CNC数控加工精度详（xiáng）解及解决措施

精密度

指使用同种备用样品进行重复测定所得到的结果之间的重现性（xìng）、一致性。有可能精密度高，但精确度（dù）是不准确的。例如，使用1mm的长度进（jìn）行测定得到的（de）三（sān）个结果分别为1.051mm、1.053、1.052，虽然它们的精密度高，但却是不准确的。

准确度表示测量结果的正确性，精密度表示测量结果（guǒ）的重复性和重现性，精密（mì）度是准确度的前提条件。

精（jīng）度的定义

一般说来，精度是指机床将刀尖点（diǎn）定位至程（chéng）序目标点的能力。然而（ér），测量这（zhè）种定位能力（lì）的办（bàn）法很多，更为重要（yào）的是，不同的国家有不同的规（guī）定。

日本机床生（shēng）产商：标定“精度”时，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338标准。JISB6201一般用（yòng）于通用机床和普通数控机床，JISB6336一般用于加工中（zhōng）心，JISB6338则一般用于立式加工中心。

当标定一台数控机（jī）床的精度时，非常有必要将其采用的标准一同标注出来。采用JIS标准，其数据比（bǐ）用美国的NMTBA标准或德国VDI标准明（míng）显（xiǎn）偏小。

同样的（de）指标，不（bú）同的含义

经常容易混淆的是：同（tóng）样的指标（biāo）名在不同的精度标准中代表不同的意义，不同的（de）指标名却具有相同的含义。上述4种标准，除JIS标准之外，皆是在机床数控轴上对多目（mù）标点进行多回合测量之后，通过数学统计计算出来的，其（qí）关键（jiàn）不同点在于:目标（biāo）点的数量

测量回合数

从单向还是双向接近目标点(此点尤为重要)

精度指标及其它指标的计算方法

这是（shì）4种标准的关键区别点描述，正如人们所期待的，总有一天，所有机床生产商都统一遵（zūn）循ISO标准。因此，这里选择ISO标准作为基准。下表中（zhōng）对4种标准进行了比较，本文仅涉及线性精度，因为旋（xuán）转精度的计算原理与之基本一致。

机械（xiè）加（jiā）工产生误差的主要原因

1、主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴（zhóu）各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变（biàn）动（dòng）量。产生（shēng）主轴径向回（huí）转误差的主要原因有（yǒu）：主轴几段轴颈的（de）同轴度误差（chà）、轴承本身的各种误差、轴承之间（jiān）的同轴度误差、主（zhǔ）轴挠度等。

2、导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相（xiàng）对位置关系的基准，也是机床运动的基准。导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。

3、传（chuán）动链误差。传动链的传动（dòng）误差是指内联系的传动（dòng）链中首末两端传动元件之间相（xiàng）对运动的（de）误差。传动误差是由传（chuán）动链中（zhōng）各组成环节的制造（zào）和装配误差以及使用过程（chéng）中的磨损所引起。

4、刀具的几何（hé）误差。任（rèn）何（hé）刀具（jù）在切削过程中，都不可（kě）避（bì）免要产生磨（mó）损，并由（yóu）此引起工件尺寸和形状的改变。

5、定位误差。一是（shì）基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机（jī）床上对工件进行加工时，需选择工件上（shàng）若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所（suǒ）选用的定位（wèi）基准与设计基（jī）准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制（zhì）造（zào）不准（zhǔn）确误差。

6、工艺系统受力变形产生（shēng）的误差。一是工件（jiàn）刚度。工艺系统中如果工（gōng）件刚度相（xiàng）对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度（dù）的影响就比较大。二是刀具刚度。外圆车刀（dāo）在加工表面法线方向上的刚度很大，其（qí）变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响（xiǎng）。三是机床部件刚度（dù）。机床部件（jiàn）由许多零（líng）件组成，机床部件刚度迄今（jīn）尚（shàng）无合适的简易计（jì）算方法，目前主要还（hái）是用实验方法来测定（dìng）机床部件刚度。

7、工艺系统受热变形引起的误差。工艺（yì）系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中（zhōng），由热变（biàn）形所引起的加工误差有时可（kě）占工件总误差的50%。

8、调整误差。在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对的（de）准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工（gōng）件、刀具在机床上的互相位置精度，是通（tōng）过调整机床、刀具、夹（jiá）具（jù）或工件（jiàn）等来保证的。当机床、刀具（jù）、夹具和工件毛（máo）坯等的原始精（jīng）度都达到工艺要求而又不考（kǎo）虑（lǜ）动态因（yīn）素时，调整误差的影响，对（duì）加（jiā）工精度起到决（jué）定性的作用。

9、测量误差。零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影（yǐng）响测量精度。

提高（gāo）加工精（jīng）度的工艺措施

1、减少（shǎo）原始误差

提高零件（jiàn）加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具（jù）磨损、内应力引起的（de）变形、测量误差等均属于（yú）直接减少原始误差。为了（le）提高机械加工精度（dù），需对（duì）产生加工误（wù）差的各项原始误差进（jìn）行分析，根据不同情况对造成（chéng）加工误差的主要原始误差（chà）采取不同的措施解决（jué）。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对（duì）具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。这种方法是生（shēng）产中应用较广的一种基本（běn）方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法消除或减（jiǎn）少这些因素。例如细长轴的车削，现在采用了大走刀反（fǎn）向车削法，基（jī）本消除了轴向切（qiē）削力引起的弯曲变形。若辅之以（yǐ）弹簧顶尖，则可进一步消除热变形引起的热伸长的（de）影响。

2、补偿原始误差（chà）

误差补偿法，是人为地造（zào）出一种新的（de）误差，去抵消原来工艺系统中（zhōng）的原始误（wù）差。当原始误差是（shì）负值时人为的误（wù）差就取正值，反之，取负值（zhí），并尽量使两（liǎng）者大小相等；或者利用一种原始（shǐ）误差去抵（dǐ）消另一种原始误差，也是尽量使两者大（dà）小相等，方向（xiàng）相反，从而达（dá）到减少加工误差，提高加工精度的目的（de）。

3、转（zhuǎn）移原始误差

误差转移法（fǎ）实质上是（shì）转移工艺系统（tǒng）的几何误差（chà）、受力变（biàn）形和热变形等。误差转移法的实例很（hěn）多。如当机（jī）床精度达不到零件加工要求时，常常不（bú）是一味提高机（jī）床精度，而是从工艺上或夹具（jù）上（shàng）想（xiǎng）办法，创（chuàng）造条件，使机床的几何误差（chà）转移到不影响加工精度的（de）方面去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不是靠机（jī）床主轴的回转精度来保证，而是靠（kào）夹具保证。当机床主轴与（yǔ）工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移（yí）掉了。

4、均分原始误差

在加工中，由于毛坯或上道工序误差的存在，往往造成本工（gōng）序的加工误差，或（huò）者由于工件材料性能改变，或者上道工序的工艺改变（如毛坯精化（huà）后，把原来的切削加工工序取消），引起原始误差发生较大的变（biàn）化。解决这个问题，最好（hǎo）是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n 组，每组毛坯（pī）误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组（zǔ）分别调整加工。

5、均化原始误差

对配合精度（dù）要求（qiú）很高的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要（yào）求具有高精度，但（dàn）它能在和工件做相对运动过程中对（duì）工件进（jìn）行微量切削，高点逐渐被磨掉（当然，模（mó）具也被工件磨去一（yī）部分），最终使工件达到很高的精（jīng）度。这种表面间的摩擦和（hé）磨损的过程，就是误差不断（duàn）减少的过程，这就是误差均（jun1）化法。它的实质就是利（lì）用有密切联系的（de）表面相互比较，相互检查从（cóng）对比中找出差异，然后进行相互修正或（huò）互为基准加工，使工件（jiàn）被加工表面的误差（chà）不断缩小和均化。在生产（chǎn）中，许多精密（mì）基准件（如平板、直尺等）都是利用误差均化法加工出来（lái）的。

6、就地加工法

在加工和装配（pèi）中，有些精度问题牵涉到零件或部件间（jiān）的相互关系，相当复杂，如果一味地提高零、部件本身精度，有（yǒu）时不仅（jǐn）困难，甚至不可能（néng），若（ruò）采（cǎi）用就地加工法（也称自身加工修配法），就可能很方（fāng）便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的（de）有效措施。