CNC數控加工精度詳解（jiě）及（jí）解決措施

精密度（dù）

指使用同種備用樣品進行重複測定所得到（dào）的結果之間的重現（xiàn）性、一致性。有可能精密（mì）度高，但精確度是不準確（què）的。例如，使用1mm的長度進行（háng）測定得到的三個結果分（fèn）別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密度高（gāo），但卻是不準確的。

準確度表示測量結果的正確性，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（zhǐ）機（jī）床將刀尖點定位（wèi）至程（chéng）序目標點的能力。然而，測量這種定位能力（lì）的辦法很多，更為重要的是，不同的國家有不同的規定。

日本機床（chuáng）生（shēng）產（chǎn）商：標定“精（jīng）度”時（shí），通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用（yòng）機床和普通數（shù）控機床，JISB6336一般用於加工中（zhōng）心，JISB6338則一般用於立（lì）式加工中心（xīn）。

當標定一台數控（kòng）機床的精（jīng）度時，非常有必（bì）要將其采用的標準一同標注（zhù）出來。采用JIS標準，其數據比用美國（guó）的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏小。

同（tóng）樣的指標，不同的含（hán）義（yì）

經常容易混淆的是：同樣的（de）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含義。上述4種標準，除JIS標準之（zhī）外，皆是在機床數控軸（zhóu）上對多目標點進行多回合測量之（zhī）後（hòu），通過數學統計計算出來的，其關鍵不同點在於:目標點的數量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此（cǐ）點尤為（wéi）重要)

精度（dù）指標（biāo）及（jí）其它指標的計算方法（fǎ）

這是4種（zhǒng）標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一遵循ISO標準。因此，這裏選（xuǎn）擇ISO標（biāo）準作為基準。下（xià）表中對4種標準進（jìn）行了（le）比較，本文僅涉及線性精度，因為旋轉精度的計算原理（lǐ）與之基本一致。

機械（xiè）加工產生誤差的主要（yào）原因

1、主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸（zhóu）各瞬間的實際回轉軸線相對其（qí）平均回轉軸線（xiàn）的（de）變動（dòng）量。產生主軸徑（jìng）向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本（běn）身的各種誤差、軸承（chéng）之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導（dǎo）軌是機（jī）床上確定（dìng）各（gè）機床部件（jiàn）相對位置關係（xì）的基準，也是機床運動的基準。導軌的不均勻磨（mó）損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因（yīn）素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤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（dòng）的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各（gè）組成環節（jiē）的製造（zào）和裝配誤差以及（jí）使用過程中的（de）磨損（sǔn）所引起。

4、刀具的幾何誤差。任何刀具在切（qiē）削（xuē）過程中，都不可避免要（yào）產生磨損，並由此引起工件尺寸（cùn）和形狀的改變。

5、定位誤差。一是基準（zhǔn）不重（chóng）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（zhǔn）稱為設計（jì）基準。在工序圖上用（yòng）來確（què）定本工序被（bèi）加工表麵加工後的尺寸（cùn）、位置所依據的基準稱為工序基準（zhǔn）。在機床上（shàng）對工件進行（háng）加工時，需選擇工（gōng）件上若幹幾何要素作為加工（gōng）時的定位基準（zhǔn），如果所選用的定位基準（zhǔn）與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副製（zhì）造不準確誤差（chà）。

6、工藝係統受力變形產生的誤差。一是工件剛度。工藝係統中如果工件剛度相對（duì）於機床、刀具、夾具來說比較低（dī），在（zài）切削力的作用下，工件由於剛度不足而引起的變（biàn）形對加工精度的影響就比較大。二（èr）是（shì）刀（dāo）具剛度。外（wài）圓車刀在加工表麵法線方向（xiàng）上的剛度很大，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差，刀杆受力變形對（duì）孔（kǒng）加工精度就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部件由許多（duō）零件組成，機床部件剛度迄今尚（shàng）無合適的簡易計算方法，目前主要還是用（yòng）實驗方法來測定機床部件剛度。

7、工藝（yì）係統受（shòu）熱（rè）變形引起的（de）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（gōng）和大（dà）件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有（yǒu）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（xù）中，總要對工藝係統進行這樣或（huò）那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的（de）準確，因而產生調整誤差。在工藝係統中，工件、刀具在（zài）機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件（jiàn）等來保證的。當機床、刀（dāo）具、夾具和工（gōng）件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因（yīn）素時，調整誤（wù）差的（de）影響，對（duì）加工精度起到決（jué）定性的作用。

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

提高加工精度的工藝措施

1、減少原始誤差

提高零件加工所使（shǐ）用機床的幾何精度，提高夾具、量具及（jí）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（cè）量誤差（chà）等均屬（shǔ）於（yú）直接減少原始（shǐ）誤差。為了提高機械加工精度（dù），需（xū）對產生加工誤差的各項原始誤（wù）差進行分（fèn）析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤（wù）差采取（qǔ）不同（tóng）的（de）措施解決。對於精密（mì）零件（jiàn）的加工應盡（jìn）可能提（tí）高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控製加工熱變形;對（duì）具有成形表（biǎo）麵的零件加工，則主要是如何減（jiǎn）少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤（wù）差。這種方法是生產中應用較（jiào）廣的一種基本方法。它是（shì）在查明產生加工誤差的主要因（yīn）素之後，設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，現（xiàn）在采用了大走刀反（fǎn）向車削法，基本消除了軸（zhóu）向切削力引起的彎曲變形。若輔之以（yǐ）彈簧頂尖（jiān），則可進一步消除熱變形引起的熱伸（shēn）長的（de）影響。

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（chà），去抵消原來工（gōng）藝係統中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為（wéi）的誤（wù）差就取（qǔ）正值，反之，取負值，並盡（jìn）量使兩者大小相等；或者（zhě）利用一種原（yuán）始誤差去抵消（xiāo）另一種（zhǒng）原始誤（wù）差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減少（shǎo）加（jiā）工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原始誤差

誤（wù）差轉移法實質上（shàng）是轉移工藝係統的幾何誤差、受力變形和熱變（biàn）形（xíng）等。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度（dù）達不到零件加（jiā）工要求時，常常（cháng）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（chuàng）造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方麵去。如磨削主軸錐孔保證其（qí）和軸頸的（de）同（tóng）軸度，不是靠機床主軸的回轉精度來保（bǎo）證，而是靠夾具保證。當機床主軸與（yǔ）工件之間用浮動聯接以後，機（jī）床主軸的（de）原始誤差就被轉移掉了。

4、均（jun1）分原始誤差

在加工（gōng）中，由（yóu）於（yú）毛坯或上道工（gōng）序誤差的（de）存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由於（yú）工件材料性（xìng）能改（gǎi）變，或者上道工序（xù）的工藝改變（如毛坯（pī）精化後（hòu），把原來（lái）的（de）切削加工工序取消），引起原始誤差發（fā）生較大的變（biàn）化。解（jiě）決這個問題，最好是采用分組（zǔ）調整均分誤差的辦法。這（zhè）種辦（bàn）法（fǎ）的實（shí）質就是把原始（shǐ）誤差按其大小均分（fèn）為n 組，每（měi）組毛坯誤差範（fàn）圍就縮小為（wéi）原（yuán）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（jīng）度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具（jù）本身並不要求具（jù）有高精度，但它能在和（hé）工（gōng）件做相對運動過程中對工件（jiàn）進行微（wēi）量（liàng）切削，高點逐漸被（bèi）磨掉（當然，模具（jù）也被工件（jiàn）磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表（biǎo）麵間（jiān）的摩擦和磨損的過程（chéng），就是誤差不斷減少的過程，這就是誤（wù）差均化法。它的實質就是利用有密切聯係的表麵相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然後進行相互修正或互為基準加工，使工件（jiàn）被加工表麵的（de）誤差不斷縮小和均化。在生產中，許多精密基準（zhǔn）件（如平板、直尺等）都是利用誤差均化（huà）法加工出來（lái）的。

6、就地（dì）加（jiā）工法

在加工和裝配中，有些精度問題牽涉到零件或部件（jiàn）間（jiān）的相互（hù）關係，相（xiàng）當複（fù）雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚（shèn）至不可能，若采用就地加工法（也稱自身加工（gōng）修（xiū）配法），就可能很方便（biàn）地解決看起來非（fēi）常困難的精度問題。就地加工法（fǎ）在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精（jīng）度的有效措（cuò）施。