​數控機床加工精度常（cháng）用的基本知識

加（jiā）工精度主要用於生產產品程（chéng）度，加工精度與加工（gōng）誤差都是（shì）評（píng）價加工表麵幾（jǐ）何參數的術語。加工精（jīng）度用公差等級衡量，等級值越（yuè）小（xiǎo），其精度越高；加工誤差用數（shù）值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加（jiā）工誤差小，反之亦然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的（de）話該（gāi）零件加工精度最高（gāo）的，IT18表（biǎo）示的話（huà）該零件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加（jiā）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（gōng）能看，隻（zhī）要加工誤差在零件圖要求（qiú）的公差範圍（wéi）內，就認為保證了加（jiā）工精度。

機器的質量取決於零件的加（jiā）工質量和機（jī）器的裝配質量，零件加工質（zhì）量包含零件加（jiā）工精度（dù）和表麵質量兩大部分。

機（jī）械加工（gōng）精度是指零件加工後的實際幾何參數（shù）（尺寸（cùn）、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度（dù）。它們之間的差（chà）異稱為加工誤差。加工誤差（chà）的大小反（fǎn）映了加工（gōng）精度的高低。誤差越大加（jiā）工精度越低，誤差越小加工精（jīng）度越（yuè）高。

一、加（jiā）工精度的調整方（fāng）法

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部件的（de）製造精度

1）應提高軸承的回轉精（jīng）度 ：

①選用高精度的滾動軸承；

②采用高精度（dù）的多油鍥動（dòng）壓軸承；

③采用高（gāo）精度的靜壓軸承。

2）應提（tí）高與（yǔ）軸承相配件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度；

③測量及調（diào）節（jiē）相應（yīng）件（jiàn）的徑向跳動範圍（wéi），使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸承適當預緊

①可（kě）消除間（jiān）隙；

②增加軸承剛（gāng）度；

③均（jun1）化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精度不（bú）反（fǎn）映到工件（jiàn）上。

2、對工藝係統進（jìn）行調（diào）整

（1）試切法調（diào）整（zhěng）

通過（guò）試切—測（cè）量尺寸—調整刀具（jù）的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反複直至達（dá）到所（suǒ）需尺寸。此法生產效率低，主要用於單件小批生產。

（2）調整法

通過預先調整（zhěng）好機床、夾具、工件和刀具（jù）的相對位置獲得所需尺寸。此法生產率高，主（zhǔ）要用於大（dà）批大量生產。

3、減小刀（dāo）具磨（mó）損

在刀具（jù）尺寸磨損達到急劇（jù）磨損階段前就必須重新磨刀。

4、減少傳動鏈傳動誤（wù）差

（1）傳動件數少，傳動鏈短，傳動精度高；

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

（3）末（mò）端件精度應高於其他傳動（dòng）件（jiàn）。

5、減小工藝係統的受力變形

（1）提高係統的剛（gāng）度，特別是（shì）提高工藝係統中薄弱環節的剛度

1）合理的（de）結構設計（jì）

①盡量減少連接麵的數目；

②防（fáng）止有局部低剛度環節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀。

2）提高連接（jiē）表麵的接觸剛度

①提高機床部件中零件（jiàn）間結合麵的質量；

②給機床部件（jiàn）以預加載荷；

③提高工件定位（wèi）基準麵的精度（dù）和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用合理的裝夾和定位方式

（2）減小載（zǎi）荷及其變化

1）合理選擇刀具幾何（hé）參數和切削用（yòng）量，以減小切削力；

2）毛（máo）胚（pēi）分組，盡量使調整中毛（máo）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（gōng）藝係統熱變形

（1）采用合理的（de）機床部件結構及裝配（pèi）基準

1）采用熱對稱結構（gòu）——在變速箱中，將軸、軸承、傳動齒輪等對稱布（bù）置，可（kě）使箱壁溫升均（jun1）勻，箱體變形減小；

2）合理選擇機床零部件的（de）裝配基準（zhǔn）。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱（rè）源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時，將粗（cū）精（jīng）加工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床分離出（chū）去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆（gǎn）螺母副、高速運（yùn）動的導軌（guǐ）副等不能分離的熱（rè）源，從結構、潤滑等方麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔熱材料；

5）采用（yòng）強製式風冷、水冷等散熱措施。

（1）均衡溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製環境溫度

二、加工（gōng）精度誤差的原因

1、加工原理誤差

加工原理誤差是指采用了（le）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（lún）、複雜曲麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製（zhì）造方便，采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替（tì）漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產（chǎn）生了誤差（chà）。又如車削模數蝸杆時，由於蝸杆（gǎn）的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其（qí）中 m是模數，而π是一個無理數（shù），但是車床的配換齒輪（lún）的齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻能（néng）將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這（zhè）就將引起刀具對於（yú）工件成形運（yùn）動（螺旋運動）的不（bú）準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般采用近似（sì）加工（gōng），在理論誤差可以滿足（zú）加工精度要求的前提（tí）下（《=10%-15%尺寸（cùn）公差），來提高生產率和（hé）經濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差是指由於調整不準確而產（chǎn）生的誤差。

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（jù）導向元件、分度機構（gòu）、夾具體等的製造（zào）誤差；

（2）夾具裝配後，以上各種元件工（gōng）作麵間的相對尺寸誤差；

（3）夾具在使用過程中工作表麵的磨損。

4、機床誤（wù）差

機床誤差是指（zhǐ）機床的製造誤差、安裝（zhuāng）誤差和磨（mó）損。主（zhǔ）要包括機床導軌導向誤差、機床（chuáng）主軸回轉誤差、機（jī）床傳動鏈的（de）傳動誤差。

（1）機床（chuáng）導軌導向誤差

1）導軌導向精度——導軌副運動件實際運動方向（xiàng）與理想運動方向的符合程度。主要包括：

① 導軌在水平麵內（nèi）直線度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（duì）主軸回（huí）轉軸線在水平麵內和垂直麵內的（de）平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精度對（duì）切削加工的（de）影響

主要考慮導軌誤差引起刀具與工（gōng）件在誤差敏感方向的（de）相對位移。車削（xuē）加工時（shí）誤差敏感方（fāng）向為（wéi）水平方向，垂直方向引起的（de）導向誤差（chà）產生的加工誤差可以忽略；鏜削（xuē）加工時誤差敏感方向（xiàng）隨刀具（jù）回轉而變化；刨（páo）削加工時誤差敏感方向為垂直（zhí）方向（xiàng），床身導軌（guǐ）在垂直（zhí）平麵內的（de）直線度引起加工表麵直線度和（hé）平麵度誤（wù）差（chà）。

（2）機床主（zhǔ）軸回轉誤差

機床主軸回轉誤差是指實際回轉（zhuǎn）軸線對於理想回轉軸線的漂移（yí）。主（zhǔ）要包括主軸（zhóu）端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。

1）主軸端麵圓跳動對加工精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響（xiǎng）；

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

③加工螺紋時（shí），將產生螺距周期誤差（chà）。

2）主軸徑向圓跳動（dòng）對加工精（jīng）度的影響：

①若徑向回轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標（biāo）方向上（shàng）作簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑向圓跳動幅值；而車床車出的孔沒什麽影響；

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

3）主軸幾何軸線傾角（jiǎo）擺動對加工精度的影（yǐng）響：

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

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

③實際上主軸幾何軸線的傾角擺（bǎi）動為上述兩種的疊加。

（3）機床（chuáng）傳（chuán）動鏈的傳動誤差

機床傳動鏈的傳動誤差是指傳動鏈中首（shǒu）末兩端傳動元件（jiàn）之間（jiān）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、夾緊力、重力和慣（guàn）性力等作（zuò）用下會產生變形，從（cóng）而破壞了已調整好的工（gōng）藝係統各（gè）組成部分的相互位置關係，導（dǎo）致加工誤差的產生，並影響加工過程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變形（xíng）以及工藝係統的（de）總變形。

（1）切削力對加工（gōng）精度（dù）的影響（xiǎng）

隻考慮機床變形（xíng），對加工軸類（lèi）零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中（zhōng）間細的鞍（ān）形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件受力（lì）變形使加工後工件呈兩端（duān）細、中間粗的（de）鼓（gǔ）形。而對（duì）加工孔類（lèi）零件來講，單獨考慮機床或工件的變形，加工後（hòu）工件的形狀與加工的（de）軸類零件相（xiàng）反。

（2）夾緊（jǐn）力對加工精（jīng）度的（de）影響

工件裝夾時（shí），由（yóu）於工件剛度較低或夾緊力（lì）著力點不（bú）當，使工件產生相（xiàng）應的變形，造成的加工誤差。

6、刀具的製造誤差和（hé）磨損

刀具誤差對加工精（jīng）度的影響根（gēn）據刀具的種（zhǒng）類不同而（ér）異（yì）。

（1）定尺寸刀具（如鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂（shā）輪等）的形狀精（jīng）度將直接（jiē）影響工件（jiàn）的形狀精度。

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

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對（duì）加（jiā）工精度無直接影響，但刀具易磨損。

7、加工（gōng）現場環境影響

加工現場往往（wǎng）有許多細（xì）小金屬屑，這些金屬屑如（rú）果存在與零件定位（wèi）麵或定位孔（kǒng）位置就會影響零件加工精（jīng）度（dù），對於高精度加工，一些細（xì）小到目視不到的金屬屑（xiè）都會影響到精度。這個影響因（yīn）素會被識別出來但並無十分到位的方法來杜（dù）絕，往往對操作員的作業手法依賴很高。

8、工藝（yì）係統的熱變形

在加工過程中，由於內部熱源（切削熱（rè）、摩擦熱）或外部熱源（環境溫度、熱（rè）輻射）產熱使工藝係統受熱而發生變形，從而影響加工精度。在大（dà）型工件加工和精密加工中， 工藝係統熱變形引起的加工誤差占（zhàn）加工總誤差的（de）40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影響包括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩（liǎng）種。

9、工件內（nèi）部的殘餘（yú）應力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過（guò）程中產（chǎn）生的殘（cán）餘（yú）應力；

（2）冷校直帶來（lái）的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的（de）殘餘應力。