摘要：對數(shù)控機床幾何誤差產(chǎn)生的原因作了比較詳細的分析，將系統(tǒng)誤差的補償方法進行了歸納，并在此基礎(chǔ)上闡述了各類誤差補償方法的應(yīng)用場合，為進一步實現(xiàn)機床精度的軟升級打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；幾何誤差；誤差補償

前言

提高機床精度有兩種方法。一種是通過提高零件設(shè)計、制造和裝配的水平來消除可能的誤差源，稱為誤差防止法(errorprevention)。該方法一方面主要受到加工母機精度的制約，另一方面零件質(zhì)量的提高導(dǎo)致加工成本膨脹，致使該方法的使用受到一定限制。另一種叫誤差補償法(errorcompensation)，通常通過修改機床的加工指令，對機床進行誤差補償，達到理想的運動軌跡，實現(xiàn)機床精度的軟升級。研究表明，幾何誤差和由溫度引起的誤差約占機床總體誤差的70%，其中幾何誤差相對穩(wěn)定，易于進行誤差補償。對數(shù)控機床幾何誤差的補償，可以提高整個機械工業(yè)的加工水平，對促進科學(xué)技術(shù)進步，提高我國國防能力，繼而極大增強我國的綜合國力都具有重大意義。

1幾何誤差產(chǎn)生的原因

普遍認為數(shù)控機床的幾何誤差由以下幾方面原因引起：

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床幾何誤差誤差補償

摘要：對數(shù)控機床幾何誤差產(chǎn)生的原因作了比較詳細的分析，將系統(tǒng)誤差的補償方法進行了歸納，并在此基礎(chǔ)上闡述了各類誤差補償方法的應(yīng)用場合，為進一步實現(xiàn)機床精度的軟升級打下基礎(chǔ)。

前言

提高機床精度有兩種方法。一種是通過提高零件設(shè)計、制造和裝配的水平來消除可能的誤差源，稱為誤差防止法(errorprevention)。該方法一方面主要受到加工母機精度的制約，另一方面零件質(zhì)量的提高導(dǎo)致加工成本膨脹，致使該方法的使用受到一定限制。另一種叫誤差補償法(errorcompensation)，通常通過修改機床的加工指令，對機床進行誤差補償，達到理想的運動軌跡，實現(xiàn)機床精度的軟升級。研究表明，幾何誤差和由溫度引起的誤差約占機床總體誤差的70%，其中幾何誤差相對穩(wěn)定，易于進行誤差補償。對數(shù)控機床幾何誤差的補償，可以提高整個機械工業(yè)的加工水平，對促進科學(xué)技術(shù)進步，提高我國國防能力，繼而極大增強我國的綜合國力都具有重大意義。

一、幾何誤差產(chǎn)生的原因

普遍認為數(shù)控機床的幾何誤差由以下幾方面原因引起：

摘要：對數(shù)控機床幾何誤差產(chǎn)生的原因作了比較詳細的分析，將系統(tǒng)誤差的補償方法進行了歸納，并在此基礎(chǔ)上闡述了各類誤差補償方法的應(yīng)用場合，為進一步實現(xiàn)機床精度的軟升級打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；幾何誤差；誤差補償

前言

提高機床精度有兩種方法。一種是通過提高零件設(shè)計、制造和裝配的水平來消除可能的誤差源，稱為誤差防止法(errorprevention)。該方法一方面主要受到加工母機精度的制約，另一方面零件質(zhì)量的提高導(dǎo)致加工成本膨脹，致使該方法的使用受到一定限制。另一種叫誤差補償法(errorcompensation)，通常通過修改機床的加工指令，對機床進行誤差補償，達到理想的運動軌跡，實現(xiàn)機床精度的軟升級。研究表明，幾何誤差和由溫度引起的誤差約占機床總體誤差的70%，其中幾何誤差相對穩(wěn)定，易于進行誤差補償。對數(shù)控機床幾何誤差的補償，可以提高整個機械工業(yè)的加工水平，對促進科學(xué)技術(shù)進步，提高我國國防能力，繼而極大增強我國的綜合國力都具有重大意義。

1幾何誤差產(chǎn)生的原因

普遍認為數(shù)控機床的幾何誤差由以下幾方面原因引起：

摘要：機械加工產(chǎn)品的質(zhì)量與零件的加工質(zhì)量、產(chǎn)品的裝配質(zhì)量密切相關(guān)，而零件的加工質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，它包括零件的加工精度和表面質(zhì)量兩方面。

關(guān)鍵詞：機械加工；精度；幾何形狀；工藝系統(tǒng)；誤差

一、機械加工精度

1、機械加工精度的含義及內(nèi)容

加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數(shù)值上通過加工誤差的大小來表示。零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面，故加工精度包括：(1)尺寸精度。尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。(2)幾何形狀精度。幾何形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用來限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來表示的要求和允許用專門的符明。

在相同中的各種因?qū)蚀_和完足產(chǎn)品的工加工方法，的生產(chǎn)條件下所加工出來的一批零件，由于加工素的影響，其尺寸、形狀和表面相互位置不會絕全一致，總是存在一定的加工誤差。同時，從滿作要求的公差范圍的前提下，要采取合理的經(jīng)濟以提高機械加工的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。

一、機械加工精度

1．機械加工精度的含義及內(nèi)容。加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度,而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數(shù)值上通過加工誤差的大小來表示。零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面,故加工精度包括:

(1)尺寸精度。尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。

(2)幾何形狀精度。幾何形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差,如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。

(3)相互位置精度。相互位置精度用來限制加工表面與其基準間的相互位置誤差,如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來表示的要求和允許用專門的說明。

2．影響加工精度的原始誤差。機械加工中,多方面的因素都對工藝系統(tǒng)產(chǎn)生影響,從而造成各種各樣的原始誤差。這些原始誤差,一部分與工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān),一部分與切削過程有關(guān)。按照這些誤差的性質(zhì)可歸納為以下四個方面:

1前言

所謂機械加工精度是指機械零件在生產(chǎn)和加工過程中，其實際的幾何參數(shù)和理想中的幾何參數(shù)之間相符合的程度。機械零件的幾何參數(shù)一般包括了以下幾個方面：位置、尺寸和形狀。機械零件的加工精度就包括了以上三個方面的內(nèi)容。首先是相互位置的精度，主要是用來判斷機械零件對加工表面同基準間所產(chǎn)生的位置誤差；其次是尺寸精度，尺寸精度則是用來判斷對機械零件加工表面的同基準間所產(chǎn)生的尺寸誤差；還有一個則是形狀精度，形狀精度主要用來判斷對機械零件的整體幾何形狀所產(chǎn)生的誤差。事實上，在現(xiàn)實的機械加工生產(chǎn)過程中，由于各種各樣的原因，任何一種加工方法所得到的機械零件的實際幾何參數(shù)都不是絕對準確的，機械零件在加工過程中都會產(chǎn)生一些誤差。機械零件的加工誤差就是指機械零件在加工過程中實施的幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的差距和偏離的程度。機械產(chǎn)品是由各種不同零件加工組合而成的，加強對機械零件由設(shè)計到加工，再到成品產(chǎn)出過程中的誤差分析，提高機械零件在生產(chǎn)過程中的精度，對于提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量，增強機械產(chǎn)品的性能，提高機械生產(chǎn)商的市場競爭力具有非常重要的作用和意義。

2機械加工精度誤差分析

2．1加工原理誤差加工原理誤差是機械零件加工誤差中最常見的誤差類型之一。所謂加工原理誤差，就是指在機械零件加工過程中，由于采用了一些相類似的加工方法、刀具輪廓以及傳動比等，來替論上的加工方法和工具，從而使得機械零件在實際的加工過程中產(chǎn)生了偏離理想?yún)?shù)的狀況。加工原理誤差的出現(xiàn)主要有以下幾個方面的原因。首先，在現(xiàn)實的機械零件加工中采用了近似的加工運動。通常我們在進行機床作業(yè)時，為了使工作表面符合我們加工的要求，我們就需要在加工工具和被加工對象上建立一定的關(guān)系，這種關(guān)系就被稱之為運動關(guān)系。在理論加工原理中，如果要達到完全準確加工精度，在實際的加工過程中就會出現(xiàn)很多不切實際的問題，對我們的生產(chǎn)加工帶來很多困難，因此，在實際的加工中，我們往往會采取近似運動的加工方法，這樣就導(dǎo)致了加工原理誤差的產(chǎn)生。其次，在現(xiàn)實的機械零件加工中采用了近似的刀具輪廓。刀具輪廓是機械零件加工的重要工具，理論上，對機械零件的加工要求具有非常準確的刀具曲面，要求刀具的刃口要和曲面的輪廓完全符合，但是在現(xiàn)實的生產(chǎn)加工中，要想達到這種完全的吻合，幾乎是不可能的。介于此，通常會采用近似的曲面，如圓弧、直線等簡單的線性來替論上的曲面，這樣由于刀具輪廓的差異就導(dǎo)致了加工理論誤差的產(chǎn)生。

2．2工藝系統(tǒng)誤差機械零件的加工離不開加工工藝，加工工藝系統(tǒng)誤差主要是由于零件在被切削、傳動等的過程中，產(chǎn)生了一定程度的彈性變形，導(dǎo)致加工工具和零件之間的位置發(fā)生錯位，從而產(chǎn)生了生產(chǎn)加工的誤差。分析工藝系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，大致可以從以下幾個方面來看：首先，機械零件受力點位置變化引起誤差。機械零件在被加工的過程中，工藝系統(tǒng)的切削著力點是伴隨著被切削位置的變化而變化的，機械零件在被切削過程中，其被切削的位置在不斷的發(fā)生變化，二者在位置的變化中由于摩擦的作用就可能會產(chǎn)生位置錯位，從而引起加工工藝系統(tǒng)的誤差。其次，機械零件受力程度的變化引起誤差。機械零件在加工工藝中，不僅其受力點的位置在不斷發(fā)生變化，其受力的程度也在不斷的發(fā)生變化。通常，用來被加工的機械零件本身就存在著質(zhì)地、形狀以及尺寸方面的不均勻問題，這些機械零件在被加工過程中，再加上其受力程度的不均勻，必然導(dǎo)致了誤差的存在，影響了加工精度。

3提高機械加工精度的措施

1五軸數(shù)控機床精度建模

為進一步了解五軸數(shù)控機床的加工精度建模，本文選擇了某機床集團生產(chǎn)的五軸數(shù)控機床為研究對象，其中包括床身、工作臺、工件、橫向溜板、豎向溜板、繞軸擺動頭等多個部分。首先把集層抽象成纖維多體系統(tǒng)后對基層的各個零件的誤差量進行了解，清楚每個部件之間的誤差量，以此為具體建議五軸數(shù)控機床精度模型提供理論上的基礎(chǔ)。五軸數(shù)控機床的特征：五軸數(shù)控機床具有很強的幾何特點，主要體現(xiàn)在幾何誤差項中，即以軸為例時，沿著軸移動就會產(chǎn)生相應(yīng)的定位誤差—（），方向產(chǎn)生的直線度誤差—（），方向產(chǎn)生的直線度誤差—（）；另外，滾動時，相應(yīng)的位置也產(chǎn)生了誤差，即滾轉(zhuǎn)誤差—（），偏擺誤差—（），俯仰誤差—（）。所以在對五軸數(shù)控機床加工精度模型建立前必須分析軸和軸的幾何誤差，以便于更好地掌握各個部件間的運動關(guān)系，從而確定出正確的空間點，最終建立標準的模型。

2五軸數(shù)控機床加工精度模型建立

根據(jù)五軸數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計精度模型，并建立相應(yīng)的控制坐標體系，然后根據(jù)五軸數(shù)控機床特征分析并確定旋正卡爾坐標，最后設(shè)定卡爾坐標系，即“（，，……）”。將其中刀具的坐標設(shè)為，然后以點為基礎(chǔ)建立坐標體系，即：，，刀具形成的點坐標軸體系函數(shù)分析結(jié)果為：通過對上面坐標的分析得到機床在實際成型運動中，會針對點形成相應(yīng)的坐標，即：，，從上面的數(shù)據(jù)坐標關(guān)系我們了解到建立機床加工精度模型時，要注意模型的坐標范圍，并明確刀具形成點和位移點之間的變換關(guān)系，以保證測量效果。另外，還需要控制刀具成型點的位置，最好提前根據(jù)坐標設(shè)定刀具位置，然后在建立模型時將刀具的位置嚴格控制在提前設(shè)定好的位置范圍內(nèi)，以最大限度地減少刀具組裝誤差距離。最后，還需要根據(jù)刀具應(yīng)用需求確定測量標準及要求，然后在該要求及標準基礎(chǔ)上構(gòu)建五軸刀具精度模型，并分析精度模型控制要素的數(shù)據(jù)坐標位置關(guān)系，以保證坐標模型得到高效應(yīng)用。

3五軸數(shù)控機床幾何誤差分析

五軸數(shù)控機床加工精度模型建立過程中還需要分析五軸數(shù)控機床加工精度幾何誤差，包括幾何誤差、熱誤差、載荷誤差和伺服系統(tǒng)誤差等。其中幾何誤差最容易測量，并且任何幾何誤差都可以通過運動建模的方法來進行分析，受到的環(huán)境因素影響最小。而熱誤差、載荷誤差和伺服系統(tǒng)誤差等的測量及分析難度較高，所以相比較而言，本文還是選擇幾何誤差進行分析。本文選擇的五軸龍門數(shù)控機床擁有個關(guān)鍵運動部件，各個關(guān)鍵零部件都可能存在靜態(tài)和運動誤差個部分，其中運動誤差又分為項線位移和項角位移誤差，這里可以根據(jù)剛體六自由度假設(shè)理論分析出每個軸運動都會產(chǎn)生項種誤差，所以個軸就有項運動誤差，以此為基礎(chǔ)分析出五軸數(shù)控機床幾何坐標體系中軸與軸、軸及軸、軸和軸之間，垂直度誤差及靜態(tài)誤差分別存在項和項，所以五軸數(shù)控機床的幾何誤差參數(shù)一共有項。

編者按：本論文主要從機械加工產(chǎn)生誤差主要原因；提高加工精度的途徑等進行講述，包括了機床的幾何誤差、刀具的幾何誤差、定位誤差、工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差、調(diào)整誤差、減少原始誤差、補償原始誤差、轉(zhuǎn)移原始誤差、均化原始誤差、就地加工法等，具體資料請見：

摘要：影響機加工工件質(zhì)量的因素很多，機床精度和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝是兩個重要影響因素，著重分析了在修配車間加工過程中，因機床精度引起的常見加工缺陷及消除方法，并詳細闡述了提高加工工藝的途徑。

關(guān)鍵詞：機械加工；精度；誤差

所謂加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)（尺寸，幾何形狀和相互位置）與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，他們之間的偏離程度則為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低，加工精度包括如下三個方面：（1）尺寸精度：限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍；（2）幾何形狀精度：限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如：圓度，圓柱度，平面度，直線度等；（3）相互位置精度：限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如：平行度，垂直度，同軸度，位置度等。在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內(nèi)。通過誤差分析，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少加工誤差，提高加工精度。

1機械加工產(chǎn)生誤差主要原因

1.1機床的幾何誤差

隨著國家經(jīng)濟實力和整體科技水平的提高，機械工業(yè)的發(fā)展對產(chǎn)品質(zhì)量有更高的要求。而加工精度是衡量零件加工質(zhì)量的主要指標，在機械加工過程中，會有很多因素影響工件的加工質(zhì)量，如何使工件的加工達到質(zhì)量要求，以及如何減少各種因素對加工精度的影響，就成為加工前必須考慮的問題，也就是要對影響機械加工精度的因素進行分析。加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面的相互位置等參數(shù)的實際值與設(shè)計理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度就是加工誤差。加工誤差的大小即反映了加工精度的高低。零件的幾何參數(shù)包括尺寸、幾何形狀和相互位置三個方面，故加工精度包括以下三方面：

1）尺寸精度。限制加工表面與其基準間的誤差不超過一定的范圍。

2）幾何形狀精度。限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、平面度、直線度等。

3）相互位置精度。限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平行度、同軸度、位置度等。

在機械加工中，由機床、夾具、刀具與被加工工件一起構(gòu)成了這一加工過程的一個整體，這一整體稱為機械加工工藝系統(tǒng)。因而，分析機械加工精度的過程，也就是分析這一工藝系統(tǒng)在各種不同的工作條件下以各種不同方式（或放大、或縮小）反映工件的加工誤差。而機床、夾具又是這一工藝系統(tǒng)的重要組成部分。下面我們就分析這一工藝系統(tǒng)存在的誤差。

1機械加工產(chǎn)生誤差的原因分析

論文關(guān)鍵詞：加工精度；減小誤差

論文摘要：本文簡要介紹了加工精度與加工誤差基本知識。結(jié)合生產(chǎn)教學(xué)實際，詳細介紹了各種誤差極其形成原因，并就如何減小誤差，提高機械加工精度提出了自己的觀點。

1概述

1.1加工精度與加工誤差

加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。實際加工不可能做得與理想零件完全一致，總會有大小不同的偏差，零件加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。

1.2原始誤差