加工中的精度与准确度：主要区别

数控加工的正确性不仅仅在于一次达到目标尺寸，更重要的是了解与目标尺寸的接近程度，以及保持该精度的稳定性。这就是加工中精度与准确度的区别所在。.

一个工艺流程可能精确但不准确，也可能准确但不精确，或者两者兼具，也可能两者都不具备。如果您不理解其中的区别，就可能制造出不合格的零件。这些零件在图纸上看起来可能没问题，但之后却会失效。它们可能在装配、测试或长期使用过程中出现故障。本文将为机械加工人员解释精确度和准确度的概念，包括它们的含义、与公差的关系，以及如何测量和改进它们。.

机械加工中的精度和准确度是什么？

在机械加工中，精度描述的是重复加工零件的一致性。与之相对，准确度描述的是测量值与图纸上真实值之间的接近程度。.

加工精度是指加工特征是否“符合目标”。例如，假设一根轴的尺寸需要为 10.00 毫米。如果测量结果为 10.00 毫米或非常接近 10.00 毫米，则该加工过程是准确的。在正式术语中（ISO 5725-1），精度结合了真实度和精确度。但在行业术语中，精度通常指的是“与图纸的接近程度”。”

机械加工的精度在于重复性。想象一下，你加工许多轴。如果它们的尺寸彼此之间的差异都在几微米以内，那么加工过程就是精确的。即使它们的实际尺寸略微偏离目标尺寸，这个结论仍然成立。精度体现的是加工过程中随机变化的影响，包括刀具啮合角度、切屑负载或振动等方面的微小变化。.

这里有一个简单的记忆方法：

精确度与准确度

精确度和准确度侧重点不同。精确度关注结果的分布范围，而准确度关注结果与目标值的接近程度。将二者混淆会导致错误的流程决策。.

从误差角度来看，精度受随机误差影响。这些随机误差是指切削力、刀具磨损或温度的微小且不可预测的变化，并且每次加工循环都会有所不同。准确度受系统误差影响，例如错误的刀具补偿或磨损的基准面。这些误差会使所有结果产生相似程度的偏移。.

测量时，需要一系列测量数据来检验精度。需要多个部件才能观察结果的分布情况。可以通过将单次测量结果与目标值进行比较来检验准确度。在实际应用中，我们通常使用多次测量的平均值。.

一个常见的错误是用“高精度加工”来指代“在严格公差范围内的高精度”。一个加工过程可能具有很高的重复性（高精度），但每次都可能小0.05毫米（精度差）。如果你的公差只有±0.02毫米，这就成了问题。.

数控加工中精度、准确度和公差如何协同工作

精度、准确度和公差是相互关联的。它们描述了允许的偏差范围、与目标值的接近程度以及保持稳定偏差的程度。.

• 数控公差 这是图纸允许的范围。这是目标值周围可接受的范围。.
• 准确度描述的是你的工艺流程在该公差范围内的位置。.
• 精度描述的是工艺流程的波动范围，它显示了零件围绕其平均值的偏差程度。.

对于任何部件而言，良好的加工性能意味着两件事：

• 平均测量值非常接近目标值（精度高）。.
• 与公差相比，测量结果的离散程度很小（精度高）。.

从工艺角度来看，精度指的是标准差（σ），准确度指的是与目标值的平均偏差。两者都需要控制。这样才能确保工艺在公差范围内，而无需频繁的筛选和返工。.

加工特征中的典型公差示例

一个简单的轴的例子可以说明这种关系：

• 标称直径： 10.00 毫米
• 宽容： ±0.02 毫米 → 可接受的范围是 9.98–10.02 毫米

现在，思考一下三种不同的结果。 数控车削工艺:

• 平均直径为 10.00 毫米. 几乎所有部分都在 9.995–10.005 毫米. 这个过程是 准确且精确. 在公差范围内还有很大的调整空间。.
• 平均直径为 9.97毫米. 零件位于 9.965–9.975 毫米. 这个过程是 精确但不准确. 所有部件都太小了，尽管它们非常一致。.
• 平均直径为 10.00 毫米. 但零件种类繁多 9.97–10.03 毫米. 这个过程是 平均准确，但不够精确. 很多零件的两侧都会超出公差范围。.

要求更严格的公差，就意味着要求更高的精度和准确度。这通常意味着更高的成本。.

精密加工零件与准确加工零件

学习精准度和准确性的最佳方法是了解四种经典组合。我们可以将它们与实际车间场景联系起来。.

精准

当测量结果精确且以目标值为中心时，该过程就是精确的。.

想象一下，一台数控铣床正在加工一个 20.00 毫米的型腔。公差为 ±0.01 毫米。零件的测量结果分别为 20.00、20.01、19.99 和 20.00 毫米。所有数值都非常接近 20.00 毫米，彼此之间也十分接近。刀具、夹具、偏移量和温度均在控制范围内。这是理想状态。零件配合良好，装配简便，废品率低。.

精确但不准确

当结果一致但偏离目标时，该过程是精确的，但不准确。.

例如，一根轴的尺寸应为 15.00 ±0.02 毫米。但测量结果分别为 14.94、14.95、14.94 和 14.95 毫米。偏差非常小，因此精度很高。但所有零件的尺寸均低于公差下限。这通常是由于刀具补偿错误或工件坐标系设置不当造成的。解决此问题的关键在于消除偏差，而不是对抗随机变化。.

准确但不精确

当平均结果接近目标，但部分结果差异很大时，该过程是准确的但不精确的。.

假设钻孔直径应为 8.00 ± 0.05 毫米。实际测量结果分别为 7.95、8.03、7.98、8.05 和 7.99 毫米。平均值接近 8.00 毫米，因此平均而言该工艺精度尚可。但测量值分布范围较广，表明精度较差。这可能是由于夹紧不稳定、进给速度不一致或振动造成的。虽然初步检查可能合格，但长期结果会很差。.

既不精确也不准确

当结果分散且偏离目标时，该过程既不精确也不准确。.

尺寸标准应为 50.00 ±0.05 毫米。但您的读数分别为 49.80、49.92、50.10、49.85 和 50.05 毫米。该过程存在平均误差和较大的离散度。这通常表明存在更严重的问题。可能是机器零件磨损、夹具不良或设置错误。此时，您并非在进行微调，而是在排查一个失控的过程。.

如何衡量加工过程中的精度和准确度？

要了解你的工作有多精确和准确，你需要检查尺寸并检验其重复性。你还必须将结果与目标值及其公差进行比较。.

尺寸检测和测量系统

尺寸检测可以提供用于检查精度和准确度的数据。.

常用工具包括卡尺、千分尺、内径规和三坐标测量机 (CMM)。对于表面粗糙度等测量，则需要使用其他工具。原理相同：记录测量结果，并查看其与目标值的匹配程度。您的测量系统必须可靠。劣质的工具或方法会掩盖工艺的真实状态。.

重复性/再现性精密度检查

您可以通过重复性和再现性 (R&R) 研究来检验精度。.

• 重复性检验的是同一人使用同一工具多次测量同一零件时出现的差异。差异越小，重复性越好。.
• 可重复性检验是指使用不同的人员、机器或设置时结果的差异。如果结果保持一致，则该过程可重复。.

您还可以计算测量值的标准偏差。控制图还能显示数据点的聚集程度。窄而稳定的带状区域表示精度高。宽而漂移的带状区域则表示随机波动较大。.

与标称值和精度公差的比较

通过将测量值与目标尺寸及其公差进行比较来检查准确性。.

对于一个维度，您可以找到误差：

误差 = 测量值 − 标称值

或者，您可以将其显示为百分比：

精度 (%) = (1 − |测量值 − 标称值| / 公差范围) × 100%

在实际操作中，我们会检查多次测量的平均值是否在公差范围内。如果平均值接近目标值，则精度良好。如果平均值偏向一侧，则存在系统误差。必须通过校准或偏移量调整来校正系统误差。.

如何提高数控加工的精度和准确度

提高精度和准确度需要采取不同的措施。减少偏差可以提高精度，消除偏差可以提高准确度。在五轴数控加工中，这些步骤尤为重要，因为严格的规格要求往往是必须的。.

通过控制机床、刀具和夹具来提高精度

为了提高精度，你需要专注于使过程稳定且可重复。.

主要行动包括：

• 维护机器以避免间隙和反冲。.
• 使用良好的 固定装置 这样每次都能以相同的方式固定零件，从而减少移动和振动。.
• 标准化切削参数，例如进给量和切削速度。这样可以确保每次切削循环的切削负荷相似。.
• 制定清晰的计划来管理工具磨损。在工具失效前更换它们。.

目标是使每个循环都与上一个循环相同。这样可以最大限度地减少最后阶段的随机变化。.

校准、补偿和环境控制以提高精度

为了提高准确性，你需要关注你的流程与目标值的接近程度。.

具体步骤包括：

• 定期校准数控机床和测量工具，可以消除系统误差。.
• 正确设置并检查刀具和工件的坐标偏移。在更换刀具或调整夹具后，务必执行此操作。.
• 在机床控制系统中使用补偿功能。例如刀具磨损补偿和热补偿。.
• 控制温度等因素。在进行关键工件的最终切削之前，务必让机器和工件稳定下来。.

这些措施可以减少系统误差，使流程的平均值回归目标值。.

平衡所需质量、成本和周期时间

工程师和规划人员必须问自己一个重要的问题。这不仅仅是“我们能做到多好？”，而是“我们需要做到多好？”

更严格的公差要求使用更好的机器、刀具和检测设备，通常意味着产量降低。一个简单的支架，公差为±0.1毫米可能就足够了。指定±0.01毫米只会增加成本，而不会增加价值。最佳方法是：

• 规定公差范围，既要保证功能正常，又不能过紧。.
• 使图纸公差与实际的数控加工能力相匹配——包括以下方面： 五轴数控加工.
• 超高精度的公差只适用于关键特征，而不是整个零件。.

结论

在 CNC加工, 精度和准确度是控制质量的不同工具。精度衡量的是流程是否一致，准确度衡量的是流程是否正确。公差定义了可接受的误差范围。.

如果只关注准确度，或许偶尔能达到目标，但次品率会很高。如果只追求精度，则可能导致废品率居高不下。只有同时关注准确度和精度，并找出根本原因加以解决，才能构建稳定、高效且经济的加工流程。.

常问问题

机械加工过程可以做到精确但不够准确吗？

是的。如果一个工艺流程产生的结果始终偏离目标，那么它虽然精确，但却不准确。这种情况通常发生在刀具补偿或工件坐标存在系统误差时。例如，每个零件都小了 0.03 毫米，但它们的尺寸却非常相似。解决这个问题需要调整刀具补偿，而不是去对抗随机变化。.

在数控加工中，精度和准确度哪个更重要？

两者并非总是孰轻孰重。两者都需要达到一定的精度才能保证产品符合公差要求。对于关键部件而言，准确度至关重要，它能确保产品与设计相符。而精密度对于保证批次间的一致性则至关重要。一个完善的工艺流程首先要确保准确度，然后逐步提高精密度以减少废品。.

如何判断我遇到的问题是精度问题还是准确度问题？

如果数据点密集分布但偏离目标中心，则说明存在准确度问题。如果平均值接近目标值但数据点分布广泛，则说明存在精度问题。将测量结果绘制在图表上可以清晰地展现这一点。一条窄而偏离目标的带状区域表明存在准确度问题。一条以目标为中心的宽带状区域表明存在精度问题。.

精度、准确度和公差如何影响零件成本？

更严格的公差要求更高的精度和准确度，这几乎总是会增加成本。为了达到这些要求，可能需要更好的机器、刀具和更长的检测时间。如果设定的公差过小，只会增加成本，而不会提升产品功能。公差应该基于实际需求。.

更精确的测量方法是否就能自动提高精度和准确度？

不，更精确的测量并不能解决加工过程本身的问题，但它能让你更早地发现问题。好的、经过校准的工具能帮助你区分精度问题和准确度问题，帮助你测量变化并检验你的改进措施是否有效。然而，你仍然需要调整机器、工具和加工流程，才能真正提高加工结果。.