主轴加工技术

ywjianghu

前言
能源、環保與高精度等是目前眾所矚目的課題，提昇加工能率是最佳的方法；電子、OA等產業快速成長需要高速、高精度的加工機製造精密模具。在機器設備為達高加工能率朝向高速化發展，同時為解決因高速化伴隨而來的振動、噪音及溫升等之問題，所需要的零組件相對的要求提高精度來對應，精密加工技術更顯出其重要性。
在機械領域中零件的重要尺寸公差在IT 8級以內可稱之精密零件，依照零件的形狀及其尺寸公差、幾何精度等考量其製程。一般而言，IT 7至IT 8級的尺寸公差可使用綜合加工機製造，IT 4級至IT 6級的尺寸公差則需使用磨床製造，若形狀因素無法使用磨床加工則需使用工模搪床加工。同時工廠為能確保機器的製程能力可將零件需求的尺寸公差及幾何精度加工出來，機器的製程能力是需要定期檢測的，可以IT公差等級區分，高精度的綜合加工機其製程能力應達到IT 7級公差之Cp值大於1.33，意即零件的公差在IT7級時有99.7%的機率加工出來時會在公差範圍內。
以汽車產業來講，其零件的重要配合尺寸之公差以IT 7至IT 8級為最多，以綜合加工機製造為主， 其零件尺寸公差在IT 5級至IT 6級的較少，主要以磨床研削加工。在一級方程式賽車大賽中的跑車因高速奔馳，引擎要求更高的精度，已無法以綜合加工機加工達到要求精度，則必需使用高精度的工模搪床以精密搪銑加工技術加工，才能滿足功能需求。
& o* C; z1 T( ~5 s; W. N$ m. H4 w以工具機產業來講，在高速化、高精度化的發展趨勢下，相當多的精密零組件及加工組裝用的精密夾治具，是必需藉助精密研削及搪銑加工技術去製造的，圖1所示為高精度工具機的精密零組件需使用高精度的工模搪床加工。以精密高速主軸其零件的尺寸公差在IT5級以下，幾何精度在尺寸公差的四分之一 ，主要以精密研削加工為主，在形狀因素下無法以研削加工時則必需藉助工模搪床以精密搪銑加工為之。

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累積誤差
高精度的零件加工是需要對製程中的每一細節作妥善處理，以減少誤差的累積，下列為可能產生的誤差項目：
1).機器幾何及位置精度的誤差
2).刀具長度的誤差
3).工作台交換的誤差
4).工件夾緊時的變形誤差
5).加工時刀具與工件受力變形的誤差
6).工件轉製程時的誤差
& C) j3 D8 W4 n8 L; n  [' u7).夾冶具的基準面誤差
8).溫度變化的誤差
9 }8 s/ f* H: N) D4 A9).量測的誤差
9 l: y6 ^5 S, s' x總和上述各項的誤差量是相當驚人的，換句話說要達到工件的公差要求必需自機器選擇開始，機器的精度與工件公差不能太接進否則少許的累積誤差加工精度就會超出工件的公差範圍。