CNC數控加工精度詳解及（jí）解決措施

精密度

指使（shǐ）用同種備用樣品進行重複（fù）測定所得到的結果之間的重現性（xìng）、一致（zhì）性。有可能精密度（dù）高，但精確度是不準確（què）的（de）。例（lì）如，使用1mm的長度（dù）進行測（cè）定得到的（de）三個結果分別為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們的精密（mì）度高（gāo），但卻是不準確的。

準確度表示測量結（jié）果的正確性，精密度表示測量結果（guǒ）的重複（fù）性和（hé）重現性，精密度是（shì）準確度的前（qián）提條件。

精度的定義

一（yī）般說來，精度是指機床將刀尖點定位至程序目標點（diǎn）的能力。然而，測量這（zhè）種定位能力的辦法很多，更為（wéi）重要的是，不同（tóng）的國（guó）家有不同的（de）規（guī）定。

日本機床生產商（shāng）：標定“精度”時，通（tōng）常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用於通用機床（chuáng）和普通（tōng）數控機床，JISB6336一般用於加工中（zhōng）心，JISB6338則一般用於立（lì）式加工中心（xīn）。

當標定一台數控機床的精度時，非常有必要將其采（cǎi）用的標準一（yī）同（tóng）標注出來。采用JIS標準，其數據（jù）比用美國的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏小。

同樣的指（zhǐ）標，不同的含義

經常容易混淆的（de）是（shì）：同樣的指標（biāo）名在（zài）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（tóng）的含義。上（shàng）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（diǎn）進行（háng）多回合測量之後，通（tōng）過數學統計計算出（chū）來的，其關鍵不同點在（zài）於:目標點的數（shù）量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此點（diǎn）尤為重要)

精度（dù）指標及其它指標的（de）計算方法

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（yǒu）機床生產商都統一遵循ISO標準。因此，這裏選擇ISO標準作為基準。下表（biǎo）中對4種標準進行了比較，本文僅涉及線性（xìng）精度，因為旋轉精（jīng）度的計算原理與（yǔ）之基本一致。

機械加工產生誤（wù）差的主（zhǔ）要原因

1、主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際回（huí）轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主（zhǔ）軸徑向回轉誤差的（de）主要原因有（yǒu）：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（zhī）間的同軸度誤差、主軸撓度等（děng）。

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

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳（chuán）動誤差是指（zhǐ）內聯係（xì）的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和（hé）裝配誤差以及（jí）使用過程中的磨損所引起（qǐ）。

4、刀具的幾何（hé）誤差。任何刀具在切削過程中，都不可避免要產生磨損，並由此引起（qǐ）工件尺寸和形（xíng）狀的改變。

5、定位誤差。一是基準不重合誤差。在零件（jiàn）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（jī）準。在（zài）工序圖（tú）上用來確定本工序被加工表麵加工後的尺寸、位置所依據（jù）的基準稱為工序基準。在機（jī）床上對工件進行加工時，需選（xuǎn）擇工件上若幹幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選（xuǎn）用的定位基準與設計（jì）基準不重合，就（jiù）會產生基（jī）準不重合誤差。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統受力變形產生的誤差。一是工件剛度。工藝（yì）係統中如果工件剛度相對於機床、刀具、夾具來說（shuō）比（bǐ）較低，在切削力（lì）的作用下，工（gōng）件由於剛度不（bú）足而引起的變形對加工精度（dù）的（de）影響就比較大。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，其變形可以忽略（luè）不計。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差（chà），刀杆受力變形對孔加（jiā）工精度就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部件由（yóu）許多零件組成（chéng），機床（chuáng）部件剛度迄今尚無合適的簡易計（jì）算方（fāng）法，目（mù）前主（zhǔ）要還是（shì）用實驗方（fāng）法來測定機床（chuáng）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（jiào）大，特別是在精密加工（gōng）和大件加工中，由熱變形所引起的加（jiā）工誤差有時可占工件總誤（wù）差的50%。

8、調整誤差。在機械加工的（de）每一工序中，總要對工藝係統進行這樣或那樣的調整工作。由於調整不可能絕對的準確，因而產生調整誤（wù）差。在工藝係統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度（dù），是通過調整機床、刀具、夾（jiá）具或工件等來保證的。當（dāng）機（jī）床、刀具、夾（jiá）具和工件毛坯等的原始精度都達到（dào）工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加（jiā）工精度起到決定性（xìng）的作用。

9、測量誤差。零（líng）件在加工時或加工後（hòu）進行測量時（shí），由於測量（liàng）方法、量具精（jīng）度以及工件（jiàn）和主（zhǔ）客觀因素都（dōu）直接影響測量精（jīng）度（dù）。

提高（gāo）加工（gōng）精度的（de）工藝措施

1、減少原始誤（wù）差

提高零件加工所使（shǐ）用機床的（de）幾何精度，提高（gāo）夾具、量具及工具本身精度，控製工藝係統受力、受熱變形、刀具磨損、內應（yīng）力引起的變形、測量（liàng）誤（wù）差等均屬於直接減少原始誤差。為了提高機械加工精度，需對產生加工誤差的（de）各項原始誤差進（jìn）行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的（de）措施解決。對於精密（mì）零件的加工應盡可能提高所使用精密（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件（jiàn）加（jiā）工，則主要是如何減少成形刀具形狀（zhuàng）誤差和刀具的安裝誤差。這種方（fāng）法是生產中應用（yòng）較（jiào）廣的一種（zhǒng）基本方法。它是在查明產生加工誤差的（de）主要因素（sù）之後，設法消除或減少這些因素。例如細（xì）長軸的車削，現在采用（yòng）了大走刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔（fǔ）之以彈簧（huáng）頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的影（yǐng）響。

2、補償原始誤差

誤差補償法，是人為地造出一種新的（de）誤差（chà），去抵消（xiāo）原來工藝係統中的原（yuán）始誤差。當（dāng）原始誤差是負值（zhí）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抵消另一種原始誤差（chà），也是盡（jìn）量使兩者大（dà）小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工（gōng）精度的目的。

3、轉（zhuǎn）移原始誤差

誤差轉移法實質上是轉移工藝係統的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度達不到（dào）零件加工要求時，常（cháng）常不是一味提高機床精度，而是（shì）從工藝上或夾具上（shàng）想辦法（fǎ），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（chuáng）主軸的回轉精度來保證，而是靠（kào）夾具保證。當（dāng）機床主軸與工件之間用浮動聯接以後，機床主軸的原始誤差（chà）就被轉移掉了。

4、均分原（yuán）始誤差

在加工中，由於毛坯或上（shàng）道（dào）工序誤差的存在，往往造成本工序的（de）加工誤差，或者由於（yú）工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化後，把（bǎ）原來的切削加工工序取消），引起原始誤（wù）差發生較（jiào）大的變化。解（jiě）決這個問題，最好是采（cǎi）用分組（zǔ）調整均分誤差的辦法。這種辦法的（de）實質就是把原始誤差按其大小均分為n 組，每組毛（máo）坯誤差範圍就縮小為原來的（de）1/n，然後（hòu）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（gāo）的軸和孔（kǒng），常采用研（yán）磨工（gōng）藝。研具本身並不（bú）要求具有高精度，但（dàn）它能在和工件做相對運動過程中（zhōng）對工件（jiàn）進行微量切削，高點逐（zhú）漸被磨掉（當然，模具也被工（gōng）件磨去一部分（fèn）），最終使工（gōng）件達到很高的精度。這（zhè）種表麵間的摩擦（cā）和磨損的過程（chéng），就是誤差（chà）不斷減少的過程，這就是誤差均化法。它（tā）的實質就是利用有密切聯係的表（biǎo）麵相互比較（jiào），相互檢查從（cóng）對比中找出差異，然後進（jìn）行相互修正或互為基準加工，使工件被加工表（biǎo）麵的誤（wù）差不斷縮小和均化。在生產中，許多精密基準件（如平板、直尺等（děng））都是利用誤差均化法加工出來的。

6、就地加工法

在（zài）加工和裝配中，有些精度問題牽涉（shè）到零件或部件間的相互（hù）關係，相當複雜，如果一味地提高零、部件本身精（jīng）度，有時不僅困難，甚至不（bú）可能，若采用就地加工法（fǎ）（也稱自身加工修（xiū）配法），就可能很方便地解決看起來非常困難的精（jīng）度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工（gōng）精度的有效措施。