​數控機床（chuáng）加工精度常用（yòng）的（de）基本知識

　　

加工精（jīng）度主（zhǔ）要用於生產產品程度（dù），加工精度與加工誤（wù）差都是評價加工表麵幾何參數的術語（yǔ）。加工精度用公差等級衡量，等級值越小（xiǎo），其精（jīng）度越高；加工誤差用數值（zhí）表示，數值越大，其誤差越（yuè）大。加工（gōng）精（jīng）度高，就是加工（gōng）誤差小，反之亦然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有（yǒu）20個，其中IT01表示的話該零件加工精度最高的，IT18表示的話（huà）該零件加工精度是最（zuì）低的 ，一般上IT7、IT8是加（jiā）工精度中等級別。

 

任何加工（gōng）方法所得到的實際參數都不（bú）會絕對準確，從零件的功能看（kàn），隻（zhī）要加（jiā）工誤差在零件圖要求的公差範圍內（nèi），就認（rèn）為保證了加工（gōng）精度。

 

機器的質量取決於零件的加工質量和機器的（de）裝配（pèi）質量，零件加工質量包含零（líng）件加工精度和表麵（miàn）質量兩大部分。

 

機械加工精（jīng）度是指零件加工後的實際幾何參數（尺（chǐ）寸、形狀（zhuàng）和位置）與理想幾何參數（shù）相符合的程度。它們之間的差（chà）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（gōng）精度的調整方法

 

1、減小機（jī）床（chuáng）誤（wù）差

 

（1）提高主軸部件的製造精度

 

1）應提高（gāo）軸承的回轉精度 ：

 

①選用高（gāo）精度的滾動軸（zhóu）承；

 

②采用高（gāo）精度的多（duō）油鍥動壓軸承（chéng）；

 

③采用高精（jīng）度的靜壓軸承。

 

2）應（yīng）提高與軸承相配件的精度：

 

①提高（gāo）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（jīng）度；

 

③測量（liàng）及調節相應件的徑向跳動範圍，使誤差補償或相抵消。

 

（2）對（duì）滾動軸承適當預緊

 

①可消（xiāo）除（chú）間隙；

 

②增加軸承剛度；

 

③均化滾動體誤差（chà）。

 

（3）使主軸回轉精度不反映（yìng）到工件上。

 

2、對工藝係統進行調整

 

（1）試（shì）切法（fǎ）調整

 

通過試切—測量尺寸—調（diào）整刀（dāo）具的（de）吃刀量（liàng）—走刀切削—再試切，如此反複直至達到所需尺寸。此法生產（chǎn）效率低，主（zhǔ）要用於單件小批生產。

 

（2）調整法

 

通過預先調整好機床、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，主要用於大批大量生產（chǎn）。

 

3、減小刀具磨（mó）損

 

在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段（duàn）前就必須重新磨（mó）刀。

 

4、減少傳動鏈傳動誤差

 

（1）傳（chuán）動件數少，傳動鏈短，傳動精度高；

 

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

 

（3）末端件精度應高於其他傳動（dòng）件（jiàn）。

 

5、減小工藝係統的（de）受（shòu）力變（biàn）形

 

（1）提高係統的剛度，特別是提高工藝係統中薄弱環節的（de）剛度

 

1）合理的結構設計

 

①盡量減少連接麵的數目（mù）；

 

②防止有局部低剛度環節出（chū）現；

 

③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截麵形狀。

 

2）提高連接表麵的接觸剛度

 

①提高機床部件中零件間結合麵的質量；

 

②給機床部件以預加載荷；

 

③提高工件定位基準麵的（de）精度和減小它的表麵粗糙度（dù）值。

 

3）采用合理的裝夾和定位方式（shì）

 

（2）減（jiǎn）小載（zǎi）荷及其變化

 

1）合（hé）理選擇刀具幾何（hé）參（cān）數和切削用量，以（yǐ）減小切削力；

 

2）毛胚分組（zǔ），盡量使（shǐ）調（diào）整中毛胚加工餘量均（jun1）勻。

 

6、減少殘餘應力

 

（1）增加消除內應（yīng）力（lì）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

 

（1）采（cǎi）用合理的機床部件結（jié）構及裝配基準

 

1）采（cǎi）用熱對稱結構（gòu）——在（zài）變速箱中，將軸、軸承、傳動齒輪等對稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減（jiǎn）小；

 

2）合理（lǐ）選擇機床零部件的裝配基準。

 

（2）減少熱源的（de）發熱和隔（gé）離熱（rè）源

 

1）采（cǎi）用較小的切削（xuē）用量；

 

2）零件（jiàn）精度要求高時，將粗精加工（gōng）工序分（fèn）開（kāi）；

 

3）盡可能將熱（rè）源從機床分離出去（qù），減少機床熱變形；

 

4）對主（zhǔ）軸軸承、絲杆螺母副、高速運（yùn）動的導軌副等不能分離的熱源，從結（jié）構、潤滑等方（fāng）麵改善其（qí）摩擦特性，減少（shǎo）發熱或用隔熱材料；

 

5）采用強製式風冷、水冷等散熱措施。

 

（1）均衡溫度（dù）場

 

（2）加速達到傳熱平衡

 

（3）控（kòng）製（zhì）環境溫度

 

二（èr）、加工精度誤差的原因

 

1、加工原理（lǐ）誤差

 

加工（gōng）原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳（chuán）動關係進行加工而產生的誤差。加工（gōng）原理誤差多出現（xiàn）於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。

 

例如，加工漸開線齒輪用（yòng）的齒輪滾刀（dāo），為使滾刀製造方（fāng）便，采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替漸開線（xiàn）基本蝸杆，使齒（chǐ）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（de）螺距等於（yú）蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是（shì）模（mó）數，而π是一個無理數，但（dàn）是車床的配換齒輪的齒數（shù）是有限的，選擇配換齒輪時隻能將π化為近似（sì）的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對於工件成形（xíng）運動（螺旋運動）的不準（zhǔn）確，造成螺距誤差。

 

在加工（gōng）中，一般采用近似加工，在理論誤差可（kě）以滿足加工精（jīng）度要求的前提（tí）下（《=10%-15%尺（chǐ）寸公差），來（lái）提高生產（chǎn）率和經（jīng）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、夾具的製造誤差和磨損

 

夾具（jù）的誤差主要指：

 

（1）定位元件、刀具導向元（yuán）件、分度機構（gòu）、夾具（jù）體等的製造誤差；

 

（2）夾具（jù）裝配後，以上各種元件（jiàn）工作麵間的相對尺寸（cùn）誤差；

 

（3）夾具在使用過程中工作表麵的磨損。

 

4、機床誤差

 

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

 

（1）機床導軌導向誤差（chà）

 

1）導軌導向精度——導（dǎo）軌副運（yùn）動件實（shí）際運動方向與理想運動方向的符合程度。主（zhǔ）要包（bāo）括：

 

① 導軌（guǐ）在水平麵（miàn）內直線度Δy和垂直麵內（nèi）的直線度Δz（彎曲）；

 

②前後兩導軌的平行度（扭曲）；

 

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

 

2）導軌導向（xiàng）精（jīng）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（wù）差（chà）敏感方向的相對位移。車削加工時（shí）誤差敏感方向為水平方向，垂直方向引起的導向誤差產生的加工誤差可以（yǐ）忽略；鏜削加工時誤差敏感方向隨刀具回轉而變化；刨削加工時誤（wù）差敏感方向為垂（chuí）直方向，床身導軌在垂直平麵（miàn）內（nèi）的直（zhí）線度引起加工表麵直線度（dù）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轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線（xiàn）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（zhù）麵時無影響；

 

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

 

③加（jiā）工螺紋時，將產生螺距周期誤（wù）差。

 

2）主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（jì）軸線在y軸坐標方向上作簡諧（xié）直線運動，鏜床鏜出（chū）的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑（jìng）向圓跳動幅值；而車床車出（chū）的孔沒什麽影響；

 

②若主軸幾（jǐ）何軸線（xiàn）作偏心運動，無論車、鏜都能得到一個半（bàn）徑（jìng）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響：

 

①幾何軸線相對於平均軸線在空間成一（yī）定錐角的圓錐軌跡，從（cóng）各截麵看相當（dāng）於（yú）幾何軸（zhóu）心繞平均軸心作偏（piān）心運動，而從軸向看各處偏心值不同；

 

②幾何軸線在某一平麵內作擺動（dòng），從各（gè）截麵看相當於實際軸線在一平麵內（nèi）作簡諧直線（xiàn）運動，而從軸（zhóu）向看（kàn）各處跳動幅值不同；

 

③實際上主軸幾何軸（zhóu）線的傾角擺動（dòng）為上述兩種的疊加。

 

（3）機（jī）床傳動鏈的傳動誤差

 

機（jī）床傳動鏈的傳動誤（wù）差是指傳動鏈中首（shǒu）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

 

工藝係統在切（qiē）削力、夾緊力、重力和（hé）慣性力等作用（yòng）下會產生變形，從而破（pò）壞了已調整好的工藝係統（tǒng）各組成部分的相（xiàng）互位置關係，導致加工誤差的產生，並影響加工過程的穩（wěn）定（dìng）性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝係統的總變形。

 

（1）切削力對（duì）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（jiā）工（gōng）工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產生圓柱度（dù）誤差。隻考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件受力變形（xíng）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，單獨考慮機床或工件（jiàn）的變形，加（jiā）工後工件的形狀與加工（gōng）的軸類零件相反。

 

（2）夾緊力對加工精度（dù）的影響

 

工（gōng）件裝夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點不當，使工件產生相應的變形，造成的加（jiā）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刀具的種類不同而（ér）異。

 

（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（chǐ）寸精度。

 

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

 

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

 

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

 

7、加工現（xiàn）場環境影響（xiǎng）

 

加工現場往往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位麵或定位孔位置就會影響（xiǎng）零件加工精度，對於高（gāo）精度加工，一些細小（xiǎo）到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影（yǐng）響因素會被識別出來但並無十分到位的（de）方法（fǎ）來杜絕，往往對操作員的作業手法依賴很高。

 

8、工藝係統的（de）熱變形

 

在加工過程中，由於內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環境溫度（dù）、熱輻射（shè））產熱使工藝係統受（shòu）熱而發生（shēng）變形（xíng），從（cóng）而影響加工精度。在大型工件加工（gōng）和精密加工中， 工藝係統熱變形引起的加工誤差占加工總誤（wù）差的40%-70%。

 

工件熱變（biàn）形對加工金的的影響包括工件均（jun1）勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

 

9、工件內部的（de）殘（cán）餘應力

 

殘（cán）餘應力的產生：

 

（1）毛胚製造和熱處（chù）理過（guò）程中產生的殘餘應力；

 

（2）冷校直帶來（lái）的殘餘應力；

 

（3）切削加（jiā）工帶來的殘餘應力。