​數控機床加（jiā）工精度常（cháng）用的基本知識

加工精度主要用於生產產品程度，加工精度與加工誤差都（dōu）是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差（chà）等級衡量，等級值越小，其精度越高（gāo）；加（jiā）工誤差用數值表示（shì），數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。公差（chà）等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中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精度是最低的 ，一般（bān）上IT7、IT8是加工精度中等級別。

任何加工（gōng）方法（fǎ）所得到的實際參（cān）數都不會絕對準（zhǔn）確，從零件的功能（néng）看，隻要加工誤差在零件圖要求的公差範圍內，就認為保（bǎo）證了加工精度。

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

機械加工精度是指零件加工後的實際幾何（hé）參數（尺寸、形狀和位（wèi）置）與理想幾何（hé）參數相符合的程度。它們之間的差異稱（chēng）為加工誤（wù）差。加工誤差的大小反（fǎn）映了加（jiā）工精度的高低（dī）。誤差越大加工（gōng）精度越低，誤差越小（xiǎo）加工精度（dù）越高。

一、加工精度的調整方法（fǎ）

1、減小機床誤（wù）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選用（yòng）高精度的滾動（dòng）軸承（chéng）；

②采用高精度的多油鍥動壓軸承；

③采用（yòng）高精度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承相配件的精度：

①提高箱體支撐孔（kǒng）、主軸軸頸的加工精度；

②提高與（yǔ）軸承相配合表麵的（de）加工精度；

③測量及調（diào）節相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（yù）緊

①可消除間隙（xì）；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精度不反映到工件（jiàn）上。

2、對工藝係統進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測（cè）量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切削—再（zài）試切，如此（cǐ）反複直至達到所需（xū）尺寸。此法生產效率低（dī），主要用於單件小批生（shēng）產。

（2）調（diào）整（zhěng）法

通過預先（xiān）調整好機床、夾具、工件和刀（dāo）具（jù）的相對位置獲得所需尺寸。此法生產率高，主要用於大批大量生產。

3、減小刀具磨損（sǔn）

在刀（dāo）具尺寸磨損（sǔn）達到急劇磨損（sǔn）階段（duàn）前就必須重新磨刀。

4、減少傳（chuán）動（dòng）鏈傳動誤差

（1）傳動件數少，傳（chuán）動鏈短，傳動精度高；

（2）采用降速傳（chuán）動，是保證傳動精度的重要原則，且越接（jiē）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（dòng）件。

5、減小（xiǎo）工藝係統的受力（lì）變（biàn）形

（1）提（tí）高係統的剛度，特別是提高工藝（yì）係統中薄弱環節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量（liàng）減少連接麵的數目；

②防止有局（jú）部低剛度環節（jiē）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（de）接（jiē）觸（chù）剛度

①提高機床部（bù）件中零件間（jiān）結合麵的質量；

②給機床部件以預加載荷（hé）；

③提高工件定位基準麵的精度和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的（de）裝（zhuāng）夾和（hé）定位方式

（2）減小載荷及其變化

1）合理選（xuǎn）擇（zé）刀具幾何參數和（hé）切削用量，以減小切削（xuē）力；

2）毛胚分組（zǔ），盡量使調整中毛（máo）胚加工（gōng）餘量均勻。

6、減少殘餘應力

（1）增加（jiā）消除內應力的熱處（chù）理工序；

（2）合理安排工藝過程。

7、減小工藝係統熱變（biàn）形

（1）采用（yòng）合理的機床部件結構及裝配基準

1）采用熱對稱結構——在變速箱中，將（jiāng）軸、軸承、傳動齒輪等對稱布（bù）置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減小；

2）合理選擇機床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離（lí）熱源

1）采（cǎi）用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時（shí），將粗精加工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床分離出（chū）去，減少機床熱變形；

4）對主（zhǔ）軸（zhóu）軸承、絲杆螺（luó）母副、高速運動的導軌副等不能分離的熱源（yuán），從（cóng）結構、潤滑等方麵改善其（qí）摩擦特性，減少發熱或（huò）用隔熱材料；

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（píng）衡

（3）控製（zhì）環境溫度

二、加工精度誤差的原（yuán）因

1、加工原理誤差

加工原理誤差是指（zhǐ）采用了近似的（de）刀刃（rèn）輪廓或近似的傳動關（guān）係進行（háng）加工而產生的誤（wù）差（chà）。加工原理誤差多出現於（yú）螺紋、齒輪（lún）、複雜曲麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製（zhì）造方便，采用了阿基米德基本蝸杆（gǎn）或法向直（zhí）廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸（jiàn）開線齒形產生了誤差。又如車削模數蝸（wō）杆時，由於蝸杆的螺距等（děng）於蝸輪的周節（即 mπ），其（qí）中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的（de），選擇配換齒輪時隻能將π化為近似（sì）的分數值（π =3.1415）計算，這就（jiù）將引起刀具對於工件成形運動（螺旋運動）的不（bú）準確，造成螺（luó）距誤差。

在（zài）加工中（zhōng），一般采用近（jìn）似加工，在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提（tí）下（xià）（《=10%-15%尺寸公差），來提高生產率和經濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差是指由於調整不準確而產生（shēng）的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主（zhǔ）要指：

（1）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的製造誤差（chà）；

（2）夾具裝配後，以上各種元件（jiàn）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（de）磨損。

4、機床誤差

機床誤差是（shì）指機床的製（zhì）造誤差、安（ān）裝誤差（chà）和磨損。主要（yào）包括機床導軌導向誤差、機（jī）床主軸回轉誤差、機（jī）床傳動（dòng）鏈的（de）傳動誤差。

（1）機床導軌（guǐ）導向誤差

1）導軌導向精度——導軌（guǐ）副運動件實際運（yùn）動方向與理想運動方向的符合程度。主要包括：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和（hé）垂直麵（miàn）內的直線度Δz（彎（wān）曲）；

②前後兩導軌的平行（háng）度（扭曲）；

③ 導軌對主軸回轉軸線在水平麵內和垂直麵內的平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精度對切削加工的影響

主要考慮導（dǎo）軌誤差引起刀具（jù）與工件在誤差敏感（gǎn）方向的相（xiàng）對位（wèi）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（de）導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時誤差敏感（gǎn）方向（xiàng）隨刀具回轉而變（biàn）化；刨削加（jiā）工時誤差敏感方向為垂（chuí）直方向，床身導軌在垂直（zhí）平麵內（nèi）的直線度引（yǐn）起加工表麵直線度和平麵度誤差（chà）。

（2）機床主軸（zhóu）回轉誤（wù）差

機床主軸回轉誤差是指（zhǐ）實際（jì）回轉軸（zhóu）線對於理想回轉軸線的漂移。主要（yào）包括主軸端麵圓（yuán）跳（tiào）動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。

1）主軸端麵（miàn）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（shēng）端麵與圓柱麵軸線垂直度誤差或（huò）端麵平麵度誤差；

③加工螺紋（wén）時，將產生螺距周期（qī）誤差。

2）主軸徑向圓跳動對加工精度的影（yǐng）響：

①若（ruò）徑向回轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標方向上作簡諧（xié）直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓（yuán）形孔，圓度（dù）誤差為徑向（xiàng）圓跳動幅值（zhí）；而車床車出的（de）孔沒什麽影響；

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

3）主軸幾何軸線傾角擺動對加（jiā）工精度的影響：

①幾何軸線相對於平均軸線（xiàn）在空間成一定錐角（jiǎo）的圓錐軌跡，從各截麵看相當於幾何軸心繞（rào）平（píng）均軸心（xīn）作偏心運動（dòng），而從軸向看各處偏心值不同；

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

③實際上主（zhǔ）軸幾何軸線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鏈中首末（mò）兩端傳動元件之（zhī）間的相對運動誤差。

5、工藝係統受力變形

工藝（yì）係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等（děng）作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝係統各組（zǔ）成部分的相互（hù）位（wèi）置關係，導致加工誤差的產生（shēng），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（tǒng）的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸類零件（jiàn）來講，機床受力變形使加工（gōng）工件呈兩端（duān）粗（cū）、中間（jiān）細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工（gōng）軸類零件來講（jiǎng），工件受力變形使加工後（hòu）工件呈兩（liǎng）端細、中間粗的（de）鼓形。而（ér）對加工孔類零件來講，單獨考慮機床或（huò）工件的變（biàn）形，加工後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊（jǐn）力對加工精度的影響

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

6、刀具的（de）製造誤差和磨損（sǔn）

刀具誤差對加（jiā）工精度的影響根據刀具的種類不同而異。

（1）定尺寸刀具（jù）（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（chǐ）寸精度（dù）。

（2）成型（xíng）刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等（děng））的形（xíng）狀精（jīng）度將直接影響工件的形狀精度。

（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤（wù）差會影響加工表麵的（de）形狀精（jīng）度。

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑（xǐ）刀），其製造精度對加工精度無直（zhí）接影響，但刀具易磨損。

7、加工現場環境影響

加工現場往往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位（wèi）麵或定位孔位置就會影響（xiǎng）零件加（jiā）工精度，對於高精度加工，一些細小（xiǎo）到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識（shí）別出來但並無十分到（dào）位的方法來杜絕，往往對操作員（yuán）的作業手（shǒu）法依賴很高。

8、工藝係統的熱變形

在加工過程中，由於內部（bù）熱源（切削（xuē）熱、摩擦熱）或（huò）外部熱源（環境溫度、熱輻射）產熱使工藝係統受熱而發生變（biàn）形，從（cóng）而影響加工（gōng）精度。在大型工（gōng）件加工和精密加（jiā）工中， 工藝（yì）係統（tǒng）熱變形引起的加工誤差占加工（gōng）總誤差的40%-70%。

工（gōng）件熱變（biàn）形對加工金的的影響（xiǎng）包括工件均勻受熱和工件不均勻受（shòu）熱兩種。

9、工件內部的殘餘應（yīng）力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過程中產生（shēng）的殘（cán）餘應力（lì）；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的（de）殘餘（yú）應力。