CNC數控加工精度詳解及（jí）解決措施

精密度

指使用同種備用樣品進（jìn）行重複測定所得（dé）到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密度高，但精確度是不準確的。例如，使用1mm的長度（dù）進行測定得到的三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密度高，但（dàn）卻是不（bú）準確的。

準確度表示測量結果的（de）正確性，精密度（dù）表示測量結果的重（chóng）複性和重現性，精密度是準確度的前（qián）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程序目標點的（de）能力。然而，測量這（zhè）種定位能力的辦法很（hěn）多，更為重要的是，不同的國家有不同的規定（dìng）。

日（rì）本機床生（shēng）產商：標定“精度（dù）”時，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用機床（chuáng）和普通數控機床，JISB6336一般用於加工中（zhōng）心，JISB6338則（zé）一般用（yòng）於立式加工中心。

當標定一台數控機床的精度時，非常有（yǒu）必要將其采用的（de）標準一同標注出來。采用（yòng）JIS標準，其數據比用（yòng）美國的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏小。

同樣的指標，不（bú）同的含義

經常（cháng）容易（yì）混淆的是：同樣的指標名在不同的精度標準（zhǔn）中代表不同的意義，不同的指標名卻（què）具有相同（tóng）的含義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在機床數控軸上對多目標點進行多回合測量之後，通過數學統計計（jì）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（jìn）目標（biāo）點(此（cǐ）點尤為重要)

精度指標及其它（tā）指（zhǐ）標（biāo）的計算（suàn）方法

這是4種標準的關鍵區別點描述，正如人們所期（qī）待的，總（zǒng）有一天，所有機床生產商（shāng）都統一（yī）遵循ISO標（biāo）準。因此，這（zhè）裏選擇ISO標準作（zuò）為基準。下表中對4種標準進行了比較，本文僅涉（shè）及線（xiàn）性精度（dù），因為旋轉精度的（de）計算原理與之基本一致。

機械加工產生誤差的主要原因

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

2、導（dǎo）軌誤（wù）差。導軌是機床上確定各機（jī）床部件相對位置關係的基（jī）準，也是機床運動的基（jī）準。導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重（chóng）要因素（sù）。

3、傳（chuán）動鏈誤差（chà）。傳動鏈的傳動誤（wù）差是指（zhǐ）內聯係（xì）的傳動鏈中首末兩端傳動（dòng）元件之間相對運動的（de）誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和裝配誤差以及使用過程（chéng）中（zhōng）的磨損所引起。

4、刀具的幾何誤差（chà）。任何（hé）刀具在切削過程中，都不可避免要產生磨損，並由此引起工件尺寸和形（xíng）狀（zhuàng）的（de）改變。

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

6、工藝係（xì）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於機床、刀具、夾具來說比較（jiào）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（jiā）工精度的影響（xiǎng）就比較大。二是刀具剛度。外圓（yuán）車刀在加工表麵法線方向上的剛度（dù）很大，其變形可以（yǐ）忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛（gāng）度（dù）很差，刀杆受力變形對孔加（jiā）工精度就（jiù）有很大影響。三是機床部件剛度。機床部件由許多零件組成（chéng），機（jī）床部件剛度（dù）迄今尚無合適的簡易計算方法，目前主要（yào）還是（shì）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。工藝係統熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精（jīng）密加工和大件加工中，由（yóu）熱變形所引起（qǐ）的（de）加工誤差有時可占工件（jiàn）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（háng）這樣或那樣的調整工（gōng）作（zuò）。由（yóu）於調整不可能絕對的準確，因而產生（shēng）調整誤差。在工藝係統中，工件、刀具在機床上的互相位置（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、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不（bú）考慮（lǜ）動態因素時，調整誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

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

提（tí）高加工精度的工藝措施

1、減少原始誤差

提高零（líng）件加工所使用機床的幾（jǐ）何精度，提高夾具、量具及工具本身精度，控製工藝（yì）係統受力、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誤差（chà）。為（wéi）了提高機械加（jiā）工（gōng）精度，需對產生加工（gōng）誤差的各項原（yuán）始誤差進行分析，根據不同情況（kuàng）對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對於精密零件的加工應盡（jìn）可能提（tí）高（gāo）所使用精密（mì）機床的幾何精度、剛度和控製加工熱變形;對具有成形表麵的零（líng）件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤（wù）差和刀具的（de）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誤差的（de）主要（yào）因素之後，設法消除或減少（shǎo）這些因素。例如細長軸（zhóu）的車削，現（xiàn）在采用了（le）大走刀反向車削法，基（jī）本（běn）消除了（le）軸向切削（xuē）力引起的彎曲變形。若（ruò）輔之以彈簧頂尖，則可進一步（bù）消除熱變形引起的（de）熱伸長的影響（xiǎng）。

2、補償原始（shǐ）誤差

誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消（xiāo）原來工藝係統中的原始誤差。當原始（shǐ）誤差（chà）是負值時人為的誤差就取（qǔ）正值，反之，取負值，並盡量使（shǐ）兩者大小相等；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（zhuǎn）移法實（shí）質上是轉移工藝（yì）係統的幾何誤差、受力變（biàn）形和熱變（biàn）形等。誤差轉（zhuǎn）移法的實例很多。如當機床精（jīng）度達不到零件（jiàn）加工要求時，常常不（bú）是一味提高機床精度，而是從工藝（yì）上或夾具上想辦法，創造條件，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和軸頸的同軸度，不是靠機床主軸（zhóu）的回轉精度來保證，而是靠夾具（jù）保證。當機床主（zhǔ）軸與工（gōng）件之間用浮（fú）動聯接以後，機床主軸的原始（shǐ）誤差就（jiù）被轉移掉了。

4、均分原始誤差

在加工中，由（yóu）於毛坯或上道工序誤差的存在，往往造成（chéng）本工序的加（jiā）工誤差，或者由於工件材料性能改變，或者上道工序的（de）工藝改變（如（rú）毛坯精化後，把（bǎ）原來的切削加工（gōng）工序取消），引起原始誤差發生較大（dà）的變化。解決這個問題，最好是采用分組調（diào）整（zhěng）均分誤（wù）差的辦法。這種辦法（fǎ）的實（shí）質就是把原始誤差按其大小均分（fèn）為（wéi）n 組，每組毛坯誤差範圍就（jiù）縮（suō）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（hé）孔，常（cháng）采用研磨工藝（yì）。研具本身並（bìng）不要求具有高精度，但它（tā）能（néng）在和工件做相對運動過程中對（duì）工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表麵間的摩擦和磨損的（de）過程，就是誤（wù）差不斷減少的過程，這就是誤差均化法。它的（de）實質就是利用有密切聯係的（de）表麵相互比較，相互檢查從對比中（zhōng）找出差異，然後進行相互修正或（huò）互為基準加工，使工件被加工表麵的誤差不（bú）斷縮小和均化。在生（shēng）產中，許多精密基準件（如（rú）平板、直尺等）都是利用誤差均化法加工出來的。

6、就地加工法

在加工和裝配（pèi）中（zhōng），有些精度問題牽涉到零件或部件間的相互關係，相當複雜（zá），如果（guǒ）一（yī）味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身加（jiā）工修配法），就（jiù）可（kě）能很（hěn）方便地解決看起來非常困難的精度（dù）問題。就（jiù）地加工法在機械零（líng）件加工中常用來作為保（bǎo）證零件加工精度的有效措（cuò）施。