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CNC加工常见9大误差及规避对策

加工误差是指零件加工后实际几何参数(尺寸、形状、互相位置)与理想几何参数的偏差程度。加工精度则是实际参数与理想参数的符合程度。误差越小,精度越高。两者是同一问题的两种表述,误差大小反映精度等级。

1. 机床制造误差

主要包括主轴回转误差、导轨误差、传动链误差。主轴回转误差指实际旋转轴线相对平均轴线的变动,直接影响工件精度,原因有主轴同轴度误差、轴承误差、轴承间同轴度误差、主轴缠绕等。导轨是机床部件相对位置和运动基准,其制造误差、不均匀磨损、安装质量是导轨误差主因。传动链误差指传动链两端传动元件相对运动误差,源于各部件制造装配误差及磨损。

2. 刀具几何误差

刀具切削中必然磨损,导致工件尺寸形状变化。固定尺寸刀具制造误差直接影响工件精度;一般刀具(如车刀)制造误差不直接影响加工误差。

3. 夹具几何误差

夹具使工件相对刀具和机床保持正确位置,其几何误差对加工误差(尤其位置误差)影响大。

4. 定位误差

包括基准不重合误差和定位副制造不准确误差。加工时选定工件几何元素为定位基准,若与设计基准(图纸上确定表面尺寸位置的基准)不重合,产生基准不重合误差。工件定位面与夹具定位元件组成定位副,因定位副制造不准及配合间隙引起工件最大位置变化称定位副制造不准确误差,仅在调整法中出现,试切法中不产生。

5. 工艺系统受力变形引起的误差

工件刚性:工件刚性相对较低时,切削力作用下变形影响大。
刀具刚性:外圆车刀法向刚性大可忽略;小孔镗刀杆刚性差,变形严重影响孔精度。
机床部件刚性:由多部件组成,目前无简易计算法,多用实验法确定。影响因素有接触变形、摩擦、低刚性件、间隙等。

6. 热变形误差

工艺系统热变形对加工误差影响大,尤其精密加工和大型零件,热变形误差有时占总误差50%。

7. 调整误差

各工序需调整工艺系统,调整无法绝对准确产生调整误差。在机床、刀具、夹具、毛坯原始精度均满足工艺要求且不考虑动态因素时,调整误差对加工误差起决定作用。

8. 测量误差

加工中或加工后测量,精度受测量方法、测量仪器精度、工件及主客观因素影响。

9. 内应力

无外力时零件内部存在的应力。内应力使金属处高能不稳定状态,趋向低能稳定状态并伴随变形,导致零件失去原有加工精度。

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