第二章第三章 机械加工精度及其控制
第三章机械加工精度(3.2)
2
(A+R）cosφ 1
，
Acosφ
Om 3 A O A O
φ
R 1
Rsinφ
4
镗孔时纯径向跳动对加工精度的影响
车床加工：工件回转，刀具移动
假设主轴轴线沿y轴作简谐运动，在工件的1处（主轴 中心偏移最大之处）切出的半径比在工件的2、4处切出的 半径小一个幅值A；在工件的3处切出的半径比在工件的2、 4处切出的半径大一个幅值A。
径向跳动是指瞬时回转轴线平行于平均回转轴线的径向 运动量。如图所示。它主要影响加工工件的圆度和圆柱度。
（3） 角度摆动
角度摆动是指瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角 度作公转，如图所示，它对工件的形状精度影响很大，如车 外圆时，会产生锥度。
实际上主轴回转误差是上述三种形式误差的合成。由 于主轴实际回转轴线在空间的位置是在不断变化的，由上 述三种运动所产生的位移（即误差）是一个瞬时值。
主轴轴向窜动对端面加工精度的影响
③角度摆动对车、镗削加工精度的影响
主轴纯角度摆动对加工精度的影响，取决于不同 的加工内容。 车削加工时工件每一横截面内的圆度误差很小，但轴 平面有圆柱度误差（锥度）。 车外圆：得到圆形工件，但产生圆柱度误差（锥体） 车端面：产生平面度误差 镗孔时，由于主轴的纯角度摆动 使得主轴回转轴线与 工作台导轨不平行，使镗出的孔呈椭圆形。
一定的加工原理误差是允许的。这种误差不应超过
机械制造工艺学第二章-2012
2、主轴回转误差对加工精度的影响：
不同加工方法，和不同主轴回转误差所引起的加工误差不同。 1）主轴轴向圆跳动 加工外圆：对圆柱面的加工精度没有影响, 加工端面：会使加工的端面与轴线不垂直。如果回转一周， 跳动一次，则加工出的端面近似为螺旋面。 加工螺纹：使螺距产生周期误差
车床和外圆磨床 此误差不可忽略
2）刨床导轨误差对加工精度的影响 误差敏感方向为垂直方向，导轨在垂直面内的 直线度误差，对加工精度影响大。引起加工表面直 线度和平面度误差。 3）平面磨床导轨误差对形状精度的影响 砂轮架和工作台导轨在垂直面内的直线度误差 及平行度误差，发生在被加工面的法线方向（误差 敏感方向），对加工精度影响大，而在水平面内的 直线度误差（非误差敏感方向）对加工精度影响小。
1、测量误差。 1）测量工具本身精度的影响 测量工具本身不可能做得绝对准确 2）测量部位，目测和估计不准的影响
d 4r ( ) r 2
2
2
D 2 D 2
由此可以看出，当Φ一定时，D越大，则测量误差越大
3）测量过程所使用的对比标准、其它测量工具的精度 和数学运算精度的影响。 如果精密量块、三针和弓高弦长规有误差，则影响测 量精度。计算公式如果精度不同，也会影响测量结果。
3.2
工艺系统几何精度对加工精度的影响
一、加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀 刃轮廓进行加工而产生的误差。 例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件
机械制造工艺课件第三章机械加工精度
★★★
机械制造工艺
★★★
2. 获得零件形状精度的加工方法
（1）轨迹法：主要是依靠刀尖与工件的相对运动 轨迹来形成被加工表面的形状。如用工件回转，车刀 平行于回转轴线的直线运动来车削外圆。此法的形状 精度主要决定于成形运动的精度。 （2）成形法：是利用成形刀具刀刃的几何形状来 切削出工件形状的方法。成形法所能达到的精度主要 决定于刀具刀刃的形状精度与刀具的安装精度。 （3）展成法：是利用成形刀具与工件的展成切削 运动，由刀刃在被加工表面上的包络面来形成的成形 表面。如用滚刀来加工齿轮等。展成法所达到的精度 高低，主要取决于机床作展成运动的传动链精度与刀 具的制造精度。
★★★
机械制造工艺
★★★
二、获得加工工精度的方法 1. 获得尺寸精度的方法
（1）试切法：试切法就是通过试切—测量—调整— 再试切，如此多次反复来获得尺寸精度的方法。该法耗 工时，生产效率低，同时要求操作者有很高的技术水平。 因此，该法一般用于单件、小批生产中。 （2）调整法：预先按工件规定的尺寸，调整好机床、 刀具、夹具与工件的相对位臵，并在一批零件的加工过 程中始终保持这个加工位臵，来保证加工尺寸的方法。 此法的加工精度主要决定于调整精度。此法获得的尺寸 精度稳定，生产率高，故广泛应用于成批和大量生产中。
★★★
机械制造工艺
★★★
1）主轴回转误差形式可分为：轴向窜动、径 向跳动和角度摆动三种，如图3-2所示。 ①轴向窜动。轴向窜动是指瞬时主轴回转轴 线沿平均回转轴线方向的轴向运动，如图3-2（a） 所示，它主要影响工件的端面形状和轴向尺寸精 度。 ②径向跳动。径向跳动是指瞬时主轴回转轴 线平行于平均回转轴线的径向运动。如图3-2（b） 所示。它主要影响加工工件的圆度和圆柱度。
加工精度概述及加工原理误差和调整误差
2.2 工艺系统的几何精度对加工精度的影响
2.2.1 加工原理误差 采用原理上近似的成形运动或近似的刀具轮廓进行加工所引起的误差。 例如，在曲线或曲面的数控加工中，存在加工原理误差（如图4、图5）。
图4 空间复杂曲面的数控加工
图5 曲面数控加工的实质
⑴ 多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面的加工中； ⑵ 应用近似加工，在理论误差可以满足加工精度要求的前提下(一般原理误 差应小于10%-15%工件的公差值)，是提高生产率和经济性的有效工艺方法。
（5）测量误差、工件毛坯内应力而引起的加工误差„ „
加工过程中可能出现的种种原始误差归纳如下：
图2 加工过程中的原始误差
2.1.3 误差的敏感方向 对加工精度影响最大的那个方向（即通过切削刃的加工表面的法向）
如图3，车削时工件的回转轴心是O，刀 尖正确位置在A，设某一瞬时由于各种原始 误差的影响，使刀尖位移到A′，则： 原始误差： δ =AA’
变来获得所要求的零件尺寸。引起调整误差的因素有以下几方面：
（1）影响试切法调整的所有因素； （2）定程机构误差 大批大量生产中，定程机构（如行程挡块、靠模 凸轮等）的制造精度和调整，以及与它们配合使用的离合器、电气开关 控制阀等的灵敏度成为调整误差的主要来源； （3）样件或样板的误差 包括样件或样板的制造误差、安装误差和对
2.2.2 调整误差
由于调整不准确而产生的误差。工艺系统的调整有两种基本方式（M-2）， 不同的调整方式有不同的误差来源。 1．试切法调整 试切法加工中，经过反复地试切、测量、调整，直至符合规定的尺寸要 求才正式切削整个待加工表面。这时引起调整误差的因素有以下3方面： （1）测量误差 指量具本身的精度、测量方法或使用条件下的误差（如 温度影响、操作者的细心程度）等；
第2章 机械制造工艺学PPT课件
（一）机床导轨导向误差
导轨导向精度是指机床导轨副的运 动件实际运动方向与理想运动方向 的符合程度，这两者之间的偏差值 则称为导向误差。
23
直线导轨的导向（制造）精度一般包括：
l）导轨在水平面内的直线度上y （弯曲）； 2）导轨在垂直面内的真线度 z（弯曲）； 3）前后导轨的平行度（扭曲）。 4）导轨对主轴回转轴线的平行度〔或垂直
影响调整精度的因素还有
• 定程机构误差 在大批大量生产中广泛采用行程挡块、 靠模、凸轮等机构保证加工尺寸,以及与它们配合使用 的离合器、电气开关、控制阀等的灵敏度
• 样件或样板的误差
• 测量有限试件造成的误差 试切加工的工件数（称为抽 样件数）不可能太多,因而造成误差
20
第二节 工艺系统的几何精度对 加精度的影响
调整误差 机床、刀具、夹具制造误差（工艺系统原始误差） 3.加工 受力变形、受热变形、磨损 另外测量、内应力、加工原理等
8
原理误差
与工艺系统 定位误差 工件相对于刀具在静
初始状态有 调整误差 关的原始误 刀具误差
止状态下已存在的误 差
差(几何误
夹具误差
原 差) 始 误
机床主轴回转误差 机床导轨导向误差 机床传动误差
工艺系统的调整有两种基本方式。不同的 调整方式有不同的误差来源。 （一）试切法调整 （二）调整法
18
工艺学基本概念
第二章机床夹具设计
基本概念
装夹：将工件安放在机床上或夹具上进行定位和夹紧的操作过程。
定位：使一批工件在机床上或夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的操作过程。
夹紧：工件在夹具中定位后，将其压紧、夹牢，使工件在加工过程中，始终保持定位时所取得的正确加工位置。
定位与夹紧的区别：定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。专用夹具的组成
1．定位元件2．夹紧装置3．对刀引导元件
4．连接元件5．夹具体6．其它件
1．工件通过定位元件在夹具上占有一个正确的位置
2．工件通过夹紧元件保证加工过程中始终保持原有的正确位置
3．夹具通过对刀元件相对刀具保持正确位置
4．夹具通过连接元件，相对于机床保持一个正确位置
5．夹具通过其他装置，完成其他要求
6．夹具体把上述的几种元件组合成一个整体。
六点定位原理：将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。
完全定位：工件在夹具中相对于刀具的六个自由度全部被限制的定位方法称为完全定位。部分定位（不完全定位）;限制了影响工件加工精度的自由度，且又少于六点的定位方法称为部分定位。
（不影响工件加工精度的自由度允许不被限制）
定位误差的计算
工序基准：加工过程中工序尺寸的设计基准称为工序基准。
定位基准：在加工过程中使工件占据正确加工位置所依据的基准，亦即工件与夹具定位元件定位工作面接触或配合的表面。
对刀基准：调整刀具位置时所使用的基准
定位误差：用夹具装夹加工一批工件时，由于定位不准确引起该批工件在某加工精度参数（尺寸、位置）的加工误差，称为该加工精度参数的定位误差（简称定位误差）。
机械制造工艺学第3章(1)PPT课件
3、位置精度 （1）一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次装夹中由刀 具相对于工件的成形运动位置关系保证； （2）多次装夹获得法 当零件上有相互位置精度要求的各平面 被安排在不同的安装中加工时，零件表面的 相互位置精度主要取决于安装精度。
15
一次装夹获得法
车床上一次安装车外圆和端面，则端面相对 于外圆表面的垂直度由车床横向溜板运动轨迹 与车床主轴回转中心线的垂直度来保证
件小批生产
9
(2)定尺寸刀具法：用具有一定尺寸精度的刀具 （如绞刀、扩孔钻、钻头等）来保证被加工工件 尺寸精度的方法（如钻孔）。
钻头的尺寸保证了 加工孔的尺寸
✓定尺寸刀具法生产率较高，操作简便，加工精度
较稳定，刀具制造复杂。
10
(3)调整法：利用机床上的定程装置、对刀装置或预 先调整好的刀架，使刀具相对机床或夹具满足位置精 度要求，然后加工一批工件。该法需要采用夹具实现 装夹。
✓调整法生产效率高，加工精度较稳定，常用于中
批以上的生产 (4)自动控制法：
✓自动控制法生产率高，能加工形状复杂的表面，加
工精度稳定，目前机械加工的发展方向
11
2、获得形状精度的方法 1)轨迹法： 利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表 面的形状。这种加工方法所能达到的精度，主要取 决于这种成形运动的精度。
16
➢ 多次装夹获得法
第二章机械加工精度
第二章机械加工精度
第一节概述
一、加工精度的概念
高产、优质、低消耗，产品技术性能好、使用寿命长，这是机械制造企业的基本要求。而质量总是则是最根本的问题。
机械加工质量指标包括两方面的参数：一方面是宏观几何参数，指机械加工精度；另一方面是微观几何参数和表面物理- 机械性能等方面的参数，指机械加工表面质量。
所谓机械加工精度，是指零件在加工后的几何参数（尺寸大小、几何形状、表面间的相互位置）的实际值与理论值相符合的程度。符合程度高，加工精度也高；反之则加工精度低。机械加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度三项内容，三者有联系，也有区别。
由于机械加工中的种种原因，不可能把零件做得绝对精确，总会产生偏差。这种偏差即加工误差。实际生产中加工精度的高低用加工误差的大小表示。加工误差小，则加工精度高；反之则低。保证零件的加工精度就是设法将加工误差控制在允许的偏差范围内；提高零件的加工精度就是设法降低零件的加工误差。
随着对产品性能要求的不断提高和现代加工技术的发展，对零件的加工精度要求也在不断的提高。一般来说，零件的加工精度越高则加工成本越高，生产率则相对越低。因此，设计人员应根据零件的使用要求，合理地确定零件的加工精度，工艺人员则应根据设计要求、生产条件等采取适当的加工工艺方法，以保证零件的加工误差不超过零件图上规定的公差范围，并在保证加工精度的前提下，尽量提高生产率和降低成本。
二获得零件加工精度的方法
1．获得尺寸精度的方法
在机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法和主动测量法等五种。
机械加工精度
【例2】薄壁工件磨削 解决：加橡皮垫
a） b）
薄壁套夹紧变形
薄壁工件磨削
26
◆ 2、重力影响 【例】龙门铣横梁 解决1：重量转移 解决2：变形补偿
龙门铣横梁变形
龙门铣横梁变形转移
龙门铣横梁变形补偿
27
◆ 3、传动力与惯性力影响
z θ R Fc Fp l Y r a） Fcd
式中 k —— 工艺系统刚度； kjc —— 机床刚度； kjj —— 夹具刚度； kd —— 刀具刚度； kg —— 工件刚度。
20
（三）切削力作用点位置变化引起工件形状误差
◆ 机床变形引起的加工误差
1 L Z 2 1 X jc Fp ktj L k wz 1 Z L k dj
x
理论上不会产 生圆度误差（但 会产生圆柱度误 差） 易会引起强迫 振动
Fcd X
Fcd
Fc O″ Fp rcd=Fcd / kc O′ Fc / kc r0
O O Fp / kc Y
A X
b）
28
传动力对加工精度的影响
（六）机床部件变形曲线
非线形关系，不完全是 弹性变形。 加载和卸载曲线不重合 ，所围面积表示克服摩擦 和接触塑性变形所作功， 有能量损失。 存在残余变形，反复加 载卸载后残余变形→0。 机床部件刚度比按实体 估算值小许多，表明其变 形受多种因素影响。
《机械制造工艺学》-第3章 机械加工精度
第三章机械加工精度
重庆工业职业技术学院
毛国平
加工精度
•评定零件质量的一项重要指标。
•表示加工的准确程度。
•包括尺寸精度（国家标准IT01、IT00、IT1、
IT2······IT18来表示，共20级。IT01的公差值最小，精
度最高。）、形状精度（国家标准规定了六项形状公差：
直线度—、平面度、圆度、圆柱度/ /、线轮廓、面轮廓。）、位置精度（国家标准规定了八项位置公
差：平行度//、垂直度、倾斜度、同轴度、对称
度、位置度、圆跳动、全跳动。）
•形状误差应限制在位置公差内，位置误差应限制在尺寸公差内。一般尺寸精度高，相应的形状、位置要求也高。
原始误差（一）
•由于工艺系统误差的存在，使工件和刀具之间正确的几何关系遭到破坏而产生的加工误差。
•是影响加工精度的因素。
•归纳如下：
•1、几何误差——与工艺系统初始状态有关的原始误差•1工件相对于刀具在静止状态下已存在的误差
•1）加工原理误差
•2）工件的装夹误差
•3）调整误差
•4）刀具误差
原始误差（二）
•2工件相对于刀具在运动状态下已存在的误差•1）机床主轴回转误差
•2）机床导轨导向误差
•3）机床传动误差
•2、动误差——与加工过程有关的原始误差•1）测量误差
•2）刀具磨损
•3）工艺系统受力变形
•4）工艺系统受热变形
•5）工件残余应力引起的变形
机床主轴回转运动误差
•指主轴的瞬时回转轴线相对其平均回转轴线（瞬时回转轴线的对称中心），在规定测量平面内的变动量。
•#理想回转中心——在主轴的任一截面上主轴回转时速度始终为零的这一点。
机械制造第2章
具中定位
机床控制法：利用机床的相对位臵精度保证位臵
精度
2.1.4 三种精度之间的关系 一般情况下，形状精度最高，位置精 度次之，尺寸精度最低。
2.2 影响机械加工精度的因素
工艺系统：机械加工时，由机床、夹具、刀具 和工件构成的统一体称为工艺系统 系统。 原始误差： 由于工艺系统本身的结构和状态 以及加工过程中的物理力学现象 而产生的各种误差称为原始误差。 原始误差与加工精度的关系
机床制造精度； 导轨磨损：使用过程中的磨损及磨损不均匀 （2班制工作9个月0.03mm）； 机床安装质量（重型机床因自重导轨下沉2~3mm）
提高导轨精度的措施
①提高机床导轨、溜板的制造精度及安装精度 ②采用耐磨合金铸铁导轨、镶钢导轨、贴塑导轨、滚 动导轨等 ③采用静压导轨，利用压力油或压力空气的均化作用， 可有效提高工作台的直线运动精度和精度保持性。
第2章 机械加工精度影响因素与控制
2.1 机械加工精度的概念及其获得方法 2.1.1机械加工质量的含义
2.1.2机械加工精度的概念
机械加工精度是指零件经机械加工后的实际几
何参数（尺寸，形状、表面相互位置）与零件的理想
几何参数相符合的程度。在实际生产中，加工精度的 高低是用加工误差的大小来评价和表示的。加工精度 包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
2.1 机械加工精度的概念及其获得方法
工艺电子版_加工精度
公差
公差：加工过程中有很多因素影响加工精 度。实际加工不可能把零件做得与理想零件完 全一致，总会产生大小不同的偏差。从保证产 品的使用性能分析，也没有必要把每个零件都 加工得绝对精确，而只要求它在某一规定的范 围内变动，这个允许变动的范围就是公差。
大 设计
规定的公差。
制造 小
2 影响机械加工精度的因素
轴向窜动引起的加工误差 (a)端面跳动 (b)螺距产生周期误差
5
纯角度摆动对加工精度的影响
倾角摆动主要影响工件圆柱面的形状精度，同时 对端面的形状精度也有影响。主轴回转时的纯角摆 动，在车削外圆时仍然可以得到一个圆形工件，但工 件是一个圆锥体。在镗床上镗孔时，镗出的孔则为椭 圆形（动画演示）。
3. 影响主轴回转精度的主要因素
近似加工方法在实际加工中的应用
理论上应当采用理想的加工原理，来获得精确的 加工表面。但生产中这样做会使机床的结构复杂， 难以保证机床的刚度和精度，或者使刀刃的轮廓不 易制造，这样不仅不能保证加工精度，甚至还会降 低加工效率。因此采用近似的加工方法，往往可以 简化机床结构和刀具的形状，并能↑η、↓C。 因此只要能把加工误差限制在规定的范围内（一 般原理误差应小于工件公差值的10%～15%），便可 以采用近似的加工方法。
(导轨)导向误差、主轴回转误差和 (传动链的 传动链的)传动误差。
1) 导轨在水平面内的直线度误差
机械加工精度及其控制ppt课件
3
2.1.1 机械加工精度
加工精度内容：
尺寸精度 形状精度 位置精度
尺寸精度、形状精度和位置精度三者之间关系：
通常形状公差限制在位置公差内，而位置误差一般限制在尺寸公差 之内。当尺寸精度要求高时，相应的位置精度、形状精度也要求高。 但形状精度或位置精度要求高时，相应的尺寸精度不一定要求高， 这要根据零件的功能要求来决定。
Precision
12
2.2.1 加工原理误差
加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃 轮廓进行加工而产生的误差。
➢ 例如在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件（见图）
S 8Rh
式中 R ——球头刀半径； h ——允许的残留高度。
➢ 又如用阿基米德蜗杆滚刀滚切 渐开线齿轮
h
e
响加工表面的圆度误差
径向跳动对车外圆精度影响
20
2.2.3 机床误差
➢ 主轴端面圆跳动对加工精度的影响(2~3微米） 对圆柱面加工没有影响； 被加工端面不平，与圆柱面不垂直（如主轴回转一周 ，端面跳动一次，加工出的端面近似螺旋面）； 加工螺纹时，产生螺距周期性误差。
Δx S
π
2π φ
主轴端面跳动引起螺距加工周期误差
调整法（图 b）
➢定程机构误差 ➢样件或样板误差 ➢测量有限试件造成的误差 ➢和试切法有关的误差
第二章 机械加工精度及控制(3-4节)
三、工艺系统刚度对加工精度的影响
（四）传动力与惯性力对加工精度的影响 2.惯性力的影响
在高速切削时，如果工艺系统中有不平衡的高速旋转的构件存
在，就会产生离心力。 在工件的每一转中不断变更方向，引起工件几何轴线作上述相
同形式的摆角运动，故理论上讲不会造成工件圆度误差。
当不平衡质量的离心力大于切削力时，车床主轴轴颈和轴承内孔 表面的接触点就会不断地变化，轴承孔地园度误差将传给工件地回转
§2.3 工艺系统受力变形对加工精度的影响
一、 基本概念
工艺系统刚度
在加工误差敏感方向上工艺系统所受外力与变形量之比
k
Fp y
式中： k—工艺系统刚度； Fp—吃刀抗力；
y—工艺系统位移
§2.3 工艺系统受力变形对加工精度的影响
二、工艺系统刚度计算
工艺系统受力变形等于各组成部分受力变形之迭加：
工艺系统的总变形量为： y= y + y +y +y jc jj d g
多种因素影响
车床刀架变形曲线
三、机床部件刚度及其影响因素
工作状态测定机床刚度
左、中、右台阶处的误差复映系数：
h31 h32 h21 h22 2 3 H 21 H 22 H 31 H 32 如图：H11, H12, H21, H22, H31, H32为预先做出的台阶尺寸， h11, h12, h21, h22, h31, h32为加工后残留误差尺寸，
机械加工精度
这种方法生产效率低，对操作者技术水平要求较高，因此多用 于单件、小批量生产中。
第一章 机械加工精度与表面质量
（2）调整法 是指利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使 刀具相对于机床或夹具达到一定位置精度，然后加工一批工件。 适用范围： 此方法获得的尺寸精度稳定，生产效率高，广泛用于成批和大量 生产中。
2020
机械制造工艺学
单击此处添加副标题内容
绪论
工艺：使各种原料、半成品成为产品的方法、技术和过程。 机械制造工艺：指各种机械的制造方法、技术和过程。
机械制造工艺学：主要研究零件加工和机械装配过程所具有的共同规律。
教学内容
1. 制造工艺和技术的发展
2. 机械加工工艺规程设计 3. 机床夹具设计 4. 机械加工精度及其控制
工件刚度不足
机床刚度不足
1腰鼓形圆柱度误差
2马鞍形圆柱度误差
车刀刚度不足
3锥形圆柱度误差
形状误差
4直线度误差
形状误差
5直线度误差
形状误差
6圆度误差
形状误差
7圆柱度误差
8垂直度误差
形状误差
9平面度误差
60 0.066 0.020
第一章 机械加工精度与表面质量
二、机械加工精度的内容
机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置 精度。
机械制造工艺教案
第三章机械加工精度及其控制 ## 6 ##
§3-1概述（书第二章、P27）
一、机械加工精度的基本概念
1质量指标：评价机械零件的加工质量用加工精度和加工表面质量。
2加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数的符合程度。
3加工误差：零件加工后实际几何参数对理想几何参数的偏差程度。
加工精度和加工误差是从两个不同角度评价零件的几何参数的，加工精度的高和低通过加工误差的小和大表示，提高加工精度实际上就是减低加工误差。
加工精度包含三个方面内容：尺寸精度、形状精度、位置精度。形状公差限制在位置公差之内，位置误差限制在尺寸公差之内。
二、影响机械加工精度的因素
机械加工中，机床、夹具、刀具和工件构成完整系统——工艺系统，加工过程中出现的各种原始误差引起工艺系统相互位置的变化造成加工误差。
课本以活塞加工精镗销孔工序的加工过程为例，活塞在装夹过程中出现装夹误差；工件装夹后对机床、刀具、夹具进行调整出现调整误差；加工过程中受切削力、切削热、摩擦等作用工艺系统受力、受热产生变形等造成加工误差。
小结如下：
1工艺系统的几何误差：
原理误差、夹具误差、刀具误差、定位误差、调整误差以及尺寸链误差等，是工件相对于刀具在静止状态下已存在的误差；
机床主轴回转误差、机床导轨导向误差及机床传动误差，是工件相对于刀具在运动状态下已存在的误差。
以上各种几何误差与工艺系统的初始状态有关。
2工艺系统力效应产生的误差（动误差）：
工艺系统受力变形（惯性力、传动力等）产生的误差；残余应力引起的误差；刀具磨损等及测量产生的误差误差。
3工艺系统热变形产生的误差：机床、夹具、刀具及工件热变形产生的误差。(课本放在2中)机械加工中零件的尺寸、形状和相互位置误差，主要是由于工件与刀具在切削运动中相互位置发生了变动而造成的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
位移，其误差将直接反映到
被加工工件上，造成形状误
图 龙门刨床导轨垂直面
差。
内直线度误差
1－刨刀 2－工件 3－工作台 4－床身导轨
3) 前后导轨的平行度δ（扭曲） 前后导轨不平行时，加工半径误差
R H H
B
一般车床H/B≈2/3，外圆 磨床H≈B，因此该项原 始误差△对加工精度的 影响很大，不可忽略， 当α很小时，该误差不显 著。
图 导轨扭曲引起的加工误差
4)导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）
在立式铣床上采用端铣刀对称铣削平面时，若铣刀回 转轴线对工作台直线进给运动不垂直，即 α≠0，加工 后将造成加工表面下凹的形状误差Δ。
水平面内不平行
垂直面内不平行
在车床上镗孔时，若主轴回转运动与刀具的直线进给运 动均很准确，只是它们在水平面内或垂直面上不平行。
镗床上镗孔，镗杆主轴与工件进给方向不平行，会产生圆柱 度误差。
镗杆既旋转又移动进给，导轨误差不会产生孔的 形状误差，但会产生孔的位置误差。
常用加工误差的大小来评价加工精度的高低 加工误差越小，加工精度越高
➢ 零件的加工精度包括
尺寸精度、形状精度、位置精度
通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高
加工质量
加工精度
尺寸精度 形状精度 位置精度
（通常形状误差限制在位置公差内，位 置公差限制在尺寸公差内）
表面质量
表面几何形状精度
表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）
表面缺陷层
表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力
图 加工质量包含的内容
二、影响机械加工精度的原始误差及分类
图 活塞销孔精镗工序中的原始误差
原始误差—— 引起加工误差的根本原因是工艺系统存在
着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。
原始误差分类
与工艺系统原始状 态有关的原始误差 (几何误差)
原始 误差
车刀直线运动轨迹与工件轴线在垂直面内不平行造成 的加工误差
原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若 产生在加工表面法向方向（误差敏感方向），对加工 精度有直接影响；产生在加工表面切向方向（误差非 敏感方向） ，可忽略不计。
对平面磨床，龙门刨床
及铣床等，导轨在垂直面内
的直线度误差会引起工件相
对于砂轮（刀具）产生法向
ΔY
导轨水平面内直线度
ΔR
D
o
Δy
图 导轨在水平面内直线度误差
Δy将直接反映在工件加工表面法线方向（误差敏感方向） 上，误差ΔR =Δy，对加工精度影响最大。
刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。
Δx D－Δd
L
d Z
Xf a）
R0 b）
车刀直线运动轨迹与工件轴线在水平面内不平行造成 的加工误差
第二节 工艺系统几何 精度对加工精度的影响
一、加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮 廓进行加工而产生的误差。
例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件(图2-5)
S 8Rh
式中 R ——球头刀半径； h ——允许的残留高度。
例2：用阿基米德蜗杆滚刀滚切 渐开线齿轮
h
S
第二章 机械加工精度及其控制
本章要点
工艺系统几何精度对加工 精度的影响 工艺系统的受力变形对加 工精度的影响 工艺系统热变形对加工精 度的影响 加工误差的统计分析 保证和提高加工精度的途径 加工误差综合分析实例
一、机械加工精度
➢ 加工精度：零件加工后实际几何参数（尺寸、形 状和表面间的相互关系）与理想几何参数接近程度。 符合程度愈高，加工精度愈高。实际值与理想值之 差称为加工误差。
2) 在垂直面内的直线度Δz Δz对工件的尺寸和形状误差影响比Δy小得多
ΔZ
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
Δz
垂直平面 图 导轨在垂直面内直线度误差
对卧式车床ΔR ≈Δz2/D 若设Δz= 0.1mm,D=40mm，则 ΔR =0.00025mm，影响可忽略不计。 而对平面磨床、龙
门刨床误差将直接反映在工件上。
机床导轨导向误差
◎导轨导向精度是指机床导轨副运动件实际运动方向与 理想运动方向的符合程度，这两者之间的偏差值则称为 导向误差。 ◎包括：导轨在水平面内的直线度
导轨在垂直面内的直线度 前后导轨平行度（扭曲） 导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）
1）导轨在水平面内的直线度Δy （以卧式车床为例）
水平面
项）
四、研究加工质量的方法
单因素分析法 统计分析法
不考虑其它因素的同时作用 而研究某一确定因素对加工精 度的影响，通过分析计算或测 试、实验，得出该因素与加工 误差间的关系。
以生产中一批工件的实测结果为基础，运用
数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过 程的正常进行。 当发生质量问题时， 可以从 中判断误差的性质， 找出误差出现的规律，以 指导我们解决有关的加工精度问题。 统计分析 法仅适用于批量生产。
与工艺过程有关的 原始误差(动误差)
原理误差
定位误差 调整误差 刀具误差
工件相对于刀具静止状态下 的误差
夹具误差 机床误差
主轴回转误差 工件相对于
导轨导向误差 刀具运动状
传动误差
态下的误差
工艺系统受力变形（包括夹紧变形）
工艺系统受热变形
刀具磨损
测量误差
工件残余应力引起的变形
图 原始误差构成
三、误差敏感方向
图 空间曲面数控加工
一是采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀
刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切削 是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线， 而是折线。
二、调整误差
试切法（图2-6 a）
➢测量误差。 ➢试切时与正式切削时切削厚度 不同造成的误差。 ➢机床进给机构的位移误差。
➢ 工艺系统原始误差方向不同 ，对加工精度的影响程度也不 同。对加工精度影响最大的方 向，称为误差敏感方向。
R
A
0
R
O
A
➢ 误差敏感方向一般为已加工 表面过切削点的法线方向。
➢ 图2-4：
Δ cos 2
2R0
0 ，R0 为最大（忽略
90，R90
百度文库
2 2R0
为最小
图
2
2R0
误差的敏感方向
调整法（图2-6 b）
➢定程机构误差。 ➢样件或样板误差。 ➢测量有限试件造成的误差。
a）
b）
图 试切法与调整法
三、机床误差
机床主轴回转误差
•轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差 机床导轨导向误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差