​數控（kòng）機床加工精度常用的基本知識

加工精度（dù）主要用於生產產品程度，加工精度與加工誤差都是評價加工表麵幾何參（cān）數的術語。加工精度用公（gōng）差等級衡量，等級值越小（xiǎo），其（qí）精度越高；加工誤差用數（shù）值表示，數值（zhí）越大，其誤差越大。加工精度高，就（jiù）是加工誤差小，反之亦然。公（gōng）差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的話該零件加工精度（dù）最高的（de），IT18表示的話該（gāi）零（líng）件加工精（jīng）度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等（děng）級別。

任何加工方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（qiú）的公差範圍內，就（jiù）認（rèn）為保（bǎo）證了加工精度（dù）。

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

機械（xiè）加工精度是（shì）指零件加工後的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想（xiǎng）幾何參數相符合的程度（dù）。它們之間的差異稱為加工誤差。加（jiā）工誤差的（de）大（dà）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（jiā）工精度的調整方法

1、減小機床誤差（chà）

（1）提高主軸部件的製造精度

1）應提高（gāo）軸承的回（huí）轉（zhuǎn）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（cǎi）用高精度的靜（jìng）壓軸承。

2）應提高與軸（zhóu）承（chéng）相配件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精（jīng）度；

②提（tí）高與軸承相配（pèi）合表（biǎo）麵的加工精度；

③測量及調節相應件的徑向跳動範圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸承適當預緊

①可消除（chú）間隙；

②增加軸（zhóu）承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回（huí）轉精度不反映到工件上。

2、對工藝係統進行調整

（1）試切法調整

通過試（shì）切—測（cè）量尺寸—調整刀具的吃刀（dāo）量—走刀切削—再試切，如（rú）此反複直至達到所需（xū）尺寸。此法生產效率低，主要用於單件小批生產。

（2）調整法

通過預先（xiān）調整好機床、夾具、工件和刀具（jù）的相對位置（zhì）獲得所需尺（chǐ）寸。此法生產率高，主要用於（yú）大（dà）批大量生產。

3、減小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達到（dào）急劇磨損階段前就必須重新磨刀。

4、減少傳（chuán）動鏈傳（chuán）動誤差

（1）傳（chuán）動件數（shù）少，傳動鏈短，傳動精度高；

（2）采（cǎi）用降速傳動，是保證（zhèng）傳（chuán）動（dòng）精度的重要原則，且越接近末端的傳（chuán）動副，其傳動（dòng）比（bǐ）應越小；

（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）提高係統的剛度，特別是（shì）提（tí）高工藝（yì）係統中薄弱環節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量減少連接（jiē）麵的數目；

②防止有局部低剛（gāng）度環節（jiē）出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件（jiàn）的結構和截麵（miàn）形狀。

2）提高連接表麵的接觸（chù）剛度

①提（tí）高機床部件中零件間結合麵（miàn）的質（zhì）量；

②給機床（chuáng）部件以預加載荷；

③提（tí）高工件定位基準麵的精（jīng）度和減小它的表（biǎo）麵粗糙度值。

3）采用合理的裝夾和定（dìng）位方（fāng）式

（2）減小載荷及其變化（huà）

1）合理選擇刀具幾何參數和切削用量，以減小切（qiē）削力；

2）毛胚分組，盡量使調整（zhěng）中毛胚加工餘量均（jun1）勻。

6、減少殘餘應力（lì）

（1）增加消除內應力的熱處理工序；

（2）合（hé）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構及裝配（pèi）基準

1）采用熱對稱結構——在變速箱中（zhōng），將（jiāng）軸、軸承、傳動齒輪等對（duì）稱布置，可使箱壁溫升（shēng）均勻，箱體變形減小；

2）合理選擇機床零（líng）部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切（qiē）削用量；

2）零件（jiàn）精度要求高時，將粗（cū）精加工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床（chuáng）分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母副、高速運動的導軌副等不能分離的熱源，從結（jié）構、潤滑等方麵改善其摩擦特性，減少發（fā）熱或（huò）用隔（gé）熱材料（liào）；

5）采（cǎi）用強製式風冷、水冷等（děng）散熱措施。

（1）均衡溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製環境溫度（dù）

二、加工精度誤差的原因

1、加工原理誤差（chà）

加（jiā）工原理誤差是（shì）指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動關係進行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜（zá）曲麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀（dāo）製造方便（biàn），采用（yòng）了阿基（jī）米德基（jī）本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使（shǐ）齒輪漸開線齒形產生了誤差。又如車削模數蝸（wō）杆時，由於蝸（wō）杆的螺距等（děng）於蝸輪（lún）的周節（即 mπ），其中 m是模（mó）數，而π是一個無理數，但是車床的配（pèi）換齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻能將（jiāng）π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這（zhè）就將引起刀（dāo）具對於（yú）工件（jiàn）成形運動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可（kě）以滿足加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺寸公差），來提高生產率和（hé）經（jīng）濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差是（shì）指由於調整不準確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾（jiá）具的誤差主（zhǔ）要指：

（1）定位元件、刀具導向（xiàng）元件、分度機構、夾具體等的製造誤差；

（2）夾（jiá）具裝配後，以上各種元件工作麵間的相對尺寸（cùn）誤差；

（3）夾具在使用過（guò）程中工作表麵的磨損。

4、機床誤差

機床誤差是指機床（chuáng）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、機床主軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

（1）機床導軌（guǐ）導向誤差

1）導軌導向精度——導軌副運動件實際運（yùn）動方向與理想（xiǎng）運動方向（xiàng）的符合程度。主要包括：

① 導軌在水平麵內直線（xiàn）度（dù）Δy和垂直麵內的直線度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌的（de）平行度（扭曲（qǔ））；

③ 導軌對主（zhǔ）軸回轉軸線在水平麵內和垂直（zhí）麵內的（de）平行度誤差或垂直度誤（wù）差。

2）導軌導向精度對（duì）切削加工的影響

主要考慮導軌誤差引起（qǐ）刀具與工件（jiàn）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，垂直方向引起的（de）導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加（jiā）工時誤差敏感方向隨（suí）刀具回轉而變化；刨削（xuē）加工時誤差敏感方向（xiàng）為垂直方向，床身導軌在垂直平麵內（nèi）的直線（xiàn）度引起加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（shí）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、主軸幾何軸線傾（qīng）角擺動。

1）主（zhǔ）軸端麵圓跳（tiào）動對加工精度的影（yǐng）響：

①加工圓柱麵時無影響；

②車、鏜（táng）端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直度（dù）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）主軸徑向圓跳動對加工精度的影響：

①若徑向回轉（zhuǎn）誤差（chà）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孔，圓度誤差（chà）為（wéi）徑向圓跳動幅值；而車床車出的孔沒什（shí）麽影響；

②若主軸幾何軸線作偏心（xīn）運動，無論車（chē）、鏜（táng）都（dōu）能得到（dào）一個半徑為（wéi）刀尖到平均軸（zhóu）線距離的圓。

3）主軸幾何軸線傾角擺動對（duì）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（jié）麵看相（xiàng）當於（yú）幾何軸心繞平均軸心（xīn）作偏心運動（dòng），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（xiàng）當（dāng）於實際軸線（xiàn）在一平麵內作簡諧直線運動，而從軸向（xiàng）看各處跳（tiào）動幅值不同；

③實際上主軸幾何軸（zhóu）線的傾角擺動為上述兩種的疊加。

（3）機床傳動鏈（liàn）的傳動誤（wù）差

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

5、工藝係統受力變（biàn）形

工（gōng）藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生（shēng）變形，從而破壞了已調（diào）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（xiǎng）加工過程的穩（wěn）定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工（gōng）藝係統（tǒng）的總變形。

（1）切削力對加（jiā）工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工（gōng）軸類零件來講，機床受力變形使加工工件呈（chéng）兩端粗、中間細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工（gōng）軸類零件來講，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（jiā）工孔類零件來講，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（zhóu）類零件相反。

（2）夾緊力對加（jiā）工精（jīng）度的影響

工件裝（zhuāng）夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點不當，使工件產生（shēng）相應的變形，造成的（de）加工誤差。

6、刀具（jù）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（cùn）精度直接影響工件的尺寸精度。

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

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

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工精度無直接影響，但（dàn）刀具易磨損。

7、加工現場（chǎng）環（huán）境影響

加工現場往（wǎng）往有許多細小金屬屑（xiè），這（zhè）些金屬屑（xiè）如果存在與（yǔ）零件定位麵或定位孔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（bú）到的金屬屑都（dōu）會影響到精度。這（zhè）個影響因素會被識別出來但並無十分到位的方法來杜絕，往往對操作員的作業手法依賴（lài）很高。

8、工藝係統的熱變形

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、熱輻射）產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（jīng）密加工中， 工藝係（xì）統（tǒng）熱變形引起的加工誤差占（zhàn）加工總誤差（chà）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（gōng）件內部的（de）殘餘應力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚製造和熱處理過程中產（chǎn）生的殘（cán）餘應力（lì）；

（2）冷校直帶來的殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘（yú）應力（lì）。