CNC數控（kòng）加工精度詳解及（jí）解決措施

精密度

指使用同種（zhǒng）備用樣品進行重複測定所（suǒ）得到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密度高，但（dàn）精確（què）度是不準確的。例如，使用1mm的長度進行測定得（dé）到的三個結果（guǒ）分別（bié）為1.051mm、1.053、1.052，雖然它們（men）的精密度高，但卻是不準確的（de）。

準（zhǔn）確度表示測量結果的正確性，精密度表示（shì）測量（liàng）結果的重複性和重現性，精密度是準確度的前提條件（jiàn）。

精度的定義

一般說來，精度是指機床將刀尖點定位至程（chéng）序目標（biāo）點的能力。然而（ér），測量這種定位能力的辦（bàn）法很多，更為重要的是，不同（tóng）的國家有不同（tóng）的（de）規定。

日本（běn）機床生產商：標定“精度（dù）”時，通常采（cǎi）用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般（bān）用於通用（yòng）機床和普通數控機床，JISB6336一（yī）般用於（yú）加工中心，JISB6338則一般用於立式加工中（zhōng）心。

當標定一台數（shù）控機床的精度（dù）時，非常有必要（yào）將其（qí）采用的標準一（yī）同標注出來。采（cǎi）用JIS標準，其（qí）數（shù）據比用美國的NMTBA標準或（huò）德國VDI標準明顯偏小。

同樣的指標，不同的含義（yì）

經常（cháng）容易混淆的（de）是：同（tóng）樣的指標名（míng）在不同的精（jīng）度標準中代表（biǎo）不同的意義，不（bú）同的指標名卻具有相（xiàng）同的含（hán）義。上（shàng）述4種標準（zhǔn），除JIS標準之外，皆是在機床數控軸上對多目標點進行多回合測量之後，通過數學統（tǒng）計計算出（chū）來的，其關鍵不同點在於:目標點的數（shù）量

測量回合數

從單向還是雙向接近目標點(此點尤為重要)

精度（dù）指標及其它指標的計算（suàn）方法

這是4種標準的關鍵區別點描（miáo）述，正如人們所期待（dài）的，總有一天，所有機床生（shēng）產商都統一遵循（xún）ISO標準。因此，這裏選擇ISO標準作（zuò）為基準。下表中對4種（zhǒng）標準進行了比較，本文僅涉及線性精度，因為旋轉精度（dù）的計算原理與之基本（běn）一致。

機械加工產（chǎn）生誤差的主要原因

1、主軸回（huí）轉誤差。主軸回轉誤（wù）差是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產（chǎn）生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸（jǐng）的同軸度誤差、軸（zhóu）承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主（zhǔ）軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對（duì）位置關（guān）係的基準，也是（shì）機床運動的基準。導（dǎo）軌的（de）不均勻磨損（sǔn）和安裝質（zhì）量，也是造成導軌誤差（chà）的重（chóng）要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動（dòng）誤差是（shì）指內（nèi）聯係的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對（duì）運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組（zǔ）成環節的製（zhì）造和裝配（pèi）誤（wù）差以及使用（yòng）過程中的磨損所引起。

4、刀具（jù）的幾何誤差（chà）。任何刀具在切削過程中，都不可避免要產生磨損，並（bìng）由此引（yǐn）起工件尺寸和形狀的改變（biàn）。

5、定位誤差。一是基準不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表麵尺寸（cùn）、位置所依據的基準（zhǔn）稱為設計基準。在工序（xù）圖上用來（lái）確定本工序被加工表麵加工後的尺寸、位（wèi）置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加（jiā）工時，需選擇工件上若幹（gàn）幾何要素作為（wéi）加工時的定位基準，如果所選用（yòng）的定位基準與設計基準（zhǔn）不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副製造不準確誤差。

6、工藝係統受（shòu）力變形產（chǎn）生的誤差。一是工件剛度。工（gōng）藝係（xì）統中如果工件剛度相對於（yú）機床（chuáng）、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作（zuò）用下，工件由於剛度不足而引起的變形對加工精度的影響（xiǎng）就比較大。二是刀具剛度（dù）。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛（gāng）度（dù）很大，其變（biàn）形（xíng）可以忽略不計（jì）。鏜直徑較小的內孔，刀杆剛度很差，刀（dāo）杆受力變形對孔加工精（jīng）度就有很大影響。三是（shì）機床部件剛度（dù）。機（jī）床部件由許多（duō）零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法（fǎ），目前主要還是（shì）用實驗方法來測定機床部件（jiàn）剛度。

7、工藝係統受熱變形引（yǐn）起的誤差。工藝（yì）係統（tǒng）熱變形對加工精（jīng）度的影響比（bǐ）較大，特別是在精密加工和大件（jiàn）加工中，由熱變形所引起的加工（gōng）誤差有時可占工件總誤差的50%。

8、調整誤差。在機械加工的每一工序（xù）中，總要對工藝係統進行這樣或那樣的調（diào）整工作。由於調整不可能絕對的準（zhǔn）確，因而產生（shēng）調整（zhěng）誤差（chà）。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。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原（yuán）始精度都達到工藝要求而又不考慮動態（tài）因素時，調整誤（wù）差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

9、測量誤差。零件在加工時或加工後進（jìn）行測量時，由於測量方法、量具精（jīng）度以（yǐ）及（jí）工件（jiàn）和主客觀因素都直接影響測量精度。

提高加工精度的工藝措（cuò）施

1、減少原始誤差（chà）

提（tí）高零件加（jiā）工所使用機床的幾何精度，提高夾具（jù）、量具及工具本身精度（dù），控製工藝係統受力、受熱變形（xíng）、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接（jiē）減少原始誤差。為了提高機械加（jiā）工精度，需對產生加工誤（wù）差的各項原始誤差進行分析，根據不同情況對造（zào）成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決（jué）。對於精密零件的加工應盡可能提高所使用精（jīng）密機床的幾何精度、剛度和控製加工熱變形;對具有成形（xíng）表麵的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤（wù）差（chà）和刀具的安裝誤差。這種方法是生（shēng）產中應用較廣的一種基本方法。它是在查明產生加工誤差的主要因素之後，設法（fǎ）消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，現在（zài）采用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。若輔之以彈簧（huáng）頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的（de）影響（xiǎng）。

2、補償原始誤差

誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝係統中的原始（shǐ）誤差。當原始誤差（chà）是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，並盡（jìn）量使兩者大小（xiǎo）相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始（shǐ）誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達（dá）到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3、轉移原（yuán）始誤差

誤差轉移法（fǎ）實質上是轉移（yí）工藝係統的幾何誤差、受力（lì）變形和（hé）熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機床（chuáng）精度（dù）達不到零件加工要求時，常常不是一味提高機床（chuáng）精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使（shǐ）機床的（de）幾何誤差轉移到不影響加工（gōng）精度的方（fāng）麵去。如磨削主軸錐孔保證其（qí）和軸頸的同軸度，不（bú）是靠機床主軸的回轉精度來保證，而是靠夾具保證。當機床主軸與（yǔ）工（gōng）件之（zhī）間用浮動聯接以後，機床主軸（zhóu）的原始誤差就被轉移掉了。

4、均分原始誤差

在加工（gōng）中，由於毛坯或上道工序誤差的存在，往（wǎng）往（wǎng）造成本工序的加工誤差（chà），或者（zhě）由於工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化後，把原來（lái）的（de）切削加工工序取（qǔ）消（xiāo）），引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。這種辦（bàn）法的實質（zhì）就是把原始誤（wù）差按其大小均分為n 組，每組毛坯誤差範圍就縮小為原來的（de）1/n，然後按各組分別調整加（jiā）工。

5、均化原始誤差（chà）

對配合精度要求很高的軸（zhóu）和孔，常采用研磨工藝。研具（jù）本身並不要求具有高精度，但它能在和（hé）工件做相對運動過程中對工件（jiàn）進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然（rán），模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很（hěn）高的精度。這種表麵間的摩擦和磨損的過程，就（jiù）是誤差不斷減少的過（guò）程，這就是誤（wù）差均化法。它的實質就是利用有密切聯係（xì）的表麵相互比（bǐ）較，相互（hù）檢查（chá）從對比中找出差（chà）異，然後進行相互修正或互為基準加工，使（shǐ）工（gōng）件被加工表麵的誤差不斷縮小和均化。在（zài）生產中，許多（duō）精密基準件（如平板、直尺等）都（dōu）是利用（yòng）誤差均化法加（jiā）工出來的（de）。

6、就地加工法

在加（jiā）工和（hé）裝配中，有些精度問題牽涉到零件或部件間的相互（hù）關係（xì），相當複雜，如果一味地提高（gāo）零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身（shēn）加工（gōng）修配（pèi）法），就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地（dì）加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有（yǒu）效（xiào）措施。