​數控機床加工精度（dù）常用（yòng）的基本知識

加工精度主要用於生產產品程度，加工（gōng）精度與加工（gōng）誤差都是評價加工表麵幾何參（cān）數的術語。加工精度用公差等級衡量，等級值（zhí）越小，其精度越高；加工誤差用數（shù）值表示，數值越大，其誤差越大。加工精（jīng）度高，就是加工誤差小，反之（zhī）亦然。公差（chà）等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一（yī）共（gòng）有20個，其（qí）中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（gōng）精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別（bié）。

任何加工方法所得到的實際參數都不會絕對準確，從零件的（de）功能看，隻要加工誤差在零件圖要求的公差範圍內，就認為保證了加工精度。

機器的質量取決於零件的加（jiā）工（gōng）質量和機器（qì）的裝配質（zhì）量，零件加工質量（liàng）包含零件加工精度和表麵（miàn）質量兩（liǎng）大部分。

機械加工精度（dù）是指零（líng）件加工後（hòu）的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程（chéng）度。它們之間的差異稱（chēng）為加工誤差（chà）。加工誤差的大小反映了加工（gōng）精度的高低。誤（wù）差越大加工精度（dù）越低，誤差越小加工精度（dù）越高。

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部（bù）件的製造精度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選（xuǎn）用高精度（dù）的滾動軸承；

②采用高精度（dù）的多油鍥動壓軸（zhóu）承（chéng）；

③采用高精度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承相配件（jiàn）的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸（zhóu）軸頸的加工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度（dù）；

③測量及（jí）調節（jiē）相（xiàng）應件的徑向跳動範圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸承適當預緊

①可消（xiāo）除間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精度不（bú）反映到工件上。

2、對工藝（yì）係統進行調整

（1）試切（qiē）法調整

通過試切（qiē）—測量尺寸—調整刀（dāo）具的吃刀量—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（zhǔ）要用（yòng）於單（dān）件小批生產。

（2）調整法

通過預先調整好機床、夾具、工件（jiàn）和刀具的相對位（wèi）置獲得所（suǒ）需尺寸。此法生產率高（gāo），主要用於大批大量生產。

3、減小刀具磨損

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（jiǎn）少傳動鏈傳動誤（wù）差

（1）傳動件數少，傳動鏈短，傳動精度高；

（2）采用降速傳動，是（shì）保證傳動精度的重要原（yuán）則，且（qiě）越（yuè）接近末端的傳動副（fù），其傳動比應越小；

（3）末端件精度應高於其他傳動件。

5、減（jiǎn）小工藝係統（tǒng）的受力變形

（1）提高係統的剛度，特別是提高工藝係統中（zhōng）薄弱環節的剛度

1）合理的結構（gòu）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（lǐ）選擇基礎件、支（zhī）撐件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵的（de）接觸剛度（dù）

①提高機床部件中零件間結合麵的質量；

②給機床部件以預（yù）加載荷；

③提高工件定位基準麵的精度和減小它（tā）的表麵粗（cū）糙度值。

3）采（cǎi）用（yòng）合理的裝夾和定位方式

（2）減小載荷及其變化

1）合理選擇刀具幾何參數和切削用量，以減小切削力；

2）毛胚分（fèn）組，盡量使調整中毛胚加工餘量均勻（yún）。

6、減少（shǎo）殘餘應力

（1）增（zēng）加消除內應力的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過程。

7、減小工藝係統熱變形

（1）采用合理的機床部件結構及裝配基準

1）采用（yòng）熱對稱結構——在變速箱中，將軸、軸承、傳動（dòng）齒（chǐ）輪等對稱布置，可使（shǐ）箱壁溫升均勻，箱體變（biàn）形減小；

2）合理選擇機床零部件的裝配基（jī）準。

（2）減少熱源的發（fā）熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能（néng）將熱源從機床分離（lí）出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副、高（gāo）速運動的導軌副等不能分離的熱源，從結構、潤滑等方麵改善其摩擦特性，減少（shǎo）發熱或用隔（gé）熱材料；

5）采（cǎi）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（rè）平衡

（3）控製環境溫度

二、加工精度誤差的原因

1、加工原理誤差

加工原理誤差是指（zhǐ）采用了（le）近似的刀刃輪廓（kuò）或近似的傳動（dòng）關係進行加工而產生的誤差。加工原理（lǐ）誤差（chà）多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。

例如，加（jiā）工漸開線（xiàn）齒輪用的齒（chǐ）輪滾刀，為使滾刀製造方便（biàn），采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產生了誤差。又如車削模數（shù）蝸杆時，由於（yú）蝸杆的螺距等於蝸（wō）輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車（chē）床（chuáng）的配換齒輪的齒數是（shì）有限的，選擇（zé）配換（huàn）齒輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對於工件成形運（yùn）動（螺旋運動）的不準確，造成（chéng）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%尺寸公差），來提（tí）高生產率和（hé）經濟性。

2、調（diào）整誤差

機床的調整誤差是（shì）指由於調整不準確而產生的誤差。

3、夾具的（de）製造誤差和磨損

夾具的（de）誤差主要指：

（1）定位元（yuán）件、刀具導向元件、分（fèn）度機構、夾具體（tǐ）等的（de）製（zhì）造誤差；

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

（3）夾具在使用過程中工作表麵的磨損（sǔn）。

4、機床（chuáng）誤差

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

（1）機床導軌導向誤差

1）導軌導向精（jīng）度——導軌副（fù）運動件實際運動方向（xiàng）與理想（xiǎng）運動（dòng）方向的符合程度（dù）。主要包括：

① 導軌在水平麵（miàn）內直線度Δy和垂（chuí）直麵內的直線度（dù）Δz（彎曲）；

②前後（hòu）兩導軌的平行度（dù）（扭（niǔ）曲）；

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

2）導（dǎo）軌導向精度對切削加工的影響

主要（yào）考慮導軌誤差引起刀具與工件在誤（wù）差敏感方向的相（xiàng）對位移。車削加工時誤差（chà）敏感方向為水平方向，垂直方向引起的導向誤差產生（shēng）的加工（gōng）誤差可以忽略（luè）；鏜削加工時誤（wù）差敏感方向隨刀具（jù）回轉而變化；刨削（xuē）加工時誤差敏感方向為垂直方向，床身導軌在垂直平麵（miàn）內的直線度引起加工表麵直線度（dù）和平麵度（dù）誤差。

（2）機床主軸回轉誤（wù）差

機床主軸回轉誤差是指實際回（huí）轉軸（zhóu）線對於理（lǐ）想回轉軸線的漂移。主要包括（kuò）主軸端麵圓（yuán）跳動、主軸（zhóu）徑向圓跳動（dòng）、主軸幾何軸線傾（qīng）角擺動。

1）主軸端麵圓（yuán）跳動（dòng）對加工（gōng）精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響；

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

③加工螺（luó）紋時，將（jiāng）產生螺距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（xiǎng）：

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

②若主（zhǔ）軸幾何軸線作偏心運動，無論車、鏜（táng）都（dōu）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（xiàn）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的圓（yuán）錐軌跡，從各截麵看相當於幾何軸心繞平均軸心作偏心運動，而從軸向看各（gè）處偏心值（zhí）不同；

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

③實際上主軸幾何軸線的傾角擺（bǎi）動為上（shàng）述兩種的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動誤差

機（jī）床傳動（dòng）鏈的傳動（dòng）誤差是指傳動鏈中首末兩（liǎng）端傳動（dòng）元件之間的相對運動誤（wù）差（chà）。

5、工（gōng）藝係統受力變形

工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝係統各組成部分（fèn）的相互位置關係，導致（zhì）加（jiā）工誤差的產（chǎn）生，並影響加工過程的穩定性。主要考慮機床變形、工件（jiàn）變（biàn）形以及工藝係統（tǒng）的總變形。

（1）切（qiē）削力對加（jiā）工精度的影響

隻考慮機（jī）床變形，對加工軸類零件來講，機（jī）床受力變形使（shǐ）加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產生（shēng）圓柱（zhù）度誤差。隻考慮（lǜ）工件變形，對加工軸類零件來講，工件受力變形使加工後工件呈兩端細、中間粗的鼓（gǔ）形。而對加工孔類零件來講，單獨考慮機床（chuáng）或工件的變形，加工後工件的形狀與加（jiā）工的（de）軸類零件相反。

（2）夾緊力對加工精度的影響

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

6、刀具的製造（zào）誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響根據刀具（jù）的種（zhǒng）類不同而異（yì）。

（1）定尺寸刀具（如鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等（děng））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、成型銑刀（dāo）、成（chéng）型砂輪（lún）等）的形狀精度將直接影響工件的形（xíng）狀精度（dù）。

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

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工精度無直接影響（xiǎng），但刀具易磨損（sǔn）。

7、加（jiā）工現場環境影響

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

8、工藝係統的熱變形

在（zài）加工過程中（zhōng），由於內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環境溫（wēn）度（dù）、熱輻（fú）射）產熱（rè）使工藝係統受熱而發生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密（mì）加工中， 工藝係統熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。

工件熱變（biàn）形對加工（gōng）金的的影響包括（kuò）工件均勻（yún）受熱和（hé）工件不均勻受（shòu）熱兩種。

9、工件內部的殘（cán）餘應力

殘餘應力的產（chǎn）生：

（1）毛胚（pēi）製造和熱處理過程中產（chǎn）生的殘餘應（yīng）力；

（2）冷校直（zhí）帶（dài）來的殘餘應力；

（3）切削加（jiā）工帶來的（de）殘餘應力。