​數控機床加工精（jīng）度常用的基本（běn）知識

加工（gōng）精度主要用於生產產品程度，加工精度與加工誤差都（dōu）是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差（chà）等級衡量，等級值越小，其精度越高（gāo）；加（jiā）工誤差用數值表（biǎo）示（shì），數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之（zhī）亦然。公差等級（jí）從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的話（huà）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（zuì）低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別（bié）。

任何加工方法所得到的實際參數（shù）都（dōu）不會絕對準確，從零件的功能看，隻要加工誤差在（zài）零件圖（tú）要（yào）求的公差範圍內（nèi），就認為保證了加工精（jīng）度。

機器的質量取決於零件的加工質量和機（jī）器的裝配（pèi）質量，零件加工質量包（bāo）含（hán）零件加工（gōng）精度和表（biǎo）麵質量兩大（dà）部分。

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

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部件的製造精度

1）應提高軸承（chéng）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（yòng）高精度的（de）靜壓軸承。

2）應提高與軸承相配件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提高（gāo）與軸承相配合表麵的加工精度；

③測量（liàng）及調節相應件的徑（jìng）向跳動（dòng）範圍，使誤差補償或相抵消（xiāo）。

（2）對滾動軸承適當預緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛度；

③均（jun1）化滾動體誤差。

（3）使（shǐ）主（zhǔ）軸回轉精度不反映到工件（jiàn）上。

2、對工藝係統進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀（dāo）量—走刀切削（xuē）—再試切，如此（cǐ）反複直至達到所需尺寸（cùn）。此法（fǎ）生產效率低，主（zhǔ）要用於單件小（xiǎo）批生產。

（2）調整法

通（tōng）過預先調整好機床、夾具、工件和（hé）刀具的相對位置獲得所需尺寸。此（cǐ）法生產率高，主要用於大批大量生產。

3、減小刀（dāo）具磨損

在刀具尺（chǐ）寸磨損達到急劇磨損（sǔn）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，傳動鏈短，傳動精度高；

（2）采用降速傳動，是保證傳動精度的重要（yào）原則，且越（yuè）接近末端的傳動（dòng）副，其傳動比應越小（xiǎo）；

（3）末端件精度應高於其（qí）他傳動件。

5、減小工藝係統的（de）受力變形

（1）提高係統的剛度，特別是提高工藝係統中薄弱環節的剛（gāng）度

1）合理的結構設計

①盡量減（jiǎn）少連（lián）接麵的數（shù）目；

②防止有（yǒu）局部低（dī）剛度環節出現；

③應合理選（xuǎn）擇基礎件（jiàn）、支撐件的（de）結構（gòu）和（hé）截麵形狀。

2）提高連接表麵的接觸剛度

①提高機床部件中（zhōng）零件間結合麵的質量；

②給機床部件以預加載荷；

③提高（gāo）工件定（dìng）位基準麵的精度和減小它的表麵粗糙（cāo）度值。

3）采用合理的裝夾（jiá）和定位方式

（2）減小載荷及其變化

1）合理選擇刀具幾何參數和切削用量，以減小切削力；

2）毛胚分組，盡量使調（diào）整中毛胚加工餘量均勻。

6、減少殘餘應（yīng）力

（1）增加消除內應力的熱處理工序；

（2）合（hé）理安排工藝（yì）過程。

7、減小工藝係統熱變形

（1）采（cǎi）用合理的機床部件結構及裝配（pèi）基準

1）采用熱對稱（chēng）結構（gòu）——在變速（sù）箱中，將軸、軸承（chéng）、傳動齒輪等對稱布（bù）置，可使箱壁溫升均勻（yún），箱體變形減小；

2）合理選擇機床零部件的裝配（pèi）基準。

（2）減少（shǎo）熱源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要（yào）求高時，將粗（cū）精加工工序（xù）分（fèn）開；

3）盡可能將熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副、高速運動的導軌副（fù）等不能分離的熱源，從結構、潤滑等（děng）方麵（miàn）改善其摩擦特性（xìng），減少發熱或用隔熱材料；

5）采用強製式風冷（lěng）、水冷（lěng）等散熱措施。

（1）均衡溫度（dù）場

（2）加速達到傳熱平衡

（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（sì）的傳動關係進行加工而產生的誤差。加（jiā）工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加（jiā）工中。

例如，加工漸開線齒輪用（yòng）的齒輪滾刀，為使滾刀製造方便，采（cǎi）用了阿基米德基本（běn）蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產（chǎn）生了誤差。又如車削模數（shù）蝸杆時，由於蝸杆（gǎn）的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其中（zhōng） m是模數，而（ér）π是一個無理數，但是車床的配（pèi）換（huàn）齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計（jì）算，這就將引（yǐn）起刀具對於工件成形運動（螺旋運（yùn）動）的不（bú）準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般（bān）采用近似加工，在理（lǐ）論誤差可以滿（mǎn）足加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺寸公差），來（lái）提高生產率和經濟性（xìng）。

2、調整誤（wù）差

機床的調整誤差是指由於調整不準確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和（hé）磨損

夾具的誤差主（zhǔ）要指：

（1）定位元件、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；

（3）夾具在使（shǐ）用過程中工作表麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤差是（shì）指機（jī）床的製造誤差、安（ān）裝誤差（chà）和磨損（sǔn）。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

（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與理想運動方向的符合程度。主要包括：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和垂直（zhí）麵（miàn）內（nèi）的直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌的（de）平行度（dù）（扭曲）；

③ 導軌對主軸回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（wù）差。

2）導軌導向精度對切削加工的（de）影響

主要考慮導軌誤差引起刀（dāo）具與工件在誤差（chà）敏感方向的（de）相對位移。車削加工時（shí）誤差敏感方（fāng）向為水平方向，垂直方向引起的導向（xiàng）誤差產生的加工誤差可（kě）以忽略；鏜削加工時誤（wù）差（chà）敏感方（fāng）向（xiàng）隨刀具回轉而（ér）變化；刨削加工時誤差敏（mǐn）感方向為垂直方向，床身導軌在垂直平麵內的直線度引起加工表麵直線度和平麵度誤（wù）差。

（2）機床主軸回轉誤差

機（jī）床（chuáng）主軸（zhóu）回轉誤差是指實際回轉軸線對於理想（xiǎng）回轉軸線的漂移。主要包括主（zhǔ）軸（zhóu）端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺（bǎi）動。

1）主軸端麵圓跳（tiào）動（dòng）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）度誤差或端麵平麵（miàn）度誤差；

③加工螺紋時，將產生螺距周（zhōu）期誤差。

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軸線在y軸（zhóu）坐標方向上作簡（jiǎn）諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓（yuán）形（xíng）孔，圓度誤差為徑向（xiàng）圓跳動幅（fú）值；而車床車出的孔沒什麽影（yǐng）響；

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無論（lùn）車、鏜都能得到一個半徑為刀尖到平均軸線距離（lí）的圓。

3）主軸（zhóu）幾何軸線傾角擺動對加工精度的影響：

①幾何軸線相對於平（píng）均軸線在空間（jiān）成（chéng）一定錐角的圓錐軌跡，從（cóng）各截麵看相當於幾何軸心繞平均軸心作偏心運（yùn）動，而從軸向看各處偏心值不同；

②幾何軸線在某（mǒu）一平麵內作擺動，從各截麵看相當於實際軸線在一平麵內作簡諧直（zhí）線（xiàn）運動，而從軸向看（kàn）各處跳（tiào）動幅值不同；

③實際上主軸（zhóu）幾何軸線的傾角擺動為（wéi）上述兩種（zhǒng）的疊（dié）加。

（3）機床傳動鏈的傳動誤差

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

5、工藝係統受力變形（xíng）

工藝係統在切削力、夾緊（jǐn）力、重力和慣性力等作用下會產生（shēng）變形，從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、工件變形以及工藝係（xì）統的總變（biàn）形。

（1）切削力對加工精度的影（yǐng）響（xiǎng）

隻考慮機床變形，對加工軸類零件（jiàn）來講（jiǎng），機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產生（shēng）圓柱度誤（wù）差。隻考慮工件（jiàn）變形，對加工軸類零件來講，工件受力變形使加工後工件呈兩（liǎng）端細、中間粗的鼓（gǔ）形。而對加工孔類零件來講（jiǎng），單獨考（kǎo）慮機床或工件的變形，加（jiā）工後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊力對加工精度的影響

工件裝夾（jiá）時，由於工件剛度較低或夾（jiá）緊（jǐn）力著力點不當，使工件產生相（xiàng）應的變（biàn）形，造成的加工誤（wù）差。

6、刀（dāo）具（jù）的製造誤差和磨損

刀具（jù）誤差對加（jiā）工精度的影響根據刀具（jù）的種類不同而異。

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

（2）成型刀具（如成型車刀（dāo）、成型銑（xǐ）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（huā）鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形（xíng）狀誤差會影響（xiǎng）加工表麵的形狀精度。

（4）一（yī）般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其（qí）製造精度對加工精度無（wú）直接影響，但刀具易磨損。

7、加工現場環境影響

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（wèi）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金屬屑都會影響到精（jīng）度。這（zhè）個影響因素會被識（shí）別出來但並（bìng）無（wú）十分到位（wèi）的方法來杜（dù）絕（jué），往往對（duì）操作（zuò）員的作業手法依賴很高。

8、工藝（yì）係統的熱變形（xíng）

在加工過程中，由於內部熱源（切削熱、摩擦（cā）熱）或外部熱源（環境溫（wēn）度、熱（rè）輻（fú）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， 工藝係統熱變形引起的加工誤差占（zhàn）加工總誤差的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影（yǐng）響包括（kuò）工件均勻（yún）受（shòu）熱和工件不均勻受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力

殘餘（yú）應力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過程中（zhōng）產生的殘（cán）餘應力；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。