​數控機床加（jiā）工精度常用的（de）基本知識

加工精度（dù）主（zhǔ）要用於生（shēng）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數的術語。加工精度用公差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差（chà）用數值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤（wù）差小，反之亦然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一（yī）共（gòng）有20個，其中IT01表示的話該零件加工精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別。

任（rèn）何加（jiā）工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，隻要加工誤差在零件圖要求的公差範圍內，就（jiù）認為保證了加工精度。

機器的質（zhì）量取決於零件的加工質量和機器的裝（zhuāng）配質量，零（líng）件加工質量包含零件加工（gōng）精（jīng）度和表麵質量兩大部分。

機械加工精度是指零件加工後的實際幾何參數（尺寸、形狀和位（wèi）置）與理想幾何參數相符合的程度（dù）。它（tā）們之間的差異稱為加工誤差。加（jiā）工誤（wù）差的大小反映了加工精度的高低。誤差越（yuè）大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提（tí）高（gāo）主軸（zhóu）部件的製造精度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用（yòng）高精度的（de）滾動軸承；

②采用高精度的多油鍥（qiè）動壓軸承；

③采用高精度的靜壓軸承。

2）應提高與軸承（chéng）相配（pèi）件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度；

③測量及調（diào）節相應件的徑向（xiàng）跳動範圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸承適（shì）當預緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

（3）使主軸回轉精度不反映到工件上。

2、對工藝係（xì）統進行調整

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸（cùn）—調整（zhěng）刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反複直至達到所需（xū）尺寸。此法生產效率（lǜ）低（dī），主要（yào）用於（yú）單（dān）件小批生產（chǎn）。

（2）調整法

通過預先調整好機（jī）床、夾具、工件和刀具的（de）相對位置獲得所需尺寸。此（cǐ）法生產（chǎn）率高，主要用於大批大量生產。

3、減小刀（dāo）具磨損（sǔn）

在刀具尺（chǐ）寸磨（mó）損達到急劇磨損階（jiē）段前就必須重新磨（mó）刀（dāo）。

4、減少傳動鏈傳動誤差（chà）

（1）傳動件數少，傳動鏈短，傳動精（jīng）度高；

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

（3）末端件精度（dù）應高於其他傳動件。

5、減小工藝係統的受力變形

（1）提高（gāo）係（xì）統的剛度，特（tè）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（jì）

①盡量減少連接麵的數目；

②防止有局部（bù）低剛度環節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截麵形（xíng）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提高工件定位基準麵（miàn）的精（jīng）度（dù）和減（jiǎn）小（xiǎo）它的表麵粗糙度（dù）值。

3）采用合理（lǐ）的裝夾和定（dìng）位方式

（2）減（jiǎn）小載荷及其變化

1）合理選擇刀具幾何（hé）參數（shù）和切削用量，以減小切削力；

2）毛胚分組，盡量使調整中毛（máo）胚（pēi）加工（gōng）餘量均勻。

6、減少殘餘應力

（1）增加消除內應力的熱處理工序；

（2）合理安（ān）排工藝（yì）過程。

7、減小工藝（yì）係統熱變形

（1）采用合理的（de）機床（chuáng）部件結構（gòu）及裝配基準

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

2）合理選擇（zé）機床零部件的裝配基準（zhǔn）。

（2）減少熱（rè）源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高（gāo）時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床（chuáng）分（fèn）離（lí）出去，減（jiǎn）少機床熱變形（xíng）；

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

5）采用強（qiáng）製式風冷（lěng）、水冷（lěng）等散熱措施。

（1）均（jun1）衡溫度場

（2）加速達到傳熱平衡

（3）控製環境溫度

二、加工精（jīng）度誤差的原因

1、加工（gōng）原理誤差

加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓（kuò）或（huò）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（yú）螺紋、齒輪、複雜曲麵加（jiā）工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製造方便（biàn），采用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸（wō）杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒（chǐ）形產生了誤差。又如車削模數蝸杆時（shí），由（yóu）於蝸杆的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有（yǒu）限的，選擇配換齒輪時隻能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對於工件成形運動（螺旋運動）的不準確，造成（chéng）螺距誤差。

在加（jiā）工中（zhōng），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（shēng）產率（lǜ）和經濟性。

2、調整誤（wù）差

機床的調整誤（wù）差是指由於調整不準確而產生的誤差。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的（de）誤差主要指：

（1）定位元件（jiàn）、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的（de）製造誤差；

（2）夾具裝配後（hòu），以上各種元件工作麵間的相對尺寸誤差；

（3）夾具（jù）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（zào）誤差、安裝誤差和磨（mó）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）機床導軌導向誤差

1）導軌導向精度（dù）——導軌副運動件（jiàn）實際運動方向與理想運動（dòng）方向的符合程度。主要包括：

① 導軌在水平麵內直線（xiàn）度Δy和垂直麵內的直線度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在水平（píng）麵內和（hé）垂直麵（miàn）內的平行度誤差或垂（chuí）直度誤差。

2）導（dǎo）軌導向精度（dù）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差敏感方向的相對位移。車削加工（gōng）時誤差敏感方向為水（shuǐ）平方向，垂直方（fāng）向引起的導向誤差產生的加工誤（wù）差可以忽略；鏜削加工時誤差敏感方（fāng）向隨刀具回轉而變化；刨削加工時誤差敏感方向為垂（chuí）直方向，床身導（dǎo）軌在垂（chuí）直平麵內的直線度引（yǐn）起加工表麵直線度和平麵（miàn）度誤差。

（2）機床主軸回轉誤差

機床（chuáng）主軸回轉誤差是指實際回轉軸線對於理想回轉軸線的（de）漂移（yí）。主（zhǔ）要包括主軸端麵圓（yuán）跳動、主軸徑向圓跳動、主（zhǔ）軸幾何軸線傾角擺動（dòng）。

1）主軸端麵圓跳動對加工精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響；

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

③加工螺紋時，將產生螺距周期（qī）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）誤差表現為其實際軸（zhóu）線在y軸坐標（biāo）方（fāng）向上作簡諧直線運動，鏜床鏜出（chū）的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑向圓（yuán）跳動幅值；而車床車出的孔沒什麽影響；

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無論車、鏜都能得到一個半徑為刀尖（jiān）到（dào）平均軸（zhóu）線（xiàn）距離的圓。

3）主軸幾何（hé）軸線傾角擺動（dòng）對加工（gōng）精度的影響：

①幾何軸線（xiàn）相對於平均軸線在空間成一定錐角的（de）圓（yuán）錐軌跡（jì），從各截麵（miàn）看相當於幾何軸心繞（rào）平均軸心作偏心運動，而從軸向看各處偏心值（zhí）不同（tóng）；

②幾何軸線在某（mǒu）一平麵內作（zuò）擺動，從（cóng）各截麵看相當於實際軸線在一平麵內作（zuò）簡諧直線運動（dòng），而從軸向看各（gè）處跳動幅值不同；

③實際上（shàng）主軸幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的（de）疊加。

（3）機床傳動鏈的傳動誤差

機床傳動鏈的（de）傳動誤差是（shì）指傳動鏈中首末兩端傳動元件之間的相（xiàng）對運動誤差。

5、工藝（yì）係統受力變形

工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力（lì）等作（zuò）用（yòng）下會產生變形（xíng），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，並影響加工過程的穩定性。主要考慮機（jī）床變形、工件變形以及工藝（yì）係統的總變形。

（1）切削力對加工精（jīng）度的影響

隻考慮機床（chuáng）變形，對加工軸類零件來講，機（jī）床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工軸類（lèi）零件來講，工件（jiàn）受力變形使加工後工（gōng）件呈兩端細、中間粗的鼓形。而（ér）對加工孔（kǒng）類零件來（lái）講，單獨考慮機床或工（gōng）件的變形，加工（gōng）後工件的形狀（zhuàng）與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊力對加工精度的（de）影響

工件裝夾時，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，造成的加工（gōng）誤差。

6、刀具的製造誤差和磨損

刀具（jù）誤差對加工精度的影響根據刀具的（de）種類不同而異。

（1）定尺寸（cùn）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的（de）尺寸精度。

（2）成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂（shā）輪等）的形狀精度將直接影（yǐng）響工件的形狀精度。

（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差（chà）會（huì）影響加（jiā）工（gōng）表麵的形狀精度（dù）。

（4）一般刀具（如（rú）車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工（gōng）精度無直接影響，但刀具易（yì）磨損。

7、加工現場環（huán）境影（yǐng）響

加工現場往往有許多細小金（jīn）屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位麵或定位孔（kǒng）位置就會影響零件加工精度，對於高精度加工，一些細小到目視不到的金（jīn）屬屑都會影響到精度。這個（gè）影響因素會被識別出來（lái）但並無十分到位的方法（fǎ）來杜絕，往往對操作員（yuán）的（de）作業手法依賴（lài）很高。

8、工藝（yì）係統的熱變形

在加工過程中，由於內部熱源（yuán）（切削熱（rè）、摩擦熱）或外部（bù）熱源（環（huán）境溫度、熱輻（fú）射）產熱使工（gōng）藝係（xì）統受熱而發生（shēng）變形，從而影響加工精（jīng）度。在（zài）大型工件加工（gōng）和精密加工中， 工藝係統熱變形引起的（de）加工（gōng）誤差占加工總誤差的40%-70%。

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

9、工（gōng）件內部（bù）的殘餘應力

殘餘應力的產生：

（1）毛胚製（zhì）造和熱處理過程中產生的殘餘應力；

（2）冷校直帶來的殘餘應力（lì）；

（3）切（qiē）削加工帶來的殘餘應力。