​數控機床（chuáng）加工精度常用（yòng）的基（jī）本知識

加工精（jīng）度主要用於生（shēng）產產品（pǐn）程度，加工精度與加工誤差都是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差等級（jí）衡量（liàng），等級值越小，其（qí）精度越高；加（jiā）工誤差用數值表（biǎo）示，數值越大，其誤差（chà）越（yuè）大。加工精度高，就是加工誤（wù）差小，反之亦然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一（yī）共有20個，其中（zhōng）IT01表示的話該零件加工精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別。

任何加（jiā）工方（fāng）法所得到的實際（jì）參數都不（bú）會絕對準（zhǔn）確，從零件的功能看，隻（zhī）要加工誤差在零件圖要（yào）求的公（gōng）差範圍內，就（jiù）認為保證（zhèng）了加工精度。

機器的質量取決於零件的加工質量和機器的裝配質量（liàng），零件加工質量包（bāo）含零件加工（gōng）精度和表麵質量兩大部分。

機械加工（gōng）精度是指零件加工後的（de）實際幾何參（cān）數（尺（chǐ）寸（cùn）、形狀和（hé）位置）與理想幾何參數相（xiàng）符合的程度。它們之間的差異稱為（wéi）加（jiā）工誤差。加工誤差的大小反（fǎn）映（yìng）了加工（gōng）精度的高低。誤差越大（dà）加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

一（yī）、加工精度的調整方法（fǎ）

1、減小機（jī）床（chuáng）誤差

（1）提（tí）高主軸部件的製造精度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用高（gāo）精度的（de）滾動軸承；

②采用高精度的多油鍥動壓軸（zhóu）承；

③采用高精（jīng）度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承相配件（jiàn）的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸（zhóu）頸（jǐng）的加工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度；

③測量及調節相應（yīng）件（jiàn）的徑向跳動範（fàn）圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸承（chéng）適當（dāng）預緊

①可消除間隙；

②增加軸（zhóu）承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精度不反映到工（gōng）件上。

2、對（duì）工藝係統進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸—調整刀具的（de）吃刀量—走刀切削—再試切，如此反（fǎn）複直至達到所需尺寸。此法生產效率低，主要用於單件小批生產。

（2）調整法

通過預先調整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所（suǒ）需（xū）尺寸。此法生產率高，主要用於大批大量生（shēng）產。

3、減小刀具（jù）磨（mó）損

在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段前就必須重新磨刀。

4、減少傳動鏈傳動誤（wù）差

（1）傳動件數少，傳動鏈短，傳動（dòng）精度高；

（2）采用降速傳動（dòng），是保證傳動精度的（de）重（chóng）要原則，且越接近末端的傳動副，其傳動比應越小；

（3）末端件精度應（yīng）高於其他傳動件。

5、減小（xiǎo）工（gōng）藝係統（tǒng）的受力變形

（1）提高係（xì）統的剛度，特別是提高工藝係統中薄弱環節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量減少連接麵的數目；

②防止有局部低剛度環節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵的接觸（chù）剛度

①提高機床部件中零（líng）件間結合麵的質量；

②給機床部件以預加載荷；

③提高工件定位基準麵的精度和減小（xiǎo）它的表麵粗糙（cāo）度值。

3）采用合理的裝夾和定位方式

（2）減小載荷（hé）及其變化（huà）

1）合理選擇刀（dāo）具幾何（hé）參數和切削用量，以減小切（qiē）削力；

2）毛胚分組，盡量使（shǐ）調整中毛胚加工餘量（liàng）均（jun1）勻。

6、減少殘（cán）餘應力

（1）增加消除內應力（lì）的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過（guò）程。

7、減小工藝係統熱變形

（1）采用合（hé）理的機（jī）床部件結構及裝配（pèi）基準

1）采用熱對稱結構（gòu）——在變速箱（xiāng）中，將軸、軸承、傳（chuán）動（dòng）齒輪等對稱布置，可使箱壁溫升均勻（yún），箱體變形減小；

2）合理選擇機（jī）床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱源（yuán）

1）采用較（jiào）小的切削用量；

2）零件精度（dù）要求高時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能將（jiāng）熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸（zhóu）軸承、絲杆（gǎn）螺母副、高速運動的導軌副等不能分離的熱源（yuán），從結（jié）構、潤滑等方麵改善其摩擦特性，減少發熱或（huò）用（yòng）隔（gé）熱材料；

5）采用強製式風冷、水冷等散熱措施。

（1）均衡溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控（kòng）製環境溫度

二、加（jiā）工精度誤差的（de）原因

1、加工原理誤差

加（jiā）工原理誤（wù）差是指采用了近似的刀刃（rèn）輪廓或近似的傳動關係進（jìn）行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現（xiàn）於螺紋、齒輪、複雜曲麵（miàn）加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪（lún）滾刀，為使滾刀製造方（fāng）便（biàn），采用了阿基米德基本蝸杆或法向（xiàng）直廓基本蝸杆代（dài）替漸（jiàn）開線基本蝸杆，使齒輪漸開（kāi）線齒形（xíng）產生了誤差。又如車削模數蝸杆時，由於蝸（wō）杆的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其（qí）中 m是模數，而π是一個無理數，但是（shì）車床的配（pèi）換齒輪（lún）的齒數是有（yǒu）限的，選擇配換齒輪時隻能（néng）將π化為近似的分數值（zhí）（π =3.1415）計（jì）算，這就將引（yǐn）起刀具對於工件（jiàn）成形運動（螺旋運動）的不準確（què），造成螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺（chǐ）寸公差），來提高生產率和經濟（jì）性。

2、調整誤差

機床的調（diào）整誤（wù）差是指（zhǐ）由於調整不（bú）準確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

（1）定位元件（jiàn）、刀具導向（xiàng）元件、分度機構、夾具體等的製造（zào）誤差；

（2）夾具裝配後，以上（shàng）各種元件工作麵間的（de）相對尺寸誤差；

（3）夾具在使用過程中工（gōng）作表麵的磨損（sǔn）。

4、機床誤差

機床（chuáng）誤差是指機床的製造（zào）誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸回轉（zhuǎn）誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

（1）機（jī）床導軌（guǐ）導向誤差

1）導軌（guǐ）導（dǎo）向精度——導軌副運動件實際運動（dòng）方向與理想運動方向的符合（hé）程度。主要包（bāo）括：

① 導軌在水平麵內（nèi）直線度Δy和垂直麵內（nèi）的直線（xiàn）度Δz（彎曲（qǔ））；

②前後兩（liǎng）導軌（guǐ）的平行度（扭曲（qǔ））；

③ 導軌對主軸回轉軸線在水平麵內和垂直麵內的（de）平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導（dǎo）向精度對切削加工的影（yǐng）響

主要考慮導軌誤（wù）差引起（qǐ）刀（dāo）具與工件在誤差敏感方向的相對位移。車削加工時誤差敏感方（fāng）向為水（shuǐ）平方向，垂直方向引起的導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜（táng）削加工時誤差敏感方向（xiàng）隨刀具回轉而變（biàn）化；刨削加工時誤差敏感方向為垂直方向（xiàng），床身導軌在垂直平麵內的直線度引起加工（gōng）表麵直線度和平麵（miàn）度誤差。

（2）機床主軸回轉誤差

機床主軸回轉誤差（chà）是指實際回轉軸線（xiàn）對於理想（xiǎng）回轉軸線（xiàn）的漂移。主（zhǔ）要（yào）包括主軸端麵圓跳動、主軸徑（jìng）向圓跳動、主軸幾何軸（zhóu）線傾角擺（bǎi）動。

1）主軸端麵圓跳動對加工精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響（xiǎng）；

②車、鏜端麵時將產生端（duān）麵與圓柱麵軸線垂直度誤差或端（duān）麵平麵度誤差；

③加工螺（luó）紋時，將產生螺距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳動對（duì）加工精度的影響：

①若徑向回（huí）轉誤差表現為其實際軸線（xiàn）在（zài）y軸坐標方向上作簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢（tuǒ）圓形孔，圓度誤差為徑向圓跳動幅值（zhí）；而車床車（chē）出（chū）的孔沒什麽影響（xiǎng）；

②若主軸幾何軸線作偏心運動（dòng），無論車、鏜都能得到一個半徑為刀尖到平均軸線距離的圓。

3）主軸幾何軸線傾角（jiǎo）擺動（dòng）對加工精度的影響：

①幾何軸線相對於平均軸線在空間成一定錐角（jiǎo）的圓錐軌跡，從各截麵看（kàn）相（xiàng）當於幾何軸心繞平均（jun1）軸心作偏心運動，而從軸向（xiàng）看各處偏心值不同（tóng）；

②幾何軸線在某一（yī）平麵內作擺動，從各截麵（miàn）看相當於實（shí）際軸線在一平麵內作簡諧直線運動，而從軸向看各處跳動幅值不同；

③實際上主軸幾何軸線（xiàn）的傾角擺動為上述兩種的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動誤差

機床傳動鏈的傳動誤差是指傳動（dòng）鏈中首末兩端傳動元件（jiàn）之間（jiān）的相對運動誤（wù）差。

5、工藝係（xì）統受力變形

工藝係統在切削力、夾緊力、重力和（hé）慣性力等作用下會產生變形（xíng），從而破壞了已調整好的工藝係統各（gè）組成部分的相互位置關係，導致加工誤差的產生，並影響加工過程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝係統的總變形。

（1）切削（xuē）力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸類（lèi）零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形（xíng），即產生圓柱度誤差。隻考慮（lǜ）工（gōng）件變形，對加工軸類零件（jiàn）來（lái）講，工件受力變形使加工後工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而對加工孔（kǒng）類零件來講，單獨考慮機（jī）床或工件的變形，加工後工（gōng）件（jiàn）的形狀與加（jiā）工的軸類（lèi）零件相反。

（2）夾緊力對加工（gōng）精度的影響

工件裝夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點不當（dāng），使工件產生相應的變形，造成的加工誤差。

6、刀具的（de）製造誤差和磨損

刀具誤（wù）差對加工精度的影響根據刀具的種類不同而異。

（1）定尺寸（cùn）刀具（如鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型車刀、成型銑（xǐ）刀、成型砂輪等）的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。

（3）展成刀具（如齒輪滾刀（dāo）、花鍵滾刀、插齒刀具等）的（de）刀刃形狀誤差會影響加工表麵的（de）形狀精度。

（4）一般刀具（如車刀（dāo）、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工（gōng）精（jīng）度無直接（jiē）影響，但刀具易磨（mó）損。

7、加工（gōng）現場環境影（yǐng）響（xiǎng）

加工現（xiàn）場往往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定（dìng）位麵或定位孔位置就會影響零件加工精度，對於高精度加工，一些細（xì）小到目視不到的金屬屑（xiè）都會影響到精度。這個影響因素會被識別出（chū）來但並無十分到位的方法來杜絕，往往對（duì）操作員的作業手法依賴很高。

8、工藝係統（tǒng）的熱變形

在加工過（guò）程中，由於內部熱（rè）源（切削熱、摩擦（cā）熱）或（huò）外部熱源（環境溫度、熱輻射）產熱使工藝（yì）係統受熱而發生變形，從而影響加工精度。在大型工件（jiàn）加工和精密加工中， 工藝（yì）係統熱變形引起的加工誤差占加（jiā）工總誤差的40%-70%。

工件（jiàn）熱變形對加工金的的影響包括工件均勻受熱（rè）和工件不均勻受熱兩（liǎng）種。

9、工件（jiàn）內部的殘餘應力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過程（chéng）中產生的殘餘（yú）應力；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。