机床对加工精度和效率的影响
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CAM-TOL<1/3xStock
CNC
G187 Pn En P1=rough P2=medium P3=finish E=max corner round value
CNC
CNC
CNC
CNC
CNC
影响多轴加工位置精度的因素
旋 转 轴 中 心 位 置 偏 差
工 件 座 标 分 中 误 差
允差0.02mm/500mm
原因：导轨安装误差 影响：大平面垂直度，可补偿
CNC 几何精度GB/T17421
3、主轴与工作台垂直度 允差0.02/300mm
原因：主轴或滑枕安装误差 影响：顶面粗糙度，平面度，平行度
CNC 几何精度GB/T17421
4、主轴与Z轴平行度
原因：主轴或滑枕安装误差 影响：侧面倾斜
床身、立柱的作用：
刚性支撑，维持机床稳定
减震吸震
维持相对位置抗变形
抗运动冲击
CNC
主轴驱动方式： 皮带传动 直联主轴 电主轴
CNC 主轴内部结构及跳动精度
GB/T17421 近端径向跳动
0.007mm 300mm远端径向跳
动0.015mm 周期性轴向窜动
0.005mm
CNC 几何精度GB/T17421
5、主轴径向跳动
原因：主轴制造误差，轴承磨损 影响：表面粗糙度，噪音
6、主轴端面跳动
近端径向跳动 0.007mm
300mm远端径向跳 动0.015mm
CNC 几何精度GB/T17421
7、工作台平面度
CNC 几何精度GB/T17421
8、工作台与X/Y轴平行度
CNC 几何精度GB/T17421
9、工作台与Z轴垂直度
允差0.02/300mm
原因：工作台制造和安装误差，工作台面 损伤 影响：以工作台为安装基准的工件平面度 和垂直度
CNC 几何精度GB/T17421
10、数车刀塔几何精度
原因：刀塔安装调试误差
影响：加工尺寸精度，钻孔 铰孔位置精度
CNC 几何精度GB/T17421
CNC CNC控制器的性能——前瞻功能
G103 Px X=1~15
CNC CNC控制器的性能——前瞻控制
CNC 二、机床静态精度
CNC 几何精度GB/T17421
1、X/Y/Z移动直线度（导轨）
原因：导轨直线度误差，导轨磨损 影响：粗糙度，平面度，平行度
CNC 几何精度GB/T17421
2、X/Y/Z轴空间垂直度
CNC
CNC
原因：
① 机床Z轴加减速控制不良 ② Z轴上升沿/下降沿伺服参数调
校不佳
CNC
改善方法：
① 改变走刀方向与弧面轴线平行 ② 调校Z轴伺服参数
CNC
Question?
THANK YOU!
+86 760 2222 2556 enquiry@
11、A/B/C轴心位置来自原因：校正误差，热变形 影响：位置精度，同轴度
CNC A/B/C轴心位置-Pivot offset
径向
CNC A/B/C轴心位置
验证测试方法：
I. 用同一支平底刀侧
刃和端面铣同一位
置台阶<0.002,
II. 从两端镗孔，同轴
度<0.003
0.002
CNC 调整机床水平精度的作用
机床与加工精度和效率
CNC 影响产品质量的主要因素
CNC
CONTENTS
机床
静态 动态 高速高精
位置 实例分析
CNC 一、机床主要组成部份
床身、立柱、 导轨
主轴
控制器
伺服、编码器
传动机构
CNC 床身、立柱的材料及作用
床身、立柱的材料：
铸铁（HT)
树脂基复合材料（人造花岗岩）
钢板焊接
机 床、 工 件 热 变 形
工 件 受 力 变 形
工 件 应 力 变 形
刀 具 长 度 误 差
CNC
多轴 加工 位置 精度 改善
定期校正旋转轴中心位置(pivot offset) 设置工件座标前联动预热机床 控制环境温度 防止切屑堆积在机床内 装夹方式稳定可靠 中途释放应力 预热主轴后测刀长 应用G154.X扩展座标系及多座标加工,便于调整 优其适合尺寸较大的铝合金和塑料件
恒力
匀速
CNC
加速度影响程序实际运行时间 加减速控制能力影响表面质量和定位精度 X,Y与Z轴加速度不一定相同 最佳匀速加工刀路为螺旋刀路 尽可能避免短刀路 G09,G61的作用
CNC
短刀路实例
CNC
CNC
TOL=1.1~2xTol RADMAX Smoothening tolerance=stock/3 Jerk
防止导轨受 到侧向挤压
压力
防止部件变 形
防止相互位 置发生变化
！每年检查 一次水平
CNC 机床定位精度
定位精度 0.005
重复定位 精度0.002
原因：磨损，制造误参，预紧力 影响：位置精度，可补偿
君欲攻其事 必先利其器
CNC
自激 振动
抗变 形
抗震 吸震 抗冲击
加速度 热稳定性 主轴跳动
CNC 切削过程中获取高质量表面和精度的要点
CNC
CNC
可能原因：
① 控制器对数据的处理速度与进 给速度不匹配
② CAM输出精度不足 ③ 机床光洁度设置不恰当
CNC
改善方法：
① 避开机床性能局限，改为圆弧 指令。
CNC
CNC
可能原因：
① 机床加减速控制不良 ② 机床光洁度设置不恰当
CNC
改善方法：
① 改变leadin/leadout方式 ② 开启 G187 P3 ③ 采用光顺、螺旋刀路
CNC
定位误差：螺距误差（制造误 差，预紧误差）
重复定位误差：反向间隙 反向间隙影响4个象限点
CNC
CNC
CNC
CNC
CNC CNC控制器的性能
CNC控制器分类：
① 基于工控计算机平台 ② 基于PC-Windows平台
影响精度、效率的主要性能指标：
① 存贮能力(RS232波特率） ② 运算能力（look ahead) ③ 前瞻控制能力 ④ 支持的指令集（NURBS) ⑤ 指令单位（微米/纳米）
CNC
G187 Pn En P1=rough P2=medium P3=finish E=max corner round value
CNC
CNC
CNC
CNC
CNC
影响多轴加工位置精度的因素
旋 转 轴 中 心 位 置 偏 差
工 件 座 标 分 中 误 差
允差0.02mm/500mm
原因：导轨安装误差 影响：大平面垂直度，可补偿
CNC 几何精度GB/T17421
3、主轴与工作台垂直度 允差0.02/300mm
原因：主轴或滑枕安装误差 影响：顶面粗糙度，平面度，平行度
CNC 几何精度GB/T17421
4、主轴与Z轴平行度
原因：主轴或滑枕安装误差 影响：侧面倾斜
床身、立柱的作用：
刚性支撑，维持机床稳定
减震吸震
维持相对位置抗变形
抗运动冲击
CNC
主轴驱动方式： 皮带传动 直联主轴 电主轴
CNC 主轴内部结构及跳动精度
GB/T17421 近端径向跳动
0.007mm 300mm远端径向跳
动0.015mm 周期性轴向窜动
0.005mm
CNC 几何精度GB/T17421
5、主轴径向跳动
原因：主轴制造误差，轴承磨损 影响：表面粗糙度，噪音
6、主轴端面跳动
近端径向跳动 0.007mm
300mm远端径向跳 动0.015mm
CNC 几何精度GB/T17421
7、工作台平面度
CNC 几何精度GB/T17421
8、工作台与X/Y轴平行度
CNC 几何精度GB/T17421
9、工作台与Z轴垂直度
允差0.02/300mm
原因：工作台制造和安装误差，工作台面 损伤 影响：以工作台为安装基准的工件平面度 和垂直度
CNC 几何精度GB/T17421
10、数车刀塔几何精度
原因：刀塔安装调试误差
影响：加工尺寸精度，钻孔 铰孔位置精度
CNC 几何精度GB/T17421
CNC CNC控制器的性能——前瞻功能
G103 Px X=1~15
CNC CNC控制器的性能——前瞻控制
CNC 二、机床静态精度
CNC 几何精度GB/T17421
1、X/Y/Z移动直线度（导轨）
原因：导轨直线度误差，导轨磨损 影响：粗糙度，平面度，平行度
CNC 几何精度GB/T17421
2、X/Y/Z轴空间垂直度
CNC
CNC
原因：
① 机床Z轴加减速控制不良 ② Z轴上升沿/下降沿伺服参数调
校不佳
CNC
改善方法：
① 改变走刀方向与弧面轴线平行 ② 调校Z轴伺服参数
CNC
Question?
THANK YOU!
+86 760 2222 2556 enquiry@
11、A/B/C轴心位置来自原因：校正误差，热变形 影响：位置精度，同轴度
CNC A/B/C轴心位置-Pivot offset
径向
CNC A/B/C轴心位置
验证测试方法：
I. 用同一支平底刀侧
刃和端面铣同一位
置台阶<0.002,
II. 从两端镗孔，同轴
度<0.003
0.002
CNC 调整机床水平精度的作用
机床与加工精度和效率
CNC 影响产品质量的主要因素
CNC
CONTENTS
机床
静态 动态 高速高精
位置 实例分析
CNC 一、机床主要组成部份
床身、立柱、 导轨
主轴
控制器
伺服、编码器
传动机构
CNC 床身、立柱的材料及作用
床身、立柱的材料：
铸铁（HT)
树脂基复合材料（人造花岗岩）
钢板焊接
机 床、 工 件 热 变 形
工 件 受 力 变 形
工 件 应 力 变 形
刀 具 长 度 误 差
CNC
多轴 加工 位置 精度 改善
定期校正旋转轴中心位置(pivot offset) 设置工件座标前联动预热机床 控制环境温度 防止切屑堆积在机床内 装夹方式稳定可靠 中途释放应力 预热主轴后测刀长 应用G154.X扩展座标系及多座标加工,便于调整 优其适合尺寸较大的铝合金和塑料件
恒力
匀速
CNC
加速度影响程序实际运行时间 加减速控制能力影响表面质量和定位精度 X,Y与Z轴加速度不一定相同 最佳匀速加工刀路为螺旋刀路 尽可能避免短刀路 G09,G61的作用
CNC
短刀路实例
CNC
CNC
TOL=1.1~2xTol RADMAX Smoothening tolerance=stock/3 Jerk
防止导轨受 到侧向挤压
压力
防止部件变 形
防止相互位 置发生变化
！每年检查 一次水平
CNC 机床定位精度
定位精度 0.005
重复定位 精度0.002
原因：磨损，制造误参，预紧力 影响：位置精度，可补偿
君欲攻其事 必先利其器
CNC
自激 振动
抗变 形
抗震 吸震 抗冲击
加速度 热稳定性 主轴跳动
CNC 切削过程中获取高质量表面和精度的要点
CNC
CNC
可能原因：
① 控制器对数据的处理速度与进 给速度不匹配
② CAM输出精度不足 ③ 机床光洁度设置不恰当
CNC
改善方法：
① 避开机床性能局限，改为圆弧 指令。
CNC
CNC
可能原因：
① 机床加减速控制不良 ② 机床光洁度设置不恰当
CNC
改善方法：
① 改变leadin/leadout方式 ② 开启 G187 P3 ③ 采用光顺、螺旋刀路
CNC
定位误差：螺距误差（制造误 差，预紧误差）
重复定位误差：反向间隙 反向间隙影响4个象限点
CNC
CNC
CNC
CNC
CNC CNC控制器的性能
CNC控制器分类：
① 基于工控计算机平台 ② 基于PC-Windows平台
影响精度、效率的主要性能指标：
① 存贮能力(RS232波特率） ② 运算能力（look ahead) ③ 前瞻控制能力 ④ 支持的指令集（NURBS) ⑤ 指令单位（微米/纳米）