加工領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的專家都知道，加工溫度與加工精度息息相關(guān)。本文將做一個(gè)基礎(chǔ)科普，從這四個(gè)方面幫助大家了解加工溫度對(duì)加工精度的影響。

01 加工溫度影響材料性能

眾所周知，材料會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮。在精密加工中，加工溫度的問題絕對(duì)不容忽視！溫差是精度的大敵。如果我們不關(guān)心加工溫度這個(gè)重要問題，如何討論精度？由于機(jī)器組合部件大部分是鋼和鑄鐵，形狀和長(zhǎng)度會(huì)根據(jù)室溫和機(jī)器本身產(chǎn)生的熱量而變化。

材料的具體熱脹冷縮量取決于材料的變化值和加工溫度。鋼和銅的膨脹系數(shù)表如下。例如，鋼的線膨脹為每米12%，加工溫度每變化1°C μm的變化。

鋼材的膨脹系數(shù)如下圖所示：

我們舉個(gè)例子：

工件長(zhǎng)度：200毫米

加工溫度變化：10℃

膨脹值：0.02mm

銅的膨脹系數(shù)如下圖所示：

銅電極長(zhǎng)度：200 mm

加工溫度變化：10℃

膨脹值：0.05mm 

2加工溫度引起的檢測(cè)誤差

如果工件和用于檢測(cè)的檢測(cè)儀器、量規(guī)由不同的材料制成，并且不在標(biāo)準(zhǔn)加工溫度下進(jìn)行檢測(cè)，那么與標(biāo)準(zhǔn)加工溫度20℃的偏差將始終是檢測(cè)誤差的重要因素.

例如，如果將100mm長(zhǎng)的鋼塊規(guī)加熱到4C，例如，以手掌加工溫度，會(huì)出現(xiàn)4.6μM的長(zhǎng)度變化。

03 保持穩(wěn)定的加工溫度，便于精密控制

對(duì)于 100 x 30 x 20 mm 的鋼件，加工溫度從 25 ℃ 降低到 20 ℃。尺寸變化：25℃時(shí)，尺寸大于6 μ m。當(dāng)加工溫度降至20℃時(shí)，尺寸僅大0.12 μ m。這是一個(gè)熱穩(wěn)定的過程。即使加工溫度迅速下降，仍然需要持續(xù)的時(shí)間來保持精度。物體越大，加工溫度變化時(shí)恢復(fù)精度穩(wěn)定性所需的時(shí)間越長(zhǎng)。

沒有精密加工經(jīng)驗(yàn)的工廠在做精密加工時(shí)，往往將精度的不穩(wěn)定性歸咎于設(shè)備的精度。而有精密加工經(jīng)驗(yàn)的工廠知道這是最基本的常識(shí)，他們會(huì)非常重視環(huán)境加工溫度和機(jī)床的熱平衡。他們深知，即使是高精度的機(jī)床，也只有在穩(wěn)定的加工溫度環(huán)境和熱平衡下，才能達(dá)到穩(wěn)定的加工精度。

保持熱穩(wěn)定性是精密加工中必須了解的重要概念。有些人可能會(huì)對(duì)加工溫度應(yīng)該保持在20℃還是23℃感到困惑。其實(shí)最重要的是保持一個(gè)目標(biāo)值的穩(wěn)定性。理論一般要求為20℃，實(shí)際車間一般為22-23℃，可嚴(yán)格控制加工溫度的波動(dòng)。 

3 加工溫度對(duì)精度和準(zhǔn)確度的反饋

一般來說，加工精度可分為精密度和準(zhǔn)確度。下圖是一個(gè)直觀的說明。

精確

是指用同一備用樣品重復(fù)測(cè)定所得結(jié)果之間的重現(xiàn)性和一致性。有可能精度高，但精度不高。例如，測(cè)量1mm的長(zhǎng)度得到的三個(gè)結(jié)果分別為1.051mm、1.053和1.052。盡管它們的精度很高，但它們并不準(zhǔn)確。

準(zhǔn)確性

是指測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值的接近程度。測(cè)量精度高意味著系統(tǒng)誤差小。此時(shí)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值與真實(shí)值的偏差較小，但數(shù)據(jù)較為分散，即偶然誤差的大小并不清楚。

精度、準(zhǔn)確度與加工溫度的關(guān)系

一般來說，如果加工零件精密但不準(zhǔn)確，很可能車間內(nèi)加工溫度波動(dòng)較大，導(dǎo)致精度離散性較大；如果加工的零件比較準(zhǔn)確但不精密，很可能車間加工溫度波動(dòng)不大，但與標(biāo)準(zhǔn)加工溫度偏差較大；既不精確也不精確，這意味著車間加工溫度與標(biāo)準(zhǔn)加工溫度和控制要求有很大的偏差。

4 遺忘機(jī)床的預(yù)熱

工廠采用精密數(shù)控機(jī)床進(jìn)行高精度加工。你有沒有這樣的經(jīng)歷：每天早上開機(jī)加工時(shí)，往往首件加工精度不夠好；長(zhǎng)假后加工的第一批零件的精度往往很不穩(wěn)定，高精度加工失敗的概率很高，尤其是位置精度。

只有在穩(wěn)定的加工溫度環(huán)境和熱平衡狀態(tài)下，機(jī)床才能獲得穩(wěn)定的加工精度。在開機(jī)后進(jìn)行高精度加工生產(chǎn)的情況下，預(yù)熱機(jī)床是精密加工最基本的常識(shí)。

機(jī)床在長(zhǎng)期停機(jī)狀態(tài)和熱平衡狀態(tài)下的加工精度差異較大。原因是數(shù)控機(jī)床的主軸和各運(yùn)動(dòng)軸的加工溫度在運(yùn)行一段時(shí)間后相對(duì)保持在一個(gè)固定水平，數(shù)控機(jī)床的熱精度隨著變化而趨于穩(wěn)定。加工時(shí)間，這表明在加工前對(duì)主軸和運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行預(yù)熱是非常必要的。