​數控機床（chuáng）加工（gōng）精度常用（yòng）的基本知識

加工精度主要用於（yú）生產產品程度，加工精度與加工誤差（chà）都是評價加工（gōng）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（jīng）度越高；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加（jiā）工誤差（chà）小，反之亦然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一（yī）共有20個，其中IT01表示的話該（gāi）零件加工（gōng）精度最高的，IT18表示的話（huà）該零（líng）件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別。

任何加工方法所（suǒ）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（zài）零件圖要求的公差範圍內，就認為保證了加工精度。

機器的質（zhì）量取決（jué）於（yú）零（líng）件的加（jiā）工質量和機器的裝（zhuāng）配質（zhì）量，零件加工質量包含零件（jiàn）加工精度和表麵質量兩大部分。

機械加工精度是（shì）指（zhǐ）零件加工後的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何（hé）參數（shù）相符合的程度。它們（men）之間（jiān）的（de）差異稱為加工誤差。加（jiā）工誤差的大小反映了加工精度（dù）的高（gāo）低。誤差越大（dà）加工精度越低，誤差越小加工精度越（yuè）高。

一、加工精度的調（diào）整方法

1、減小機床誤（wù）差

（1）提高（gāo）主軸部件的製造精度

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采用高精度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承相配件的精度：

①提（tí）高箱（xiāng）體（tǐ）支撐孔、主軸（zhóu）軸頸的加工（gōng）精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度（dù）；

③測量及調節（jiē）相應件的徑向跳動範圍，使（shǐ）誤差補償或相抵（dǐ）消。

（2）對滾動軸承適當預緊

①可消除間隙（xì）；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉（zhuǎn）精度不（bú）反映到工件上（shàng）。

2、對工藝係統進（jìn）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（suǒ）需尺寸（cùn）。此法生產效率低，主（zhǔ）要用於單件小批生產。

（2）調整法

通過預先調（diào）整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需（xū）尺寸。此法生產率高，主要用於大批大量生產。

3、減（jiǎn）小刀具磨損

在刀具（jù）尺寸（cùn）磨損（sǔn）達到急劇磨（mó）損階段前（qián）就必須重新磨（mó）刀。

4、減少傳動鏈傳動誤差

（1）傳動件數（shù）少，傳動（dòng）鏈（liàn）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，其傳動比應越小；

（3）末（mò）端件精度應高（gāo）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（gāng）度，特別是提高工藝係統中薄弱（ruò）環節的剛（gāng）度

1）合理的結構設計（jì）

①盡量減少連接麵的數目；

②防止有局部低剛度環節出現；

③應合理選（xuǎn）擇（zé）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間結合麵（miàn）的質量；

②給機床部件（jiàn）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糙度值。

3）采用（yòng）合理的裝夾和定位方（fāng）式

（2）減小載荷及其變化（huà）

1）合理選擇刀具（jù）幾何參數和切削用量，以減小切削力；

2）毛胚分組，盡量使調整中毛胚加工餘（yú）量均勻。

6、減少殘餘應力

（1）增加（jiā）消除（chú）內應力的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過（guò）程。

7、減小工（gōng）藝係（xì）統熱變形

（1）采用合理的機（jī）床部件結構及裝配基準（zhǔn）

1）采用熱對稱結構——在變速箱中（zhōng），將軸、軸承、傳動齒（chǐ）輪（lún）等（děng）對稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形（xíng）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源（yuán）

1）采（cǎi）用較小的切削用量；

2）零件精度要求高（gāo）時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能（néng）將熱源從機床分離出（chū）去，減少機（jī）床熱變（biàn）形；

4）對主（zhǔ）軸軸承、絲杆螺母副、高速運動的（de）導軌副等不能分離（lí）的（de）熱源，從結構（gòu）、潤滑等方麵改善其摩擦特（tè）性，減少發（fā）熱或用隔熱材料；

5）采用強製式風冷、水冷等散熱措施。

（1）均衡溫度場

（2）加速達到傳熱（rè）平衡

（3）控（kòng）製環境（jìng）溫度

二、加工精度誤差的原（yuán）因

1、加工原理誤差

加（jiā）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（guān）係（xì）進行加工而產生的誤差。加工原（yuán）理誤差多出現於螺紋、齒輪、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（gǔn）刀製造方（fāng）便，采用了阿基米德基本蝸（wō）杆或法向直廓基本蝸杆代（dài）替漸開線基本蝸（wō）杆，使齒輪漸開線齒形產生了誤差。又如車削模數蝸杆時，由於蝸杆的螺距（jù）等於蝸（wō）輪的周節（即 mπ），其（qí）中 m是模數（shù），而（ér）π是一個無理數，但是（shì）車床（chuáng）的配換齒輪的齒數是有限（xiàn）的，選擇配換齒輪時（shí）隻能將π化為近似（sì）的（de）分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對於工（gōng）件成形運動（螺（luó）旋運動）的不準確，造成螺距誤差（chà）。

在加工中，一（yī）般采用（yòng）近似加工（gōng），在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺寸公差（chà）），來提（tí）高生產率和經濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差是（shì）指（zhǐ）由於調整不（bú）準確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

（1）定位元件、刀具導（dǎo）向元件（jiàn）、分度機構、夾具體等（děng）的（de）製造誤差；

（2）夾具（jù）裝配後，以上各種元（yuán）件工作麵間的相對尺寸誤差（chà）；

（3）夾具在使用過程（chéng）中工作表麵的（de）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（hé）磨損。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸（zhóu）回轉誤差、機床傳（chuán）動鏈的傳動誤差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導（dǎo）軌導向精度——導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的符合程（chéng）度。主（zhǔ）要（yào）包（bāo）括：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和垂直麵內的（de）直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌的平行度（扭曲）；

③ 導軌對主軸（zhóu）回（huí）轉軸線（xiàn）在水平麵內和垂（chuí）直麵內的平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精度對切削加工的影響

主要（yào）考慮導軌誤差引（yǐn）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方向，垂直方（fāng）向引起的導向誤差產（chǎn）生的加工誤差（chà）可以忽略；鏜（táng）削加工（gōng）時誤差敏感方向隨刀具回轉而變化；刨削加工時誤（wù）差敏感（gǎn）方向為垂直方向，床身導軌在垂直（zhí）平麵內的直線度引起加工表麵直線度和平麵（miàn）度誤差。

（2）機床主軸回轉誤（wù）差

機（jī）床主軸回轉誤差（chà）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（zhóu）端麵圓跳（tiào）動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。

1）主（zhǔ）軸端麵圓跳動對加工精度的影響：

①加工圓（yuán）柱麵時無（wú）影響；

②車、鏜端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直度誤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（jìng）向圓跳動對加工精度的影（yǐng）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（shàng）作簡諧直線（xiàn）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（ér）車床（chuáng）車出的孔沒什麽影響；

②若主（zhǔ）軸幾何軸線作偏心（xīn）運動，無論車（chē）、鏜都能得到（dào）一（yī）個半徑為（wéi）刀尖到平均（jun1）軸線距離的圓。

3）主（zhǔ）軸幾何軸線傾角擺動對加（jiā）工精度的影響：

①幾何軸線相對於平（píng）均軸線（xiàn）在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截麵看相當於（yú）幾何軸心繞平（píng）均軸心作偏心運動（dòng），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，從各截麵看相（xiàng）當於實際軸線（xiàn）在一平麵內作簡諧直線運動，而從軸向看各處跳動幅值不（bú）同；

③實際上主軸幾何（hé）軸線（xiàn）的傾角（jiǎo）擺動為上述兩種（zhǒng）的疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動（dòng）誤差

機床傳動鏈的傳（chuán）動誤差是指（zhǐ）傳動鏈中首末兩端傳動元件（jiàn）之間的相對運動誤差。

5、工藝係統受力變形

工藝係（xì）統在切削（xuē）力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變（biàn）形，從而破壞了已調整好的工藝（yì）係統各組成部分（fèn）的相互位置關係，導致加工誤差的產生，並影響加工過（guò）程的穩定性。主要考慮（lǜ）機床變形、工件變形以及工藝係統的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸類零件（jiàn）來講，機床受力變形使加工工件呈兩端（duān）粗、中間細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考（kǎo）慮（lǜ）工件變形，對加工軸（zhóu）類零（líng）件來講，工件受力變形使加工後工件呈兩端細、中間粗的鼓（gǔ）形。而（ér）對加工孔（kǒng）類零件來講，單獨考慮機床或工件的變形，加工後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊力對（duì）加工精度的影響

工件裝夾時，由於工件剛（gāng）度較低或夾（jiá）緊力著力點（diǎn）不當，使工件產生相應的變形，造成（chéng）的加工誤差。

6、刀具的製造（zào）誤差和磨損

刀具誤差（chà）對加工（gōng）精度的影（yǐng）響根據刀具（jù）的種類不同（tóng）而異。

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

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

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

（4）一般刀具（如車刀（dāo）、鏜（táng）刀、銑刀），其製造精度對加工精度無直接影響，但刀具易磨損。

7、加工現場環境影響

加工（gōng）現場往往有許多細小（xiǎo）金屬屑，這些金屬（shǔ）屑如果存在（zài）與零件定位麵或定位孔位（wèi）置就會影響（xiǎng）零件加工精度，對於高精度加工，一些（xiē）細小到目視不到的金屬屑都會影響到精度（dù）。這（zhè）個（gè）影響因素（sù）會被識別（bié）出（chū）來但並無十分到位（wèi）的方法來杜絕，往往對操作員的作業（yè）手法依（yī）賴很高。

8、工藝係（xì）統的（de）熱（rè）變（biàn）形

在加工過程中，由於內（nèi）部熱源（切（qiē）削熱、摩擦熱）或外部（bù）熱源（環境溫度、熱（rè）輻射）產（chǎn）熱使工藝係統受熱而發生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中， 工藝係統熱變形（xíng）引起的加工誤差占加工總（zǒng）誤差的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的（de）影（yǐng）響包括工件均勻受熱和（hé）工件不均勻受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力（lì）

殘餘應力的產生（shēng）：

（1）毛胚製造和熱處理（lǐ）過程中產生的殘餘應力；

（2）冷校直帶來（lái）的（de）殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。