​數（shù）控機床加（jiā）工精度常用的基（jī）本知識

　　

加工精度主要用於生產產（chǎn）品程度，加工精度與加工誤差都是評價加工表（biǎo）麵幾何參數的術語（yǔ）。加工精度用（yòng）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（jiù）是加工誤差小，反之亦（yì）然。公差等級從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的話該零（líng）件加工精（jīng）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（gōng）精度中等級別（bié）。

 

任何（hé）加工方法所（suǒ）得到的實際參數都不會絕對準確，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，就認為保（bǎo）證了加工精度。

 

機器（qì）的質量取決於零件的加工質量和機器的裝配質量，零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（líng）件加工後的實際（jì）幾何參數（尺（chǐ）寸、形狀和位置）與理想幾何參數相符合的（de）程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加（jiā）工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加（jiā）工精度（dù）越低，誤差越小加工精度越（yuè）高。

 

一、加工精度的調整方法

 

1、減小機（jī）床誤差

 

（1）提高主軸部件（jiàn）的製（zhì）造精度（dù）

 

1）應提高軸承的回轉精度 ：

 

①選用高（gāo）精度的滾動軸承（chéng）；

 

②采（cǎi）用高（gāo）精度的多油鍥動壓軸承；

 

③采用高精度（dù）的靜壓軸承。

 

2）應提高與軸（zhóu）承相配件（jiàn）的精度（dù）：

 

①提高箱體支撐（chēng）孔、主軸軸頸的（de）加工精度；

 

②提高（gāo）與軸承相配合表麵的加工精度；

 

③測量及調節相應件的（de）徑向跳動範圍，使誤差（chà）補償或相抵消（xiāo）。

 

（2）對（duì）滾動軸承適當預緊

 

①可消除間隙；

 

②增加軸承剛度（dù）；

 

③均化（huà）滾動體誤差。

 

（3）使主軸回轉精（jīng）度不反映到工件上。

 

2、對工（gōng）藝係統進行調（diào）整

 

（1）試（shì）切法調整

 

通過試（shì）切（qiē）—測量尺寸—調整刀具（jù）的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反複直至達到所（suǒ）需尺寸。此法生產效率低，主（zhǔ）要用於（yú）單件小批生產（chǎn）。

 

（2）調整法

 

通（tōng）過預先調整好機床、夾具、工件和刀具的（de）相對位置獲得所需尺（chǐ）寸。此法生產率高（gāo），主要（yào）用於（yú）大批大量生產。

 

3、減小刀（dāo）具磨損

 

在刀具尺（chǐ）寸磨損達到（dào）急劇磨損階段前就必須重新磨刀。

 

4、減少（shǎo）傳動鏈（liàn）傳動誤差

 

（1）傳動件數少，傳（chuán）動鏈短，傳（chuán）動精度高；

 

（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（de）傳動副，其傳動比應越小；

 

（3）末端件精度應高於其他傳動（dòng）件。

 

5、減小（xiǎo）工藝係統的受力變形

 

（1）提高係（xì）統的剛度，特別是提高（gāo）工藝（yì）係統中薄弱環節的剛度（dù）

 

1）合理的結構設計

 

①盡量減少（shǎo）連接麵的數目；

 

②防（fáng）止有局部低剛度環節出現；

 

③應合理選（xuǎn）擇基礎件、支撐件（jiàn）的結構和（hé）截麵形狀。

 

2）提高連接表麵的（de）接觸剛度

 

①提高機床（chuáng）部件中零（líng）件間結合麵的質量；

 

②給機床部件以（yǐ）預加載（zǎi）荷；

 

③提高（gāo）工件定位基準麵的精度和減小它的表麵粗（cū）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（xuǎn）擇（zé）刀具幾何參數和（hé）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（yú）量均勻。

 

6、減少殘餘應（yīng）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、減小工藝係統熱（rè）變形

 

（1）采用合（hé）理的機床部件結（jié）構及裝配基準

 

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

 

2）合理選擇機床零部件的裝配基準。

 

（2）減少熱源的發熱（rè）和（hé）隔離熱源

 

1）采用較小的切削用量；

 

2）零件精度要求（qiú）高時（shí），將粗精加工工序分開；

 

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（zhóu）承、絲（sī）杆螺母副、高速運（yùn）動（dòng）的導（dǎo）軌副等不能分離（lí）的熱源，從結構、潤滑等方麵改（gǎi）善其（qí）摩擦特性，減少發熱或用（yòng）隔熱（rè）材料（liào）；

 

5）采用強製式風冷（lěng）、水冷等散熱措施。

 

（1）均衡溫度場

 

（2）加速達到傳熱（rè）平（píng）衡

 

（3）控製環境溫（wēn）度

 

二、加工精度（dù）誤差的原因

 

1、加工原理誤差

 

加工原理誤差是指采（cǎi）用（yòng）了近似的刀刃輪廓或近（jìn）似的（de）傳動關係進行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪（lún）、複雜曲麵加工中。

 

例如（rú），加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製造方便，采用了（le）阿基米德基本蝸杆或法（fǎ）向直廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒（chǐ）輪漸開線齒形產生了（le）誤差。又如（rú）車削模數蝸杆時，由於蝸杆的螺距等於蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇（zé）配換齒輪時隻（zhī）能（néng）將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這（zhè）就將引（yǐn）起刀具對（duì）於工件（jiàn）成（chéng）形運動（螺旋運動）的不準確（què），造成螺距誤差。

 

在加工（gōng）中，一般采用近似加工，在理（lǐ）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（gāo）生產率和經（jīng）濟性。

 

2、調整誤差

 

機床（chuáng）的調整誤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（sǔn）

 

夾具的誤差主要指：

 

（1）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的製造誤差；

 

（2）夾具裝（zhuāng）配後，以上各種元件工作麵間的相對尺寸誤差；

 

（3）夾具在使用過程中工作（zuò）表麵的磨損。

 

4、機床誤差

 

機床誤差是指機床的製（zhì）造誤差（chà）、安裝誤差（chà）和（hé）磨（mó）損。主（zhǔ）要包括機床導（dǎo）軌導向誤差、機床主軸回轉（zhuǎn）誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

 

（1）機床導軌導向誤差

 

1）導軌（guǐ）導向精度——導（dǎo）軌副運動（dòng）件實際運（yùn）動方向與理想運（yùn）動方向的符合程度。主要包括：

 

① 導軌在水平（píng）麵內直線度Δy和垂直麵（miàn）內的直線（xiàn）度Δz（彎曲）；

 

②前（qián）後（hòu）兩導軌的平行度（扭曲）；

 

③ 導（dǎo）軌對主軸（zhóu）回轉軸線在水平麵內和垂直麵（miàn）內的平行度誤差或（huò）垂直（zhí）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具與工件在誤差敏（mǐn）感方向的（de）相對位移。車削加（jiā）工時誤差敏感方向為水平方向，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（jiā）工時誤差敏感方向隨刀（dāo）具回轉而變化；刨削加工時誤差敏感方向為垂直方向，床身導軌在垂直平麵內的直（zhí）線度引起加工表麵直（zhí）線度和平（píng）麵（miàn）度誤差。

 

（2）機床主軸回轉誤差

 

機床（chuáng）主軸回轉誤（wù）差是指實際（jì）回轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主（zhǔ）要包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸（zhóu）幾何軸線傾角擺動。

 

1）主軸端麵圓跳動對加工精度的影響：

 

①加工圓柱麵時無（wú）影響（xiǎng）；

 

②車、鏜端麵時將產生端麵與圓柱麵軸線垂直（zhí）度誤差或（huò）端麵（miàn）平（píng）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若徑向回轉誤差表現為（wéi）其實際軸線在（zài）y軸坐標方向上作簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度（dù）誤差為（wéi）徑向圓跳動幅值；而車床車出（chū）的孔沒什麽影響；

 

②若主軸幾何軸線作偏心運動，無論（lùn）車、鏜都能得到一個半徑為刀尖到平（píng）均軸線距離的圓。

 

3）主軸（zhóu）幾何軸（zhóu）線傾角擺動對加工精度的影響：

 

①幾何軸線相對（duì）於平均軸線在空（kōng）間（jiān）成一定（dìng）錐角的圓錐軌跡，從各截麵看相當於幾何軸心繞平均軸心作偏心運動，而從（cóng）軸向（xiàng）看各處（chù）偏心值不同；

 

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

 

③實際上主軸幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的疊加（jiā）。

 

（3）機床傳動鏈的（de）傳動誤差

 

機床傳動鏈的傳動誤差是指傳動鏈中首末（mò）兩端傳動元件之間的相對（duì）運動誤差。

 

5、工藝係統受力變形

 

工藝係統在切削力、夾緊力、重力（lì）和慣（guàn）性力等（děng）作用下會產生（shēng）變形，從而破（pò）壞了已調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（chà）的產生，並（bìng）影響加工過程的穩定性（xìng）。主要考慮（lǜ）機床變形、工件變形以及工藝係（xì）統的總變形。

 

（1）切（qiē）削力（lì）對加工精度的影響

 

隻考慮機床變形，對加工軸（zhóu）類零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩（liǎng）端粗、中（zhōng）間細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考慮工件變形，對（duì）加（jiā）工軸類零件來講，工件（jiàn）受力變形使加工後工件（jiàn）呈（chéng）兩端細、中間粗的鼓形。而對加工孔類零件來（lái）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（de）軸（zhóu）類零（líng）件相反。

 

（2）夾緊力對加工精度（dù）的影響

 

工件裝夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點（diǎn）不（bú）當，使工件產生相應的（de）變形，造成的加工誤差。

 

6、刀具的製（zhì）造誤（wù）差和磨損

 

刀（dāo）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（如鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等（děng））的尺寸精度直接（jiē）影響工件的尺寸精度。

 

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

 

（3）展成刀（dāo）具（如齒輪滾（gǔn）刀、花鍵滾刀、插齒刀具等（děng））的刀刃形狀誤差會影響加工表麵的形狀精度。

 

（4）一（yī）般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精（jīng）度（dù）對加（jiā）工精度無直接影響，但（dàn）刀具易磨損。

 

7、加工現場環境影響

 

加工現場往往（wǎng）有許多細小金（jīn）屬屑，這些金屬屑（xiè）如果存在與零件定位麵或定位（wèi）孔（kǒng）位置就會（huì）影響零件加工精度，對於高（gāo）精度加工，一些細小到目視不到的金屬（shǔ）屑都會影響（xiǎng）到精度。這個影響因素會（huì）被識別出來但並無（wú）十分到位的方法來（lái）杜絕，往往對（duì）操作員的作業手法依賴很高。

 

8、工藝係統的熱變（biàn）形

 

在加工過程（chéng）中（zhōng），由於（yú）內部熱源（切削熱、摩（mó）擦熱）或外部熱源（環境溫度、熱輻射）產熱使工藝係統受熱而發生變（biàn）形，從而影響加工精（jīng）度。在大型工件加工和精密加工中， 工藝係統（tǒng）熱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（gōng）金的的影響包括工件均勻受熱和（hé）工件不均勻受熱兩種。

 

9、工件內部的（de）殘（cán）餘應力

 

殘餘應力的產生：

 

（1）毛胚（pēi）製造和熱處理過（guò）程中產生（shēng）的殘餘應力；

 

（2）冷校直帶（dài）來的殘餘應力；

 

（3）切削加工帶來（lái）的殘餘應力。