​數控（kòng）機床加工精度常用的（de）基本知識

加工精度主要用於（yú）生（shēng）產產品（pǐn）程度，加工精度與加工誤差都（dōu）是評價加（jiā）工表麵幾何參數的術（shù）語。加工精度（dù）用公（gōng）差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。公差等級（jí）從（cóng）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，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（dù）中等級別。

任何加工（gōng）方法（fǎ）所（suǒ）得到的實際參數都不會絕對準確（què），從（cóng）零件（jiàn）的功能看，隻要加工誤差在零（líng）件圖（tú）要求的公差範圍內，就認（rèn）為保證了加工精（jīng）度。

機器的質量取決於零件的（de）加工（gōng）質量和機器的裝配質量，零件加（jiā）工質（zhì）量包含零件加工精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（hé）位置（zhì））與理想幾何參數相符合的（de）程度。它們之間（jiān）的差異稱為加工誤差。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（wù）差越小加工（gōng）精（jīng）度越高。

一、加工精度的調整方法

1、減小機床誤差

（1）提高（gāo）主軸部件的製造精度

1）應提高（gāo）軸承（chéng）的回轉（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采用高精度的靜壓軸承。

2）應提高與（yǔ）軸承相配件的（de）精度（dù）：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提高與軸承（chéng）相配合表麵的加工精度；

③測量及調節相應件的徑向跳動（dòng）範圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動軸承適（shì）當預（yù）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（jiàn）上。

2、對工藝係統進行調整

（1）試切（qiē）法調整

通過試切—測（cè）量尺寸—調整刀具的吃刀（dāo）量—走刀切削—再試切，如此反複直至達到所（suǒ）需尺寸。此（cǐ）法生產效率低（dī），主要用（yòng）於單件小（xiǎo）批（pī）生產。

（2）調整法

通過預先（xiān）調（diào）整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲（huò）得所需尺寸。此法生產率高，主要用於大批大量生產（chǎn）。

3、減小刀具磨損（sǔn）

在刀具尺寸磨損達到急劇（jù）磨損階段前就必須重新磨刀。

4、減少傳動鏈（liàn）傳動誤差

（1）傳動件數少，傳動鏈（liàn）短，傳（chuán）動精度高；

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

（3）末端件精度應高於其他傳動件。

5、減小工藝係（xì）統的受力變形（xíng）

（1）提高係統的剛度，特別是提高（gāo）工藝係統中薄（báo）弱環節的剛度

1）合理（lǐ）的結構設計

①盡量減少（shǎo）連接麵的數目；

②防止有局部低（dī）剛度環節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件的結（jié）構（gòu）和截麵形狀。

2）提高連（lián）接表麵的接觸剛度

①提高（gāo）機床部（bù）件中零件間結合麵的（de）質量；

②給機（jī）床部件以（yǐ）預加載荷；

③提高工（gōng）件定位基準麵的（de）精度和減小（xiǎo）它的（de）表麵粗糙度值。

3）采用合理的裝夾和定（dìng）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，盡量使調整中毛胚加工餘量均勻。

6、減少殘餘應力

（1）增加（jiā）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（rè）變形

（1）采用合理的機床部件（jiàn）結構及裝配基準（zhǔn）

1）采用熱對稱結構——在變速箱中，將軸、軸承、傳動齒（chǐ）輪等對稱布置，可使（shǐ）箱壁溫升均（jun1）勻，箱體變形減小（xiǎo）；

2）合理（lǐ）選擇機床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零（líng）件精度（dù）要求高時，將粗精加工工序分開（kāi）；

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（sù）運（yùn）動的導（dǎo）軌副（fù）等不能分離的熱（rè）源，從（cóng）結（jié）構、潤滑（huá）等方麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔熱（rè）材料；

5）采用強（qiáng）製式風冷、水冷（lěng）等散熱措施。

（1）均衡溫度場

（2）加速（sù）達（dá）到傳熱平衡

（3）控製環（huán）境溫度

二、加工精（jīng）度誤差的原因

1、加工原理誤差

加工原（yuán）理誤（wù）差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似（sì）的傳動關係（xì）進（jìn）行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。

例如，加工漸開線齒輪用的齒（chǐ）輪滾刀，為使（shǐ）滾刀製（zhì）造方便，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基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產生了（le）誤差。又如車削模數（shù）蝸杆（gǎn）時，由於蝸杆的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是（shì）一個（gè）無理數，但（dàn）是（shì）車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇（zé）配換齒輪時（shí）隻能（néng）將π化為近似的（de）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，造成螺距誤差。

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

2、調整誤差（chà）

機床的調（diào）整誤差是指由於調整不準確而產生（shēng）的誤差。

3、夾具的製造誤差和（hé）磨損

夾（jiá）具的誤差主要指：

（1）定位元（yuán）件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的製造誤差；

（2）夾具裝配後，以上各（gè）種元件工作麵間的相對尺（chǐ）寸誤差；

（3）夾具在使用（yòng）過程（chéng）中工作表麵的磨損。

4、機床（chuáng）誤（wù）差

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

（1）機床導軌導向（xiàng）誤差

1）導軌導向精（jīng）度——導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的符（fú）合程度。主要包括：

① 導軌在水（shuǐ）平麵內直線度Δy和垂直麵內的直線度Δz（彎曲）；

②前後（hòu）兩導軌的（de）平行度（扭曲）；

③ 導（dǎo）軌對主軸回轉軸線在水平麵（miàn）內和垂直麵內的（de）平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精度對切削加工（gōng）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（de）相對位移。車（chē）削加工時誤差敏感方向為水平（píng）方向，垂直方向引起的導向誤差產生的加工誤差可以忽略（luè）；鏜削（xuē）加工時誤差敏感方向隨刀具（jù）回轉而變化；刨削加工時誤差敏感方向為垂（chuí）直方向，床（chuáng）身導軌在垂直平麵內的直線度引起加工表麵（miàn）直線（xiàn）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（zhǐ）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（miàn）圓跳動（dòng）、主（zhǔ）軸徑向圓跳（tiào）動、主軸幾何軸線傾角擺動。

1）主軸端麵圓跳動（dòng）對加（jiā）工精度的影（yǐng）響：

①加（jiā）工圓柱麵時無影（yǐng）響；

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

③加工螺紋時，將產生螺距周期誤差。

2）主軸徑向（xiàng）圓跳動對加工精度的（de）影響：

①若徑（jìng）向回轉誤差表（biǎo）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（táng）出的孔為橢圓形（xíng）孔，圓度誤差為徑向圓跳動幅值；而車床車出的孔沒什麽（me）影響；

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無論車、鏜都能得到（dào）一（yī）個半徑為刀尖到平（píng）均軸（zhóu）線距離的圓。

3）主（zhǔ）軸幾何軸（zhóu）線傾角（jiǎo）擺動對（duì）加工精度的影（yǐng）響：

①幾何軸線相（xiàng）對於平均軸線在空間（jiān）成一定錐角的圓錐軌跡，從各截麵看（kàn）相當於幾何軸心繞平均軸心作偏心運動，而從軸向看各處偏心（xīn）值（zhí）不同；

②幾何軸線在某一平麵內作擺動，從各截麵看相當於實際軸線在一平（píng）麵內作（zuò）簡諧直線運動，而從軸向看各處跳動幅值不同；

③實（shí）際上主軸幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的疊加（jiā）。

（3）機床傳動（dòng）鏈的傳動誤（wù）差（chà）

機（jī）床傳動鏈的傳動誤（wù）差是指傳動鏈中首（shǒu）末兩端（duān）傳動元件之間的相對運動誤差（chà）。

5、工藝係統受力變形

工藝係統在切（qiē）削力、夾（jiá）緊力、重力和慣（guàn）性力等（děng）作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝係（xì）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（lǜ）機床變形、工件變形以（yǐ）及工藝係（xì）統的總變形。

（1）切削（xuē）力對加工精度的影響（xiǎng）

隻考慮機床變形，對加工軸類零（líng）件來講，機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（lǜ）工件變形，對加工（gōng）軸類零件來講（jiǎng），工件受力變形使加工後工件呈（chéng）兩（liǎng）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的變形，加工後工件的形狀（zhuàng）與加工的軸類零件相反。

（2）夾緊力對加工精度的影響（xiǎng）

工（gōng）件裝夾時，由（yóu）於工件剛度較低或夾緊（jǐn）力著力（lì）點不當，使工件產生相應（yīng）的變形，造（zào）成的加工（gōng）誤差（chà）。

6、刀具的製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的（de）影響根據刀具的種類不同而異。

（1）定尺寸刀具（如鑽頭、鉸刀、鍵（jiàn）槽銑刀及圓（yuán）拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺（chǐ）寸（cùn）精度。

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

（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀（dāo）具（jù）等）的刀刃（rèn）形狀誤差會影響（xiǎng）加工（gōng）表麵（miàn）的（de）形狀精度。

（4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑（xǐ）刀（dāo）），其製造精度對加工（gōng）精度無直接影響（xiǎng），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（zài）與零件定位麵（miàn）或定位孔位置就會影響零（líng）件加工精度，對於高精度加工，一些細小到目視（shì）不到的金屬屑都會影響（xiǎng）到精度。這個影（yǐng）響因素會被識別出（chū）來但並無十分到位的方法來杜（dù）絕，往往對操作員的作（zuò）業手法依賴很高。

8、工藝係（xì）統的熱變形

在加（jiā）工過程中，由於內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環境（jìng）溫度、熱輻射（shè））產熱使工藝（yì）係統受熱而發（fā）生變形，從而影（yǐng）響（xiǎng）加工精度。在大型工件加工和精密加（jiā）工中， 工藝係統熱（rè）變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。

工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受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力

殘餘應力的產（chǎn）生（shēng）：

（1）毛胚製造和熱處理過程中產生的殘（cán）餘（yú）應力；

（2）冷校直帶來（lái）的殘餘應力；

（3）切（qiē）削加工帶來的殘餘應力。