CNC數控加工精度詳解及解（jiě）決措施

精密度

指使用同（tóng）種備用樣品進行重複測定（dìng）所得（dé）到的結果（guǒ）之間的重現（xiàn）性（xìng）、一致性。有可能精密度高，但精確度是不準確的。例如，使用（yòng）1mm的長度進行測定得到的三（sān）個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密（mì）度高，但卻是不準確的（de）。

準確度表示測量結（jié）果的（de）正確性，精密度表示測量結（jié）果的重複性（xìng）和重現性，精密度是準確度的前提條件。

精度（dù）的定義

一般說來，精度是指機床（chuáng）將刀尖點定位至程序目標點的能力。然而，測量這種定位能力的辦法很多，更為（wéi）重要的是，不（bú）同的國家有不同的規定。

日本機床生產商：標定“精度”時，通常（cháng）采用（yòng）JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通（tōng）用機床和普通數控機床，JISB6336一般用於加工中心（xīn），JISB6338則一般用於（yú）立式加工中心。

當標定一台數控機床的精度時，非常有必要將其采用的標準一同標注出來（lái）。采用JIS標準，其數據比用美國的NMTBA標準（zhǔn）或（huò）德國VDI標準明顯偏小。

同樣的指標，不（bú）同的含義

經常容易混淆的是：同樣的指（zhǐ）標名在不同（tóng）的精（jīng）度標準中代表不同的（de）意義，不同（tóng）的指標名卻具（jù）有相同（tóng）的含義。上述（shù）4種標準（zhǔn），除JIS標準之外，皆是在機床數控軸上對多目標點進行多（duō）回合測量之後，通過數學統計計算出來的，其關鍵不同點在於（yú）:目標點的數量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此（cǐ）點（diǎn）尤為重要)

精度指標及其它指標的計算（suàn）方法

這是4種標（biāo）準的關鍵區別點描述，正如人們所期待的，總有一天，所有機床生產商都統（tǒng）一遵循ISO標（biāo）準。因此，這裏選擇（zé）ISO標準作為基準。下（xià）表中對4種標準進行了比較，本文僅涉及線（xiàn）性精度，因為旋（xuán）轉精度的（de）計算原理與之基本一致。

機械（xiè）加工產生誤差的主要原因

1、主軸回（huí）轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸各（gè）瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸（zhóu）徑向回轉誤差的主要原因（yīn）有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身（shēn）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（shàng）確定各機床部件相對位置關係的基準（zhǔn），也是機床運動的基準。導軌的不均勻磨損（sǔn）和安裝質量，也是造成導（dǎo）軌誤差的重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動（dòng）鏈的傳動誤差是指內聯係的傳動（dòng）鏈中首末（mò）兩端傳動元（yuán）件之間相對運動（dòng）的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組（zǔ）成環節的製造和裝配誤（wù）差以及使用（yòng）過程（chéng）中的磨損所引起。

4、刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過程（chéng）中，都不可避（bì）免（miǎn）要產生磨損，並由此引起工件尺（chǐ）寸（cùn）和形狀（zhuàng）的改變。

5、定位（wèi）誤差。一是基準不（bú）重合誤差。在零件圖上用來確定某一表麵尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表麵加（jiā）工後的尺寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，需（xū）選擇工件上若幹幾何要（yào）素作為（wéi）加工時（shí）的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準（zhǔn）不重合誤差。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變形（xíng）產生的誤差。一是工件剛度。工藝係統中如（rú）果工件剛（gāng）度相對於機床（chuáng）、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用（yòng）下，工件由（yóu）於剛度不足而引起的變形對加工精度的影響（xiǎng）就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上（shàng）的剛度很大，其（qí）變形可（kě）以忽略不計（jì）。鏜（táng）直徑較小（xiǎo）的內孔，刀杆剛度很差（chà），刀（dāo）杆受力變（biàn）形對孔加工精度就有很大影響。三是機（jī）床部件剛度。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法，目前主要（yào）還是用實驗方法來測定機床部件剛度。

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精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中（zhōng），由熱變形所引起的加工誤（wù）差有時可占工件總誤差的50%。

8、調整誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工（gōng）藝係統進行（háng）這樣或那樣的（de）調整工作。由於調整不可能絕對的準確，因而產生調（diào）整誤差。在工（gōng）藝係統中，工（gōng）件、刀具在機（jī）床（chuáng）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（de）。當（dāng）機床（chuáng）、刀具、夾具和工件毛坯（pī）等的原始精度（dù）都達到工藝要（yào）求而又不考慮動態因素時，調（diào）整誤差的影（yǐng）響，對（duì）加工精度起到決定性的作（zuò）用。

9、測量誤差。零件在加工時或加工後進行測量時，由於測量方法、量具精度以及工件和主客（kè）觀因素都直接影（yǐng）響測量（liàng）精度。

提高加工精度的工藝措施

1、減少（shǎo）原始誤（wù）差

提高零件加工所使用機床的幾何精度，提（tí）高夾具、量具及工具本身精度（dù），控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內（nèi）應力引起的變形、測量誤差等均屬（shǔ）於直接減少原始誤差。為了提（tí）高機械加工精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根（gēn）據不同情況（kuàng）對造成加工誤差（chà）的主要原始誤差采取不同的措施解決。對於精密零件（jiàn）的加工（gōng）應盡可能提高所使用（yòng）精密機床的幾何精度、剛度和控製加工熱（rè）變（biàn）形;對具（jù）有成形表麵的（de）零件加工，則主要（yào）是如何減少成形刀具形（xíng）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種基本方法。它是在查明產生加工（gōng）誤差的主要因素之後，設法消除或減（jiǎn）少這些因素。例（lì）如細長軸的車削，現在采用了大走刀反（fǎn）向車削法，基本（běn）消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂（dǐng）尖，則可進（jìn）一步消除熱變形引起的熱伸長（zhǎng）的（de）影響。

2、補（bǔ）償原始誤差

誤（wù）差（chà）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原始誤差。當原始（shǐ）誤差是負（fù）值時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（qù）抵（dǐ）消另一種原始（shǐ）誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，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

誤差轉移法實質上是轉移工藝（yì）係統的幾（jǐ）何（hé）誤（wù）差、受力變形和熱變形等。誤差（chà）轉移法的實例很多（duō）。如（rú）當機床精度（dù）達不到零件加工要求（qiú）時（shí），常常不是（shì）一味提高機床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使機床的幾（jǐ）何誤差轉移到不影響加工精度的方麵去。如磨削主（zhǔ）軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不是靠機床（chuáng）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動聯接（jiē）以（yǐ）後，機（jī）床主軸的原始誤差就被（bèi）轉移掉了（le）。

4、均分原始誤差

在加工中，由於毛坯或上道工序誤差的存在，往往造（zào）成本工序的加工誤差，或者由（yóu）於工件材料性能改變（biàn），或者上道工（gōng）序的工藝改變（如（rú）毛坯精化後，把原來（lái）的切削加工工（gōng）序取消），引起原始誤差發生較大的（de）變化。解決這個問（wèn）題，最好是采用分（fèn）組調整均分誤差的辦法。這種（zhǒng）辦法的（de）實質（zhì）就是把（bǎ）原始誤差按其大小均分為n 組，每組毛坯誤差（chà）範圍就縮小為原來的1/n，然（rán）後按各組（zǔ）分別調整（zhěng）加工。

5、均化原始誤差

對（duì）配合（hé）精度要求很高的軸（zhóu）和孔，常采用研磨（mó）工藝。研具本身並不要求具有高精（jīng）度，但它能（néng）在和工件做相對運動過（guò）程（chéng）中對工件進（jìn）行微（wēi）量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終（zhōng）使（shǐ）工件達到很高的精度（dù）。這種表麵間的摩擦和磨損的過程，就是誤差（chà）不斷減少的過程，這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切聯係的表麵相互比較，相互檢查從對比（bǐ）中找出差異，然後進行相互修正或互為基準加工，使工件被加工表麵的誤差不斷縮小和均化（huà）。在生產中（zhōng），許多精密基準件（jiàn）（如（rú）平板、直（zhí）尺（chǐ）等）都是利用誤差均化法加工出（chū）來的。

6、就地加工法

在加工和裝配中，有些精度問（wèn）題牽（qiān）涉到零件或部件間的相互關係，相當複（fù）雜，如果一味地提高（gāo）零、部件本身精度，有時不僅困（kùn）難，甚（shèn）至（zhì）不可能（néng），若采（cǎi）用就地加工法（也稱自身加工修配法（fǎ）），就可能（néng）很方便地（dì）解決（jué）看起來非常困難的精度（dù）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（jīng）度的有效措施。