​數控（kòng）機床（chuáng）加（jiā）工精度常用的基本知識

加工精度主要用於生產產品程度（dù），加工（gōng）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（děng）級值越小，其精度越高（gāo）；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加工精度高，就（jiù）是加工誤差小，反之亦（yì）然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共（gòng）有20個，其中IT01表（biǎo）示的話該零（líng）件加工精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工精（jīng）度中等級別。

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（jiā）工誤差在零件圖要求的（de）公（gōng）差範圍內，就認為保證了加工精度。

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

機械加工精度是指零件加工（gōng）後的實際幾何（hé）參（cān）數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度。它們（men）之間的差異稱為加工誤差。加（jiā）工誤差的大小反映（yìng）了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低（dī），誤差越小加工精度越高。

一（yī）、加工精（jīng）度的調整方法（fǎ）

1、減小機床誤差

（1）提高主軸部件的製造精度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用（yòng）高（gāo）精度的滾動軸承；

②采（cǎi）用高精度的多油（yóu）鍥動壓軸承；

③采用高精度的靜壓軸承。

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（de）加工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度（dù）；

③測量及調節相應件的徑向跳動範圍，使誤（wù）差補償或相抵消。

（2）對（duì）滾動軸承適當預緊

①可消（xiāo）除間隙；

②增加軸承剛（gāng）度；

③均化滾動體誤差。

（3）使（shǐ）主軸回轉精度不反（fǎn）映（yìng）到工（gōng）件上。

2、對工藝係統進行調整（zhěng）

（1）試切法調整

通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走（zǒu）刀切削—再試切，如此反複直（zhí）至達到所需尺寸。此（cǐ）法生產效率低（dī），主要用於（yú）單件小批生產。

（2）調（diào）整（zhěng）法

通過預先調整好機床、夾具、工件（jiàn）和刀具的相對（duì）位置獲得（dé）所需尺寸。此法生產率（lǜ）高，主要用於大（dà）批大量生（shēng）產。

3、減小刀具磨損

在刀具尺（chǐ）寸磨損達到急劇磨損階段前就（jiù）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（yòng）降速傳動，是保證傳動精度的（de）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（jiàn）精度應高（gāo）於其他傳動（dòng）件。

5、減（jiǎn）小工藝係統的受力變形

（1）提高係統的（de）剛度，特別是提高工藝係統中薄弱環（huán）節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量減少連（lián）接（jiē）麵的數目；

②防（fáng）止有局（jú）部（bù）低剛度環（huán）節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐（chēng）件的結構和截麵形狀。

2）提高連接表麵的接觸剛度

①提高機床部（bù）件中零件間結（jié）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的精度和減小它的表麵粗糙度值。

3）采用（yòng）合理的裝夾和定位方式

（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（jiǎn）小（xiǎo）切削力；

2）毛（máo）胚分組，盡量使調（diào）整中毛（máo）胚加工（gōng）餘（yú）量均勻。

6、減少（shǎo）殘餘應力

（1）增加消除內應力的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過程。

7、減小工藝係（xì）統熱變形

（1）采用合理的機床部件（jiàn）結構及裝配基準

1）采用熱對稱結構——在變速箱中，將軸、軸承、傳（chuán）動齒輪等對稱布置，可使箱壁（bì）溫升均勻，箱（xiāng）體（tǐ）變形減小；

2）合（hé）理選擇機床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發熱和隔離（lí）熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床分離（lí）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，從結構、潤滑（huá）等方麵（miàn）改善其摩擦（cā）特性，減少發熱或用（yòng）隔熱（rè）材料；

5）采用強（qiáng）製式風冷、水冷等散（sàn）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

二、加工精度（dù）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或近似的傳（chuán）動關係進行加工而產（chǎn）生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋（wén）、齒輪、複（fù）雜曲麵加工（gōng）中（zhōng）。

例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾（gǔn）刀製造方便，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（chǐ）形產生（shēng）了誤差。又如車削模數蝸杆時，由於蝸杆的螺（luó）距（jù）等於蝸輪（lún）的周（zhōu）節（即 mπ），其中 m是模數（shù），而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的（de）齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻能將π化為（wéi）近似的分數（shù）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（bú）準確（què），造成螺距誤差。

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

2、調整誤差

機（jī）床的（de）調整誤差是指由（yóu）於調整不準確而產（chǎn）生的誤差（chà）。

3、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主要（yào）指（zhǐ）：

（1）定位（wèi）元件、刀（dāo）具導向元件、分度機構、夾具體等（děng）的製（zhì）造誤差（chà）；

（2）夾（jiá）具裝配後，以上各種（zhǒng）元件工作麵間的相對尺寸誤差；

（3）夾具在使用過程中工作表麵的（de）磨損。

4、機床誤差

機床誤差是指機床的製造誤差、安（ān）裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導（dǎo）向誤差、機床（chuáng）主軸回轉（zhuǎn）誤差、機床傳動鏈的傳動（dòng）誤差。

（1）機床導軌導向誤差

1）導軌導向精度（dù）——導（dǎo）軌（guǐ）副運動件實際運動方向與理想運動（dòng）方向的符合程（chéng）度。主要包括：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和（hé）垂直（zhí）麵內的直（zhí）線（xiàn）度Δz（彎曲）；

②前後兩導（dǎo）軌的平（píng）行（háng）度（扭曲）；

③ 導軌對（duì）主軸回轉軸（zhóu）線在水平麵內和垂直麵（miàn）內的平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精度對切（qiē）削（xuē）加工（gōng）的影響（xiǎng）

主要考慮導軌誤差引起刀具與工件（jiàn）在誤差敏感方向的相對位移。車（chē）削加工時誤差敏感（gǎn）方向為水平方向，垂直方向引起的導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時誤（wù）差敏感方（fāng）向隨刀具回轉而變化；刨削加（jiā）工時誤差（chà）敏感方（fāng）向為垂直方向，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度誤差。

（2）機床（chuáng）主軸回轉誤差

機床主軸回轉誤差是指實際回轉軸線對於理想回（huí）轉軸線（xiàn）的漂移。主要包（bāo）括主（zhǔ）軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。

1）主（zhǔ）軸端麵圓跳動（dòng）對加工（gōng）精度的影響：

①加工圓柱麵時無影響（xiǎng）；

②車（chē）、鏜端（duān）麵時將產生（shēng）端（duān）麵與圓柱麵軸線垂直度誤（wù）差或端麵平麵度誤（wù）差；

③加工螺（luó）紋時，將產生螺距周（zhōu）期誤差。

2）主軸徑（jìng）向圓跳動對加工精度的影響：

①若徑向回（huí）轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線運（yùn）動，鏜床鏜出的孔為（wéi）橢圓（yuán）形孔，圓度誤差為徑向圓（yuán）跳動幅值；而車床車出的孔（kǒng）沒什麽影（yǐng）響；

②若主軸幾何軸線作偏心運動（dòng），無（wú）論（lùn）車、鏜都（dōu）能得到一個半徑為刀尖到平均軸（zhóu）線（xiàn）距離的圓。

3）主軸幾何軸（zhóu）線（xiàn）傾角擺（bǎi）動對加工精度（dù）的影響：

①幾何軸線相對於平均軸線在空間成一（yī）定錐角的圓（yuán）錐軌跡，從各（gè）截麵看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值不同；

②幾何軸線在某一平麵內作擺動，從各截麵看相當於（yú）實際軸線在一平麵內（nèi）作簡諧直線運動，而從（cóng）軸向看各（gè）處跳動幅值不同（tóng）；

③實際上主軸幾何軸線（xiàn）的傾角擺動為（wéi）上述（shù）兩種的疊（dié）加。

（3）機床（chuáng）傳動鏈的傳動誤差

機（jī）床（chuáng）傳（chuán）動鏈的傳動（dòng）誤差是（shì）指（zhǐ）傳動鏈中首末兩端傳動元（yuán）件之間的相對運動誤差。

5、工藝（yì）係統（tǒng）受力變形

工藝係統在切（qiē）削力、夾緊（jǐn）力、重力和慣性力等作用下會產生變形（xíng），從而（ér）破壞了已調整好的工藝係統各組成部分的相互（hù）位置關係，導致加工（gōng）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（yì）係統的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

隻考慮機床變形，對加工軸類零件來講（jiǎng），機床受力變形使加工工件呈（chéng）兩端粗、中間（jiān）細的鞍形（xíng），即產（chǎn）生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件（jiàn）受力變形使加工後工件呈兩端細、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，加工後工件的形狀與加工的（de）軸類零件（jiàn）相反。

（2）夾緊力（lì）對加工精度的影響

工件裝夾（jiá）時，由（yóu）於工件剛（gāng）度較低或夾緊力（lì）著力點不當，使工件產生相應的變形，造成的加工誤差。

6、刀具的製（zhì）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異。

（1）定尺寸刀具（如（rú）鑽頭、鉸刀、鍵槽（cáo）銑刀及（jí）圓拉刀等）的尺寸精（jīng）度直接影響工件的尺寸精度。

（2）成（chéng）型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等）的形狀（zhuàng）精度將直接（jiē）影響工件的形狀精度。

（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具（jù）等）的刀刃形狀（zhuàng）誤差會影響加工表麵的形（xíng）狀精度。

（4）一（yī）般刀（dāo）具（如（rú）車刀（dāo）、鏜刀（dāo）、銑刀），其製造精（jīng）度（dù）對加工精度無直接影響，但刀具易磨（mó）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（cún）在與零件定（dìng）位麵或定位孔位置就會影響零件加工（gōng）精度，對於高精度加工，一些細小到（dào）目視不到的金屬屑都會（huì）影響到精度（dù）。這個影響因素會（huì）被識別出來但並（bìng）無十分到位的方法來杜絕，往往對操作（zuò）員的作業手法依賴很高。

8、工藝係統的熱變形（xíng）

在加工過程中，由於內部熱源（切削熱（rè）、摩擦熱）或外部（bù）熱源（環境溫度（dù）、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密加工中， 工藝係統熱變形引起的加工誤差（chà）占（zhàn）加工總誤差的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影響（xiǎng）包（bāo）括工件均勻受熱和工（gōng）件不均（jun1）勻受熱兩種。

9、工件內部的殘餘應力

殘餘應力的產（chǎn）生：

（1）毛胚製（zhì）造和熱處理過（guò）程中（zhōng）產生的殘餘應力；

（2）冷校直帶來的（de）殘餘應力；

（3）切削加工帶來的殘餘應力。