​數控機床加工精（jīng）度常用的基本知（zhī）識

加工精（jīng）度主要（yào）用（yòng）於生（shēng）產產品程（chéng）度（dù），加工精度（dù）與（yǔ）加工誤差都是評價（jià）加工表麵幾（jǐ）何參數的術語。加（jiā）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，數值越大，其誤差越大。加工精（jīng）度高，就是加工誤差小，反之（zhī）亦（yì）然（rán）。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的話該零（líng）件加工精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工（gōng）精度中等級別。

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

機（jī）器（qì）的質量取決於零件的加工（gōng）質量（liàng）和機器的裝配質量，零件（jiàn）加工（gōng）質量（liàng）包含零件加工精度和表麵質（zhì）量兩大部（bù）分。

機械加工精度（dù）是指零件加工後的（de）實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高（gāo）主軸（zhóu）部件的製造精度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用高精度的滾動軸承；

②采用高精度的多油鍥動壓軸承；

③采用高精度的靜壓（yā）軸（zhóu）承。

2）應提高與軸承相配件的精度：

①提高箱體支（zhī）撐孔、主軸軸頸的加（jiā）工精度；

②提高與軸承相配合（hé）表麵的加工精度；

③測量及調節相應件的徑（jìng）向跳動範圍（wéi），使誤差（chà）補償或相抵消。

（2）對滾動（dòng）軸承適當預緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛度；

③均化（huà）滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精（jīng）度不反映到工件上。

2、對工藝係統進行（háng）調整

（1）試切法調整

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

（2）調整法

通過預（yù）先（xiān）調整好機床（chuáng）、夾具（jù）、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。此法生產率高（gāo），主要用於大批大量生產。

3、減（jiǎn）小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達到急劇（jù）磨損階段前就必須重新磨刀。

4、減少傳動鏈傳動誤差

（1）傳動件數少，傳動（dòng）鏈短，傳動精度高；

（2）采用（yòng）降速傳動，是保證傳（chuán）動精度的重要原則，且（qiě）越（yuè）接近末端的傳動副，其（qí）傳動比應（yīng）越小；

（3）末端件精度應高於其他傳動件。

5、減小工藝係統的受力變形

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

1）合理（lǐ）的結構設計

①盡量減（jiǎn）少連接麵的數目；

②防止有（yǒu）局部低剛度環節出現；

③應（yīng）合理選擇基礎件、支撐（chēng）件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵的接觸剛度

①提高機床部件（jiàn）中零件間結合麵的質量（liàng）；

②給機床部（bù）件以預加載荷；

③提高工件定位基準麵的精度和減小它的表麵粗（cū）糙度值。

3）采（cǎi）用合理的裝夾和定位方式

（2）減小載荷（hé）及其變化

1）合理選擇刀具幾何參（cān）數和（hé）切削用量，以減小切削力；

2）毛（máo）胚（pēi）分組，盡量使調整中毛胚加（jiā）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、減小工藝係統熱變形（xíng）

（1）采用合理的機床部件結構及裝配基準

1）采用熱對稱結構——在變速箱中，將軸、軸（zhóu）承、傳動齒輪（lún）等對稱布置，可使箱壁（bì）溫升（shēng）均（jun1）勻，箱（xiāng）體變形減小；

2）合理（lǐ）選擇機床零部件（jiàn）的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱源

1）采用（yòng）較（jiào）小的切削用（yòng）量；

2）零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；

3）盡可（kě）能將熱源（yuán）從機床分離出去，減少機床（chuáng）熱變形（xíng）；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副（fù）、高速運動的導軌副等不能分離的熱源，從結（jié）構、潤滑等方麵改（gǎi）善其摩（mó）擦特性，減少發熱或用隔熱（rè）材料；

5）采用強製式風冷（lěng）、水冷等散熱措施。

（1）均衡溫度（dù）場

（2）加（jiā）速達到傳熱平衡

（3）控製（zhì）環境溫度

二、加工精度誤差的原因

1、加工原理誤差

加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動（dòng）關係進行（háng）加工而產生的誤差。加工（gōng）原理誤差多出現於螺紋、齒輪（lún）、複雜曲麵（miàn）加（jiā）工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾（gǔn）刀製造方（fāng）便，采用了阿基米德基本蝸（wō）杆或法向直廓基本（běn）蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產生了誤差。又如車削模（mó）數蝸（wō）杆（gǎn）時，由於蝸杆的螺距等（děng）於蝸輪的周節（即 mπ），其（qí）中 m是模數，而π是一個無理（lǐ）數，但是車（chē）床的配換齒輪（lún）的齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻（zhī）能將π化為（wéi）近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引（yǐn）起刀（dāo）具對於工件（jiàn）成（chéng）形（xíng）運動（螺旋運動）的不準（zhǔn）確（què），造成螺距誤差。

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

2、調整（zhěng）誤差

機床的調（diào）整誤差是指（zhǐ）由於調整不準確而產生的誤差。

3、夾具（jù）的製造誤差和磨損

夾具的誤差主（zhǔ）要指：

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

（2）夾具裝配後，以上各種元件工作麵間的相對尺寸誤差（chà）；

（3）夾具在使用過（guò）程中工作表（biǎo）麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤差是指機床的製造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括（kuò）機床導軌導（dǎo）向誤差、機床主軸（zhóu）回轉誤差（chà）、機床傳動鏈的傳動誤差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導軌導向精度——導軌副運動（dòng）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（zài）水平麵內直線度Δy和垂直麵內的（de）直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌（guǐ）的（de）平行度（扭曲）；

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

2）導軌導向精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方向的相對位移。車削加工時誤差敏感方向為水平（píng）方向，垂（chuí）直方向引起的導向誤差產生的加工誤差（chà）可以忽略（luè）；鏜削加（jiā）工（gōng）時誤差敏感方向隨刀具回轉而變化；刨削加工時誤差敏感方向為垂直（zhí）方向，床身導軌在垂直平麵內的直線度引（yǐn）起加（jiā）工表麵直線度和平麵度誤差。

（2）機床主軸回轉誤差

機床主軸回轉誤差是指實際回（huí）轉軸線對於理（lǐ）想回轉軸線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳（tiào）動、主軸徑（jìng）向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。

1）主軸端（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、鏜端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直（zhí）度誤差或（huò）端麵平（píng）麵度誤差；

③加工螺紋（wén）時，將產生螺距周（zhōu）期誤差。

2）主（zhǔ）軸徑向圓跳動對加工精度的影響：

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

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無論車、鏜（táng）都能得到一個半徑為（wéi）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，從各截麵看相當於幾何軸（zhóu）心繞平均軸心（xīn）作（zuò）偏心運動，而從（cóng）軸向看各處偏心值不同；

②幾何軸線在某一平麵內作擺動，從各截（jié）麵看相當於實際軸（zhóu）線在一平麵內作簡諧直線運動，而從軸向看各（gè）處（chù）跳動幅值不同（tóng）；

③實際上主軸幾何軸線的傾角擺動（dòng）為上述兩（liǎng）種的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動誤差

機床傳動鏈（liàn）的傳動誤差是指傳動鏈中首末兩端傳動元件之間的相對運（yùn）動誤差。

5、工藝係統受力變形

工（gōng）藝係（xì）統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變形，從（cóng）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，導致加工（gōng）誤差的產生，並影響加工過程（chéng）的穩定性。主要考慮機床（chuáng）變形（xíng）、工件變形以及工藝係統（tǒng）的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸類零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗（cū）、中間（jiān）細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考慮（lǜ）工件變形，對加工軸（zhóu）類零件來（lái）講，工件受力變形使加工後工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而對加工孔類零件來講，單獨考慮機（jī）床或工（gōng）件的變形，加工後工（gōng）件的形狀與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊（jǐn）力對加工精度的影響

工件裝夾時，由於工件剛度（dù）較低或夾緊力著（zhe）力點不當，使工件產生相應的變形，造成的加工誤差。

6、刀具的製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響根據（jù）刀具（jù）的種類（lèi）不同而異。

（1）定尺寸刀具（如鑽頭（tóu）、鉸（jiǎo）刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）的（de）尺寸精度直接影響工（gōng）件的尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型車刀（dāo）、成（chéng）型銑刀、成型砂（shā）輪等）的形（xíng）狀精度將直接影響工件的形狀精度。

（3）展成刀具（如齒輪滾刀（dāo）、花鍵（jiàn）滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差會影響加工表麵的形狀（zhuàng）精度。

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑（xǐ）刀（dāo）），其製造精度（dù）對加工精（jīng）度無直接影響，但刀具易磨（mó）損。

7、加工現場環境影響

加工現（xiàn）場往往有許（xǔ）多細小（xiǎo）金屬屑，這些金屬屑如果存（cún）在與零件定位麵或定位孔（kǒng）位置就會影響零件加工精度，對於高精度加工，一些細小到目視不到的（de）金屬（shǔ）屑都會影響到（dào）精度。這個（gè）影響因素會被識別出來但並無十分到位的方法來杜絕，往往（wǎng）對操作員的作業手法依賴很（hěn）高。

8、工藝係統的熱變形

在加工過程中，由於內（nèi）部熱源（切削熱、摩擦熱）或（huò）外部熱源（環境溫（wēn）度、熱輻射）產熱使工藝係統受熱而發生變形，從（cóng）而影響加工精度。在大型工件加工和精密加（jiā）工中， 工藝係（xì）統熱變形引（yǐn）起（qǐ）的加工誤（wù）差占加工總誤差的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種。

9、工件內部的殘餘（yú）應力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過程中產生的殘餘應力；

（2）冷校直（zhí）帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。