​CNC數控（kòng）加工精（jīng）度詳解及解決措施

精密度

指使用同種（zhǒng）備用樣品進行重（chóng）複測（cè）定所得到的結果之間（jiān）的重（chóng）現性、一致性。有可能（néng）精（jīng）密度高，但（dàn）精確度是（shì）不準確的。例如，使用1mm的長度進行測定得到的（de）三個（gè）結果（guǒ）分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們（men）的精（jīng）密度高，但（dàn）卻是不準確的。

準確度表示測（cè）量（liàng）結果的（de）正確性，精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，精度是指機床將刀尖點定位至（zhì）程序目標點的能力。然而（ér），測量這種定位能力的（de）辦法很多，更（gèng）為重要的是，不同的國家有不同的規定。

日本機床生產商：標定“精度（dù）”時，通（tōng）常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通（tōng）用（yòng）機（jī）床和普（pǔ）通數控機床，JISB6336一（yī）般用於加工中心，JISB6338則一般用於立式加工中心（xīn）。

當標定一台數控（kòng）機床的精度時，非常有必要將其采用（yòng）的標準一同標注出來。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（yì）

經常容易混淆的是：同樣的指標名在不同的精度標準中代表不同的意義，不同的指標名卻具有相同的（de）含（hán）義。上述4種標準，除JIS標準之（zhī）外（wài），皆是（shì）在機（jī）床數控軸上對（duì）多目標點進（jìn）行多回合測量之後，通過（guò）數學統計計算出來的（de），其關鍵不同點在（zài）於:目標點的數量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此點尤為重要)

精度指標（biāo）及其它指標的計算方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如人們所期待的（de），總有一天，所有機床生產商都（dōu）統一遵（zūn）循ISO標準。因此，這裏選擇ISO標準作為基準。下表中對4種標準進行了（le）比較，本文僅涉及線性精度，因為旋轉精度的計算原（yuán）理與之基本一致。

機械加工產生誤差的（de）主要原因

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

2、導軌誤差。導軌是機床上確定各機床（chuáng）部（bù）件相對位置關係的基準，也是機床運動的基準。導軌的不均勻磨損和安（ān）裝質量（liàng），也是造成導軌誤差的重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差是指（zhǐ）內聯係（xì）的傳動鏈中首（shǒu）末兩（liǎng）端傳動元（yuán）件（jiàn）之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的（de）製造和裝配誤差以（yǐ）及使用（yòng）過程中的磨損所引起。

4、刀具的（de）幾何誤（wù）差。任何刀（dāo）具在切削過程中，都不可避免（miǎn）要產生磨損，並由此引（yǐn）起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位誤差。一是基準（zhǔn）不重合誤差。在零件圖上用來（lái）確定（dìng）某一表麵尺寸、位置所依據的基（jī）準稱為設計基準。在工序圖上用來（lái）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（zhǔn）稱為工序基準。在機床上對（duì）工件進行加工時，需選擇工件上若幹幾何（hé）要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設（shè）計基準不重合，就會產生基準不重合（hé）誤差。二是定位副（fù）製造不準（zhǔn）確誤差。

6、工藝（yì）係統受力變形產生的誤差。一（yī）是工件剛度。工藝係統中如果（guǒ）工件剛度相對於機床、刀（dāo）具、夾（jiá）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比較大。二是刀具剛度。外（wài）圓車刀在（zài）加工表麵法線方向上（shàng）的剛（gāng）度很大，其變形可以忽（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（hěn）大影響。三是機床部件剛度。機床部（bù）件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法，目前主（zhǔ）要還是用實驗方法來測定機床部件（jiàn）剛度。

7、工藝係統（tǒng）受熱變形引起的誤差。工藝係統熱變形對加工（gōng）精度的影響比較大，特別是（shì）在（zài）精（jīng）密加工和大件加工中，由熱（rè）變形所引起的加工誤差有時可占（zhàn）工件總（zǒng）誤差的50%。

8、調整誤差。在機械加工（gōng）的每一工序中，總要對（duì）工藝係（xì）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，因而產生調整誤差。在工藝係統中（zhōng），工（gōng）件（jiàn）、刀具（jù）在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾（jiá）具和工件毛坯等的原始精度（dù）都達到工藝要求而（ér）又不考慮動態因素時，調整誤差的影（yǐng）響，對加工精（jīng）度（dù）起（qǐ）到決定（dìng）性的作（zuò）用。

9、測量誤差。零件在加工時或加（jiā）工後進行測量時，由於測量方法、量具（jù）精度以及工件和主客觀因（yīn）素都直接（jiē）影響測量精度。

提高加工精度的工藝措施

1、減少原（yuán）始誤差（chà）

提高零件加工所使用機床（chuáng）的幾何精度，提（tí）高夾具、量具（jù）及（jí）工具本身精度，控製工藝係（xì）統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接減少原始（shǐ）誤差。為了提高機械加工精度，需對產生加工誤差（chà）的（de）各（gè）項原（yuán）始誤差進行分析，根據不同情況對造成加（jiā）工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對於精（jīng）密零件的加（jiā）工應盡可能提高所使用精密機床（chuáng）的幾何精（jīng）度、剛度和控製加工熱變形;對具有成形表麵的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種方法是生產中應用較廣的一（yī）種基本方法。它是（shì）在查明產生加工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（fǎn）向車削法（fǎ），基本消除了軸向切削力引起（qǐ）的彎曲變形。若輔（fǔ）之以彈簧頂尖，則可進一步消除熱變（biàn）形引起（qǐ）的熱伸長的影（yǐng）響。

2、補償原（yuán）始誤差

誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去（qù）抵消原來工藝係（xì）統中的原始誤差。當原（yuán）始誤差是負值時人為的誤差就取正值（zhí），反之，取負值，並盡量使兩者大（dà）小相等；或者利用一種原始誤差去抵消（xiāo）另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相（xiàng）等，方向相（xiàng）反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原始誤差

誤差轉移（yí）法實質上是（shì）轉移工藝係統的幾何誤差（chà）、受力變形和熱變形（xíng）等。誤差轉移法的實例很多。如（rú）當機床精度達不到零件加工要（yào）求時，常常不是一味提高機床精度，而（ér）是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件（jiàn），使機床（chuáng）的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方麵去。如磨削主軸錐孔（kǒng）保證其和軸頸的同軸度，不是靠機床主（zhǔ）軸的回轉精度來保證，而（ér）是靠夾具保證。當機床主（zhǔ）軸與（yǔ）工件之間用浮動聯接以後，機床主（zhǔ）軸的（de）原始誤差就被轉移掉了。

4、均分原始誤差

在加（jiā）工（gōng）中，由於毛坯或上道工序誤差的存在，往往造成本工（gōng）序的加工誤差，或者由於工件材料性能改（gǎi）變，或者上道工序的工藝改變（如毛（máo）坯（pī）精化後，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發（fā）生（shēng）較大的變化。解決這個問題，最（zuì）好是采用（yòng）分組調整均分誤（wù）差的（de）辦法（fǎ）。這種辦法的實（shí）質就是把原始誤差按其大小均（jun1）分為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮小為原來的1/n，然後按各組分別調整加工。

5、均化原始誤差

對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨（mó）工藝。研具本身並不要求具有高精度，但它能在和（hé）工件做相（xiàng）對運動過程中對工件（jiàn）進行微量切削，高點逐漸（jiàn）被磨掉（當然，模（mó）具（jù）也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表麵間的（de）摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的（de）過程（chéng），這就（jiù）是誤差均化法。它的實質就是利用有（yǒu）密切聯係的表麵相（xiàng）互比較，相互檢查（chá）從對比中找出差異，然後進行相互修正或互（hù）為基準加工（gōng），使工件被加工表麵的誤差不斷縮（suō）小（xiǎo）和均化。在生產中，許（xǔ）多精密基準件（如平板、直尺等）都（dōu）是利用誤差均化法加工出來的。

6、就地加（jiā）工法（fǎ）

在加工和裝（zhuāng）配中，有些精（jīng）度問題牽涉到零件或部件間的相互關係，相當複雜，如（rú）果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅（jǐn）困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱（chēng）自身加工修配法），就可能很方便地解決看起（qǐ）來非常困難（nán）的精（jīng）度問題。就地加工法在機械零（líng）件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。