​數控機床加工精度常用的基本（běn）知識

加工精度主要用於生產產品（pǐn）程度，加工（gōng）精度與加工誤差都是評價（jià）加（jiā）工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差用數值表示，數（shù）值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤（wù）差小，反之亦然。公差等級（jí）從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其（qí）中（zhōng）IT01表示（shì）的話該零件加工精度最高的，IT18表示（shì）的話該零件加工精度是最低（dī）的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中（zhōng）等級別。

任何加工方法所得到的實際參數都不會絕對準確，從零件的功能看，隻要（yào）加工誤差在零件（jiàn）圖要求的公差範圍內，就認為保證了加工精度。

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

機械加工精度是指零件加工後的實際幾（jǐ）何（hé）參數（尺寸、形狀（zhuàng）和位置（zhì））與理想幾何參數（shù）相符（fú）合的程度。它們之間的（de）差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反（fǎn）映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工（gōng）精度越高。

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部件的（de）製（zhì）造精（jīng）度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用高精度的滾動軸（zhóu）承；

②采用（yòng）高（gāo）精度的多（duō）油鍥動壓軸（zhóu）承；

③采用高精度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承（chéng）相配件的精度：

①提（tí）高箱體（tǐ）支撐孔、主軸軸頸的加（jiā）工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度；

③測量及調節相應件的徑向（xiàng）跳動範圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸（zhóu）承適當預緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差（chà）。

（3）使主軸回轉精度不（bú）反映（yìng）到（dào）工件上。

2、對工藝係統進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反複直至達到所需尺寸。此法生產效率低，主要用於單件（jiàn）小批生產。

（2）調（diào）整法

通過預先調整好機（jī）床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。此法（fǎ）生產率高，主要用於大批大（dà）量生產（chǎn）。

3、減小刀具磨損

在刀具尺寸（cùn）磨損達到急劇磨損（sǔn）階段前就必須重（chóng）新磨刀。

4、減少傳動鏈（liàn）傳動誤差

（1）傳動件數少，傳動鏈短，傳動精度高；

（2）采用降速傳動，是保證傳（chuán）動精度的重要原則，且越接近末端的傳動副，其傳動比應越小；

（3）末端件精度（dù）應高於其（qí）他傳動件。

5、減小工藝係統（tǒng）的受力變形

（1）提高係統的剛度，特別是提高工藝係統中薄弱環節的剛度

1）合理的結構設（shè）計

①盡量減（jiǎn）少連接麵的數（shù）目；

②防止（zhǐ）有局部低剛度環節出現；

③應合理選（xuǎn）擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵（miàn）的接觸剛度

①提高機床部件中零件間結合麵的質量；

②給機床部件以預加載荷；

③提高工件（jiàn）定（dìng）位基準（zhǔn）麵的精度和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的（de）裝夾和定位方式

（2）減小載荷及其變化

1）合理選擇刀具幾（jǐ）何參數和切削用量，以減小切削力；

2）毛胚分組，盡量使調整中毛胚加工餘量均勻。

6、減少殘餘應力

（1）增加消除內應力的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過程。

7、減小工藝係統熱（rè）變形

（1）采用合理（lǐ）的機床部件結構及裝配基準

1）采用熱對稱（chēng）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（jun1）勻，箱（xiāng）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）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺（luó）母副、高速運動的導軌副等不（bú）能分離的熱（rè）源，從結構、潤滑等（děng）方麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔熱材料（liào）；

5）采用強製式風冷、水冷等散熱措施。

（1）均衡（héng）溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製環境溫度

二、加工精度誤差的（de）原因

1、加工原理誤差

加工原（yuán）理誤差是指采（cǎi）用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動關係進行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。

例如，加工（gōng）漸開線齒輪（lún）用的（de）齒輪滾刀，為使滾刀製造方便，采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代（dài）替漸開線基本（běn）蝸杆，使齒輪（lún）漸開線齒形產生了誤差。又如車削模（mó）數蝸杆時，由（yóu）於蝸杆的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一（yī）個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇配（pèi）換齒（chǐ）輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對於工（gōng）件成（chéng）形運動（螺旋運動）的不（bú）準確，造成（chéng）螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可以滿足（zú）加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺寸公（gōng）差），來（lái）提（tí）高生產率和經濟性。

2、調整誤差

機床的（de）調整誤差是指由於調整不準確而產生的（de）誤差。

3、夾具的（de）製造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

（1）定位元件、刀具導向元件（jiàn）、分度（dù）機構、夾具體等的製造誤差；

（2）夾（jiá）具裝配後，以上各種元件工作（zuò）麵間的（de）相對尺寸誤差；

（3）夾具在使用過程中工作表麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤差是指機床的製（zhì）造誤差、安裝（zhuāng）誤差和磨（mó）損。主要包括（kuò）機床（chuáng）導軌導向（xiàng）誤差、機床主（zhǔ）軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳（chuán）動誤（wù）差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導（dǎo）軌導向精（jīng）度——導軌副運動件實際運動方向與理想運動方（fāng）向的符合程度。主要包括：

① 導（dǎo）軌在水平麵內直線（xiàn）度Δy和垂直麵內的直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌的平行度（扭曲）；

③ 導軌對主軸回轉軸線在水平麵內和垂直麵（miàn）內的（de）平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精（jīng）度對切削加工的影響

主要考慮導軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感（gǎn）方向（xiàng）的（de）相對位移。車削加工時誤差敏（mǐn）感方（fāng）向為水（shuǐ）平方向，垂直方向（xiàng）引起（qǐ）的導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時誤差敏感方向隨刀具回轉而變化（huà）；刨削加工時誤差敏感方向為垂直方向，床身導軌在垂直（zhí）平麵內（nèi）的直線度引起加工表麵直線度和平麵度誤差。

（2）機床主軸回轉誤（wù）差

機床（chuáng）主軸回轉（zhuǎn）誤差是指實際回轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳動（dòng）、主軸徑向（xiàng）圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動（dòng）。

1）主（zhǔ）軸端（duān）麵圓跳動對加工精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響；

②車、鏜（táng）端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直度誤（wù）差或端麵平麵度誤差；

③加工螺紋時，將產生螺距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳動對加工（gōng）精度的影響：

①若徑（jìng）向回（huí）轉誤差表現為（wéi）其實際軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線（xiàn）運動，鏜床鏜出的孔為（wéi）橢圓形孔，圓度誤差為（wéi）徑向圓跳動幅值；而車床車（chē）出的孔沒什麽影響（xiǎng）；

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無論車、鏜都能得到一個半徑（jìng）為刀尖到平均軸線距離的圓。

3）主軸（zhóu）幾何軸線傾角擺動對加工精度的影響：

①幾何軸線相對於平均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從（cóng）各截麵看相當於幾何軸心繞平（píng）均軸心作偏（piān）心運動，而從軸向看各處（chù）偏心（xīn）值不同（tóng）；

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

③實際上主軸幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的疊加（jiā）。

（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）兩端傳動元件之間的相對運動誤差。

5、工藝係統受力變形

工藝係統（tǒng）在切削力（lì）、夾緊力（lì）、重力（lì）和慣性力等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝係統各組成部分的相互位置關係，導致（zhì）加工誤（wù）差的產生，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（gōng）藝係統的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工（gōng）軸類零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的（de）鞍形（xíng），即產生圓柱度誤差。隻（zhī）考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件受力變形（xíng）使（shǐ）加工（gōng）後（hòu）工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而對（duì）加工（gōng）孔類零件來講，單（dān）獨考慮機床或（huò）工件的變形，加工後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊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力著力點不當，使工件產生相應的變形，造成的加工誤（wù）差。

6、刀具的製造誤差和磨損

刀具誤差對（duì）加工精度的影響根據刀具的種類不同而異。

（1）定尺寸刀具（如鑽頭（tóu）、鉸刀、鍵槽銑刀及圓（yuán）拉刀等）的（de）尺寸精度直（zhí）接（jiē）影響工件（jiàn）的尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪（lún）等）的形（xíng）狀（zhuàng）精度（dù）將直接影響工件的形（xíng）狀精度。

（3）展成刀（dāo）具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀（dāo）、插齒（chǐ）刀具等）的刀刃形狀誤差（chà）會影響加工表（biǎo）麵的形狀精度。

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀（dāo）），其製造精度對加（jiā）工精度無（wú）直接（jiē）影響，但刀（dāo）具易磨損。

7、加工（gōng）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（yǔ）零件定位麵（miàn）或定位孔位置就會影響零件加工精度（dù），對於高精度加工，一（yī）些細小到目視不到（dào）的金（jīn）屬屑都會影響到精度。這個（gè）影響因素（sù）會（huì）被識別出來（lái）但並無十分到位的方法來杜絕，往往對操作員的（de）作業手法依賴很高。

8、工藝係統的熱變形

在加（jiā）工過程中，由（yóu）於內（nèi）部熱源（切削熱（rè）、摩擦（cā）熱）或外部熱源（環境溫度、熱輻射）產熱使工藝係統受熱而發生變形，從而影（yǐng）響加工精度。在大型工件加（jiā）工和精密加工中， 工藝係統熱變形引起的加工（gōng）誤差占加工總誤差的40%-70%。

工（gōng）件熱（rè）變形對加工金的的影響包括（kuò）工件均勻受熱和工件（jiàn）不均勻（yún）受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力

殘（cán）餘應力的產生：

（1）毛胚製（zhì）造和熱（rè）處（chù）理過程中（zhōng）產生的殘餘應力；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切（qiē）削加工帶（dài）來的殘餘應力。