數控（kòng）機床加工（gōng）精度-常用基本（běn）知識（下）

四（sì）、影響（xiǎng）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關係進行加（jiā）工而（ér）產生的誤差。加工原理誤差多（duō）出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。

　　例如，加工漸開線（xiàn）齒輪用的齒輪（lún）滾刀，為使（shǐ）滾刀（dāo）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，使齒輪漸開線齒形（xíng）產（chǎn）生了誤差（chà）。又如車削模數蝸杆時，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（yī）個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇配（pèi）換齒輪時隻能（néng）將π化為近似的分數值（zhí）（π =3.1415）計算，這就將引起刀具（jù）對於工件成形運（yùn）動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。

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

　　2、調整（zhěng）誤差

　　機床的調整誤（wù）差是指由（yóu）於調整不準確而產生的誤差。

　　3、機床（chuáng）誤差

　　機床誤差是指（zhǐ）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、機床主軸回轉誤差、機床（chuáng）傳動鏈的傳動誤差（chà）。

　　◇機床導軌導向誤差

　　1、導軌導向（xiàng）精度——導軌副運動件實際運動方向（xiàng）與（yǔ）理想運動方向的符合程度。主要包括：

　　① 導軌在水平麵內直線度Δy和垂直麵內的（de）直線度（dù）Δz（彎曲）；

　　②前後（hòu）兩導軌的平行度（扭曲）；

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

　　2、導軌（guǐ）導（dǎo）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感方向的相對（duì）位移。車削加工（gōng）時誤差敏感方向（xiàng）為水平方向（xiàng），垂直方向引起（qǐ）的導向誤（wù）差產生的加工誤差可以忽略；鏜（táng）削（xuē）加工時誤差敏感方向隨（suí）刀具回（huí）轉而變化；刨削加工時誤差（chà）敏感方向為垂直方向，床身導軌在垂直平麵（miàn）內的直線（xiàn）度引起加工（gōng）表麵直線度和平麵度誤差。

　　◇機床主軸回轉誤差

　　機床主軸回轉（zhuǎn）誤差是指實際（jì）回轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主要包括主（zhǔ）軸端麵（miàn）圓跳動（dòng）、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。

　　1、主軸端麵圓跳動對加工精（jīng）度的（de）影（yǐng）響：

     ①加工圓柱麵時（shí）無影響；

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

     ③加工螺紋時（shí），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（ruò）徑向回轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標（biāo）方向上作簡諧（xié）直線運動，鏜床（chuáng）鏜出的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑向圓跳動幅（fú）值；而車床車出的孔（kǒng）沒什麽影響；

     ②若主軸（zhóu）幾何軸線（xiàn）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（xiàn）距離的圓（yuán）。

　　3、主軸幾何（hé）軸線傾角擺（bǎi）動對加工精度的影響：

     ①幾何軸線相對於平（píng）均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截麵看相當於幾何軸心繞平均軸心（xīn）作偏（piān）心運動，而從軸向看各（gè）處偏心值不（bú）同；

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

     ③實際上主軸（zhóu）幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的疊加。

　　  機床傳動鏈的傳動誤差：是指傳動鏈中首末兩端傳動元件之間（jiān）的（de）相（xiàng）對運動誤差。

　　④夾具的製造誤差和磨損

　　夾具的誤差主要（yào）指：1）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體（tǐ）等的製造誤差；

                     2）夾具裝配後，以上各種元件工作麵間的相（xiàng）對尺寸誤差；

                      3）夾具在（zài）使用過程中工（gōng）作表麵的磨損。金（jīn）屬加工微信，內容（róng）不（bú）錯，值得關注。

　　⑤刀具的製造誤差和磨損：刀（dāo）具誤差對加工精度的影響根據刀具的種類不同（tóng）而異。

　　1）定尺寸刀具（如鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀（dāo）及圓拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺（chǐ）寸精度（dù）。

　　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響工件的形狀精度。

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

　　4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀（dāo）），其製造精度對加工精度無直接影響，但刀具（jù）易磨損。

　　⑥工藝（yì）係（xì）統受力變形

　　工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產（chǎn）生變形，從（cóng）而（ér）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，導致加工誤差的產生，並影響加工過程的穩定性。主要考慮機床（chuáng）變形、工件變形（xíng）以及工藝係（xì）統的總變形。

　　切削力對加（jiā）工精（jīng）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（jiā）工工件（jiàn）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，對加工軸類零件來（lái）講，工（gōng）件受力變形使（shǐ）加（jiā）工後工件呈兩（liǎng）端細、中間粗的鼓形。而對加工孔類零件來講，單獨考慮機（jī）床或工件的（de）變形，加工（gōng）後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

　　夾緊力（lì）對加工精度的影響

　　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（chéng）的（de）加工誤差。

　　⑦工（gōng）藝係統的熱變形

　　在加工過程中，由於內（nèi）部（bù）熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱（rè）源（環境溫度、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（jiā）工和精密加工中， 工藝係統熱變形引起的（de）加（jiā）工誤（wù）差占加（jiā）工（gōng）總誤差的40%-70%。

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

　　工件內部的殘餘應力

　　殘餘應力的產生：1）毛胚製造和熱處理過程中產生的殘（cán）餘應力；

                   2）冷校直帶來的殘餘應（yīng）力（lì）；

                   3）切削加（jiā）工（gōng）帶來的殘餘應力。

　　⑨加工現場環境影響

　　加工（gōng）現（xiàn）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麵（miàn）或定位孔（kǒng）位置就會影響零件加工（gōng）精（jīng）度，對於高精度加工，一些細（xì）小到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識別出來但並無十分（fèn）到位的方法來杜絕，往往對操作員的作業手（shǒu）法依（yī）賴很（hěn）高。

　五（wǔ）、測量方法

　　加工精（jīng）度根據不同的加工精度內容（róng）以及精度要求，采（cǎi）用不同的（de）測量方法。一般（bān）來說有以下幾類方法：

　　1、按是否直接測量被測參數，可分為（wéi）直接測量和間接測（cè）量。

　　直接測量：直接測量被測（cè）參數來獲得被測尺寸。例如用（yòng）卡尺、比較儀測量。間接測量：測量與被測尺寸有關的幾何參數，經過計算獲得被（bèi）測尺寸。

　　顯然，直接測量比較直觀，間接（jiē）測量比（bǐ）較繁瑣。一般當被測尺寸或用直接測量達不到精度要求時，就不得不采用間接測（cè）量。

　　2、按量具量儀的讀數值是否直接（jiē）表示被測尺寸的數值，可分為測量和相對測量。

　　測量：讀數值直接表示被測尺寸的大小、如用遊標（biāo）卡（kǎ）尺測量。

　　相對測量：讀數值隻（zhī）表示被測尺寸相（xiàng）對（duì）於（yú）標（biāo）準量（liàng）的偏差。如用比較儀測量軸的直徑，需先用量塊調（diào）整好儀器的零位（wèi），然後進行測（cè）量，測得值是被（bèi）側軸的直（zhí）徑相對於量塊尺寸的差值，這就是相（xiàng）對測量（liàng）。一般說來相對測量的（de）精度比較高（gāo）些，但測量比較麻煩。

　　3、按被測表麵與量具量儀的（de）測量頭是否接觸，分為接觸測量和非接觸測量。

　　接觸測量：測量頭與被接觸表麵接觸，並有機械作用的測量力存在。如用千分（fèn）尺測量零件。

　　非接觸測量：測量頭不與被測零件表麵相接觸，非接觸測量可避免測量力對測量（liàng）結果的影響。如利用投影法、光（guāng）波幹涉（shè）法（fǎ）測量（liàng）等。

　　4、按一次測量參數的多少，分為單項測量和綜合測量。

　　單項（xiàng）測量；對被測零件（jiàn）的每個參數分別單獨測量。

　　綜合（hé）測量：測量反映零件有關參數的綜合指標。如（rú）用工具顯微鏡測量螺紋時，可分（fèn）別測量出螺（luó）紋實際中徑、牙型半角誤差和（hé）螺距累積誤差等。

　　綜合（hé）測（cè）量一般效率比較高，對保證零件的互換性更為可靠，常用於完工零件的檢驗。單項測量能分別確定每一參數（shù）的誤差，一般用於工藝分析、工（gōng）序檢驗及（jí）被指定參數的測（cè）量。

　　5、按測量在加工過程中所（suǒ）起的作用（yòng），分（fèn）為主動測量和被動測量。

　　主動測量：工件在加工（gōng）過程中進行測量（liàng），其結果直接用來控製零件的加工（gōng）過程，從而及時防治廢品的產生。

　　被動測量：工件加（jiā）工後進行的測（cè）量。此種測量隻能判別加工件是否合格，僅限於（yú）發現並剔除（chú）廢（fèi）品（pǐn）。

　　6、按被測（cè）零件在測量過程中所處的狀態，分為靜態測（cè）量和動態測量。

　　靜態測量；測量相對靜止。如千分尺測量直徑。

　　動態測量；測量時被測表麵與測量頭模擬工作狀（zhuàng）態中作相對運（yùn）動。

　　動態測量方法能反映出零件接近使用狀態下的情（qíng）況，是測量技術的發展方向。