温度不达标，“高精度”从哪里来

01 基本常识：温度变化对材料的影响

材料热胀冷缩的具体量，取决于材料及温度的变化值。下面为大家提供了钢和铜的膨胀系数表，比如，钢材直线膨胀为长度每米在温度变化1°C 时会产生12μm 的变化。

钢的膨胀系数如下图所示：

举例:

工件长度：200 mm

温度变化：10℃

膨胀值：0. 02 mm

铜的膨胀系数如下图所示：

举例:

电极长度：200 mm

温度变化：10℃

膨胀值：0.05 mm

02 温度引起检测误差

因温度产生的检测误差

比如，将一个100mm长的钢制块规加热4C，例如用手心温度加热，它便会出现4.6μm的长度变化。

另外，值得一提的是，在测量高精度零件的时候，前提是要有更高精度的测量手段。如果本身的测量仪器或者设备精度指标就不高，你的高精度从哪里来？

03 重要的加工理念：维持热稳定

温度从25℃下降到 20℃尺寸的变化：在25℃时，尺寸偏大6μm，当温度降至20℃时，尺寸仅偏大0.12μm，这是一个热稳定的过程，即使温度迅速下降，仍然需要一个持续的时间才能维持精度。越大的物体，在温度变化时需要更多的时间来恢复精度稳定。

没有精密加工经验的工厂，在去做精密加工时，往往将精度不稳定的原因归咎于设备精度问题。而有精密加工经验的工厂，他们都知道这是最基本的常识，对于环境温度与机床的热平衡会非常重视。他们非常清楚，即使是高精密的机床，也只有在稳定的温度环境与热平衡状态下才能获得稳定的加工精度。

维持热稳定是精密加工必须悟透的重要理念。有些人可能纠结于温度应该维持在20℃还是23℃，其实，最重要的是能维持一个目标值的稳定性。理论书上一般要求的是20℃，实际车间一般取22-23℃，严格控制温度波动即可。

04 正确认识加工精度与分析

精密度(Precision)

精确度（Accuracy）

精密度、精确度与温度的关系

05 被遗忘的机床预热

机床只有在稳定的温度环境与热平衡状态下才能获得稳定的加工精度。在开机后就要投入高精密加工生产的情况，对机床进行预热是最基本的精密加工常识。

机床在长时间停止运行状态下和热平衡状态下的加工精度差异较大，究其原因，是因为数控机床的主轴和各运动轴在运行一段时间后，其温度相对维持在某一固定水平，且随着加工时间的变化，数控机床的热态精度趋于平稳，这就表明了加工前的主轴和运动部件预热是非常有必要的。

然而，机床的“热身运动”这个准备环节被很多工厂忽视或者不知晓。如果机床搁置状态达到多天以上时，建议在高精密加工前进行30分钟以上的预热；如果搁置状态仅为数小时，建议在高精密加工前进行5-10分钟的预热。

预热的过程就是让机床参与加工轴的反复移动，最好进行多轴联动，比如让XYZ轴从坐标系的左下角位置移动到右上角位置，反复走对角线。执行的时候可以在机床上编写一个宏程序，让机床反复执行预热的动作。

在机床进行充分的预热后，充满活力的机床就可以投入高精密加工生产了，您将获得稳定一致的加工的精度。