數控機床加工精度常用的基本知識！

加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度，加工精度與加工誤差都是評價(jià)加工表面幾何參數的術(shù)語(yǔ)。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。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個(gè)，其中IT01表示的話(huà)該零件加工精度高的，IT18表示的話(huà)該零件加工精度是低的 ，一般上IT7、IT8是加工精度中等級別。

任何加工方法所得到的實(shí)際參數都不會(huì )準確，從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內，就認為保證了加工精度。

機器的質(zhì)量取決于零件的加工質(zhì)量和機器的裝配質(zhì)量，零件加工質(zhì)量包含零件加工精度和表面質(zhì)量?jì)纱蟛糠帧?/p>

機械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的程度。它們之間的差異稱(chēng)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）提高主軸部件的制造精度

1）應提高軸承的回轉精度 ：

①選用高精度的滾動(dòng)軸承；

②采用高精度的多油鍥動(dòng)軸承；

③采用高精度的靜軸承。

2）應提高與軸承相配件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提高與軸承相配合表面的加工精度；

③測量及調節相應件的徑向跳動(dòng)范圍，使誤差補償或相抵消。

（2）對滾動(dòng)軸承適當預緊

①可消間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動(dòng)體誤差。

（3）使主軸回轉精度不反映到工件上。

2、對工藝系統進(jìn)行調整

（1）試切法調整

通過(guò)試切—測量尺寸—調整刀的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復直至達到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。

（2）調整法

通過(guò)預先調整好機床、夾具、工件和刀的相對位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。

3、減小刀磨損

在刀尺寸磨損達到急劇磨損階段前就須重新磨刀。

4、減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差

（1）傳動(dòng)件數少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高；

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

（3）末端件精度應高于其他傳動(dòng)件。

5、減小工藝系統的受力變形

（1）提高系統的剛度，特別是提高工藝系統中薄弱環(huán)節的剛度

1）合理的結構設計

①盡量減少連接面的數目；

②防止有局部低剛度環(huán)節出現；

③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截面形狀。

2）提高連接表面的接觸剛度

①提高機床部件中零件間結合面的質(zhì)量；

②給機床部件以預加載荷；

③提高工件定位基準面的精度和減小它的表面粗糙度值。

3）采用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余量均勻。

6、減少殘余應力

（1）增加消內應力的熱處理工序；

（2）合理安排工藝過(guò)程。

7、減小工藝系統熱變形

（1）采用合理的機床部件結構及裝配基準

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

2）合理選擇機床零部件的裝配基準。

（2）減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高時(shí)，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、絲桿螺母副、高速運動(dòng)的導軌副等不能分離的熱源，從結構、潤滑等方面改其摩擦特性，減少發(fā)熱或用隔熱材料；

5）采用強制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施。

（3）均衡溫度場(chǎng)

（4）加速達到傳熱平衡

（5）控制環(huán)境溫度

數控機床加工精度常用的基本知識！

二、加工精度誤差的原因

1、加工原理誤差

加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現于螺紋、齒輪、復雜曲面加工中。

例如，加工漸開(kāi)線(xiàn)齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀制造方便，采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開(kāi)線(xiàn)基本蝸桿，使齒輪漸開(kāi)線(xiàn)齒形產(chǎn)生了誤差。又如車(chē)削模數蝸桿時(shí)，由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個(gè)無(wú)理數，但是車(chē)床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時(shí)只能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀對于工件成形運動(dòng)（螺旋運動(dòng)）的不準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可以滿(mǎn)足加工精度要求的前提下（《=百分之10-百分之15尺寸公差），來(lái)提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。

2、調整誤差

機床的調整誤差是指由于調整不準確而產(chǎn)生的誤差。

3、夾具的制造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

（1）定位元件、刀導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差；

（2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差；

（3）夾具在使用過(guò)程中工作表面的磨損。

4、機床誤差

機床誤差是指機床的制造誤差、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(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。

（1）機床導軌導向誤差

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

① 導軌在水平面內直線(xiàn)度Δy和垂直面內的直線(xiàn)度Δz（彎曲）；

②前后兩導軌的平行度（扭曲）；

③ 導軌對主軸回轉軸線(xiàn)在水平面內和垂直面內的平行度誤差或垂直度誤差。

2）導軌導向精度對切削加工的影響

主要考慮導軌誤差引起刀與工件在誤差方向的相對位移。車(chē)削加工時(shí)誤差方向為水平方向，垂直方向引起的導向誤差產(chǎn)生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時(shí)誤差方向隨刀回轉而變化；刨削加工時(shí)誤差方向為垂直方向，床身導軌在垂直平面內的直線(xiàn)度引起加工表面直線(xiàn)度和平面度誤差。

（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(xiàn)對于理想回轉軸線(xiàn)的漂移。主要包括主軸端面圓跳動(dòng)、主軸徑向圓跳動(dòng)、主軸幾何軸線(xiàn)傾角擺動(dòng)。

1）主軸端面圓跳動(dòng)對加工精度的影響：

①加工圓柱面時(shí)無(wú)影響；

②車(chē)、鏜端面時(shí)將產(chǎn)生端面與圓柱面軸線(xiàn)垂直度誤差或端面平面度誤差；

③加工螺紋時(shí)，將產(chǎn)生螺距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳動(dòng)對加工精度的影響：

①若徑向回轉誤差表現為其實(shí)際軸線(xiàn)在y軸坐標方向上作簡(jiǎn)諧直線(xiàn)運動(dòng)，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑向圓跳動(dòng)幅值；而車(chē)床車(chē)出的孔沒(méi)什么影響；

②若主軸幾何軸線(xiàn)作偏心運動(dòng)，無(wú)論車(chē)、鏜都能得到一個(gè)半徑為刀尖到平均軸線(xiàn)距離的圓。

3）主軸幾何軸線(xiàn)傾角擺動(dòng)對加工精度的影響：

①幾何軸線(xiàn)相對于平均軸線(xiàn)在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截面看相當于幾何軸心繞平均軸心作偏心運動(dòng)，而從軸向看各處偏心值不同；

②幾何軸線(xiàn)在某平面內作擺動(dòng)，從各截面看相當于實(shí)際軸線(xiàn)在平面內作簡(jiǎn)諧直線(xiàn)運動(dòng)，而從軸向看各處跳動(dòng)幅值不同；

③實(shí)際上主軸幾何軸線(xiàn)的傾角擺動(dòng)為上述兩種的疊加。

（3）機床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差

機床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間的相對運動(dòng)誤差。

5、工藝系統受力變形

工藝系統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會(huì )產(chǎn)生變形，從而破壞了已調整好的工藝系統各組成部分的相互位置關(guān)系，導致加工誤差的產(chǎn)生，并影響加工過(guò)程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝系統的總變形。

（1）切削力對加工精度的影響

只考慮機床變形，對加工軸類(lèi)零件來(lái)講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產(chǎn)生圓柱度誤差。只考慮工件變形，對加工軸類(lèi)零件來(lái)講，工件受力變形使加工后工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而對加工孔類(lèi)零件來(lái)講，單獨考慮機床或工件的變形，加工后工件的形狀與加工的軸類(lèi)零件相反。

（2）夾緊力對加工精度的影響

工件裝夾時(shí)，由于工件剛度較低或夾緊力著(zhù)力點(diǎn)不當，使工件產(chǎn)生相應的變形，造成的加工誤差。

6、刀的制造誤差和磨損

刀誤差對加工精度的影響根據刀的種類(lèi)不同而異。

（1）定尺寸刀（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。

（2）成型刀（如成型車(chē)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（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等）的刀刃形狀誤差會(huì )影響加工表面的形狀精度。

（4）一般刀（如車(chē)刀、鏜刀、銑刀），其制造精度對加工精度無(wú)直接影響，但刀易磨損。

7、加工現場(chǎng)環(huán)境影響

加工現場(chǎng)往往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位面或定位孔位置就會(huì )影響零件加工精度，對于高精度加工，一些細小到目視不到的金屬屑都會(huì )影響到精度。這個(gè)影響因素會(huì )被識別出來(lái)但并無(wú)十分到位的方法來(lái)杜絕，往往對操作員的作業(yè)手法依賴(lài)很高。

8、工藝系統的熱變形

在加工過(guò)程中，由于內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環(huán)境溫度、熱輻射）產(chǎn)熱使工藝系統受熱而發(fā)生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和加工中， 工藝系統熱變形引起的加工誤差占加工總誤差百分之40-百分之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、工件內部的殘余應力

殘余應力的產(chǎn)生：

（1）毛胚制造和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應力；

（2）冷校直帶來(lái)的殘余應力；

（3）切削加工帶來(lái)的殘余應力。