保證。當機床主軸（zhóu）與工件之（zhī）間用浮動聯接以後，機床主軸（zhóu）的原始誤差就被轉移掉了。

4、均分（fèn）原始誤差

在加工中（zhōng），由於毛坯或上道工（gōng）序誤差的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由於工件材料性能改變（biàn），或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化後，把（bǎ）原來的切削加（jiā）工工序取消），引起原始（shǐ）誤差發生較大的（de）變化。解決這個問題（tí），最好是采用分組調整（zhěng）均分誤差（chà）的辦法。這種辦（bàn）法的實質就是把原始誤差按其大（dà）小均（jun1）分為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮小為原來的1/n，然後（hòu）按各組分別調整加工。

5、均化原始誤差

對配合（hé）精度（dù）要求很（hěn）高的（de）軸和孔，常采用（yòng）研磨工藝。研具本身並不要求具有高精（jīng）度，但它能在和工件（jiàn）做相對運動過（guò）程中對工件進行微（wēi）量（liàng）切削，高點逐漸被磨掉（diào）（當然，模（mó）具也被工件磨去一部分），最終使（shǐ）工件達到很高的精度。這種表麵間的（de）摩擦和磨損的過程，就是誤差（chà）不斷（duàn）減少（shǎo）的過程，這就是誤差均（jun1）化法（fǎ）。它的實質就是利用有密切聯係（xì）的表麵相互比較，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加工，使工件被加工表麵的誤差不斷縮小和（hé）均（jun1）化。在生產中，許多精密基準件（如平板、直尺等）都是利用誤差均化法加工出來的（de）。

6、就地加工法

在加工和裝配中，有些精度問題牽（qiān）涉到零件（jiàn）或部件（jiàn）間的相互關係，相當複雜，如果一味地提高零、部件（jiàn）本身精度，有時不僅（jǐn）困（kùn）難，甚至不可能（néng），若采用就（jiù）地加工法（也稱自身加工修配法（fǎ）），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常（cháng）用來作為保證零件加工精度的有效措施。