​CNC數控加工精度詳（xiáng）解及解決措施

精密度

指使用同種備用樣品進行重（chóng）複測定所得到的結果之間的重現性（xìng）、一致（zhì）性。有可能精密度高，但精確度是不（bú）準確的。例如，使用1mm的長度進行（háng）測定得到的三（sān）個結果分別為（wéi）1.051mm、1.053、1.052，雖然（rán）它們的精（jīng）密度高，但卻是不準確的。

準確度表（biǎo）示測量結果的（de）正確性，精密度表示測量結果的（de）重複性和重現性，精密度是準確度的前提（tí）條件。

精度的定義

一般說來（lái），精度是指機床（chuáng）將刀尖點定位至程序目標點的（de）能力。然而，測（cè）量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的國家有不同的（de）規定（dìng）。

日本機床生產商：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普（pǔ）通數控機床，JISB6336一般用於加工（gōng）中（zhōng）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時，非常有必（bì）要將其采用的（de）標準一同標注出來。采用JIS標準（zhǔn），其數（shù）據比用美國的NMTBA標準（zhǔn）或（huò）德國VDI標準明顯偏小（xiǎo）。

同樣的指標，不同的含義

經常（cháng）容易混淆（xiáo）的是：同樣的指標名在不同（tóng）的精度標準中代表不同的意義（yì），不同的指（zhǐ）標名卻具有相同（tóng）的含義。上述4種標準，除JIS標準之外（wài），皆是在機床數控軸上對多目標（biāo）點進（jìn）行多（duō）回（huí）合測量（liàng）之後，通過數學統計（jì）計算出來的，其關鍵不同點在於:目標點的（de）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（tā）指標的計算方法

這是4種標準的關鍵區別（bié）點描述，正如人們所期待的，總有一天，所有機床生產商都統一遵循ISO標準（zhǔn）。因（yīn）此，這裏選擇ISO標準（zhǔn）作為基準。下表中對4種標準進（jìn）行了比較，本文（wén）僅涉及線性精度，因為旋轉精度的計算原理與之基本一致。

機（jī）械加工產生誤差（chà）的主要原因（yīn）

1、主軸回轉誤差。主（zhǔ）軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際（jì）回轉軸線相對其平均回轉軸線（xiàn）的變動量。產生主軸（zhóu）徑（jìng）向回轉誤差的主要原因有：主軸幾（jǐ）段軸頸的同軸度誤差、軸承本（běn）身的各種誤差、軸承之間的同軸（zhóu）度誤差（chà）、主軸撓度（dù）等。

2、導（dǎo）軌誤差（chà）。導軌是（shì）機床上確定各機床部件相對位置關係的基準，也是（shì）機床運動（dòng）的基準。導軌的不（bú）均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素。

3、傳動（dòng）鏈（liàn）誤（wù）差（chà）。傳動鏈的傳動誤（wù）差是指內聯係的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳（chuán）動誤差是由傳動鏈（liàn）中各組成環節的製造和（hé）裝配誤差以及使用過程中的磨損所引起（qǐ）。

4、刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過（guò）程中，都不（bú）可避免要產生磨損，並由（yóu）此引起工件尺（chǐ）寸和形狀的改變。

5、定位誤差。一是基（jī）準不重合誤差。在零件圖上（shàng）用來確定某一（yī）表麵尺（chǐ）寸、位置所依據的基準稱（chēng）為設計基準（zhǔn）。在（zài）工序圖上用來確定本工序被（bèi）加工表麵加工後的尺寸、位置所依據的基準稱為工序（xù）基準。在機床上對工件進行加（jiā）工時，需選擇工件上若幹幾何要素（sù）作為加工（gōng）時的定位基準，如果（guǒ）所（suǒ）選用的定位基（jī）準與（yǔ）設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位（wèi）副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變形產生（shēng）的誤差。一是工件剛度。工藝係統（tǒng）中如果（guǒ）工（gōng）件剛度相對於機床、刀具、夾（jiá）具來說比較低，在切削力（lì）的作用下，工件由（yóu）於剛度不足而引起（qǐ）的變形對加工（gōng）精度的影響就比較大。二是刀（dāo）具剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度（dù）很差（chà），刀杆受（shòu）力變形對孔加工精度就有很大影響。三是機床（chuáng）部件剛度。機床部件由許多零（líng）件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易（yì）計算方法（fǎ），目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。

7、工藝係統受熱變形引起的誤差。工藝係統熱（rè）變（biàn）形對加工精度的影響（xiǎng）比較大（dà），特別是在精密加工和大件加（jiā）工中，由熱變（biàn）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。在機械加工的每一工序中，總要對工藝係統進行這樣或那（nà）樣的調整工作。由於調整不（bú）可能（néng）絕對的準確（què），因而（ér）產生調整誤差。在工（gōng）藝（yì）係（xì）統中，工件、刀具在機床上的（de）互相位置（zhì）精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工（gōng）件等來保證的。當機床、刀具、夾（jiá）具和工件毛坯等（děng）的（de）原始精度（dù）都達到工藝要求而又不考慮動態（tài）因素時，調整誤差的（de）影響，對加工精度起到決定性的作用。

9、測量誤（wù）差。零件在（zài）加工（gōng）時或加工後進行測量時（shí），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。

提高加（jiā）工精度的（de）工藝（yì）措施

1、減少原始誤差

提高零件加工所使用（yòng）機床的（de）幾何精度，提高夾具、量具及工具本身精度，控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量（liàng）誤差等均屬於直接減少原始誤差。為了提高機械（xiè）加工精（jīng）度，需（xū）對產（chǎn）生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根據（jù）不同情（qíng）況對造成加工誤差的主（zhǔ）要原始誤（wù）差（chà）采取不同的措施解決。對於精密零件的加工應盡可能提高所使用（yòng）精密機床的幾何精（jīng）度（dù）、剛度和控製加工熱變（biàn）形;對具有成形表麵的零件加（jiā）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。這種方（fāng）法是生產中應用（yòng）較廣的一種基本方法。它（tā）是在查明產生加工誤差的主要因素（sù）之後，設法消除（chú）或減少（shǎo）這些因素。例如細長軸的車削（xuē），現在采用了大走刀反向車削法（fǎ），基本消除了軸向切削力引起（qǐ）的（de）彎曲變形。若輔之（zhī）以彈（dàn）簧頂尖，則可進（jìn）一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2、補償（cháng）原始（shǐ）誤差

誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝係統中的（de）原始誤差（chà）。當原（yuán）始誤差是負值時（shí）人為的誤差就取正值，反之，取負值，並盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減（jiǎn）少加工誤差，提高加工（gōng）精度的目的。

3、轉（zhuǎn）移原始誤差

誤差轉移法實質上是（shì）轉移工藝係（xì）統的幾何誤差、受力變（biàn）形和（hé）熱變形等。誤差轉移法的實（shí）例很多。如當機床精度達不（bú）到零件（jiàn）加工要求時，常常不是（shì）一（yī）味提高機（jī）床精度（dù），而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使機（jī）床的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方麵去。如（rú）磨削主軸（zhóu）錐孔保證其和軸頸的同軸（zhóu）度，不是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（fú）動聯（lián）接以後，機床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，由於毛坯或上道工序誤差的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由於工（gōng）件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化（huà）後，把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（zhè）個問題，最（zuì）好是采用分組（zǔ）調整均分誤差的辦法。這（zhè）種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮小為原來的1/n，然後按各組分（fèn）別調整加工。

5、均化原始誤差

對配合精（jīng）度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身（shēn）並（bìng）不要求具有高精度，但它能在和工件做相對運動過程中對工件進行微量切削（xuē），高點（diǎn）逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表麵（miàn）間的摩擦和磨（mó）損（sǔn）的過程，就是誤差不斷減少的過程（chéng），這就（jiù）是誤差均化（huà）法。它（tā）的實質就是利用有密切聯係的表麵相互比較，相互檢（jiǎn）查從對（duì）比中找出差異，然後進行相互修正或互（hù）為基準加工，使工件被加工表麵的誤差不斷縮小和均化。在生產中，許（xǔ）多精密基準件（如平板、直尺等）都是利用誤差（chà）均化法加工出來的。

6、就地加工法（fǎ）

在（zài）加工和裝配（pèi）中，有些精度（dù）問（wèn）題（tí）牽（qiān）涉到零件或部件間的相互關係，相當複雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困（kùn）難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身（shēn）加工修配（pèi）法），就可能很方便地（dì）解決看起來非常困難的精度問題（tí）。就地加工法在機械零件加工中常用來（lái）作為保證零件加工精度的有效措施。