机械制造工艺学第4章：机械加工精度资料

⑶两导轨间有平行度误差 导轨发生扭曲，刀尖相对于工件在水平和垂直两方向上发生偏移，从 而影响加工精度。设垂直于纵向走刀的任意截面内前、后导轨的平行度误 差为δ ，则工件半径变化量Δ R近似等于刀尖的水平位移，即
H R Y B
机床导轨的几何精度还与 使用时的磨损及机床的安装状 况有关。
整理后得
Y2 Z2 2 1 2 ( R A) R
即镗出的孔为椭圆形。
右图所示，设主轴轴心仍沿Y轴坐标作简谐直线运动，在工件1处切出 的半径比2和4处小一个振幅A，而在工件3处切出的半径则相反，这样，上 述四点的工件直径都相等，其它各点的直径误差也很小，所以车削出的工 件表面接近一个真圆，但中心偏离。
⑵主轴轴向窜动误差对精度 的影响 主轴纯轴向窜动使加工 的端面与内外圆轴线不垂直。 （如图所示）
⑶纯角度摆动误差对加工精 度的影响 主轴的纯角度摆动会使 外圆产生圆柱度误差，镗孔 将成椭圆形。
主轴工作时，其回转轴线的运动误差是以上三种运动方式的综合。
⑷影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施 主轴回转精度不仅和主轴的制造精度有关，而且还与切削过程中主轴 受力、受热后的变形有关。 主轴部件制造误差是主轴回转精度的基础，包含
⑴导轨在水平面内有直线度误差
将直接反映在被加工工件表面的法向方向，对加工精度影响极大，使工件产 生圆柱度误差(鞍形或鼓形)。
⑵导轨在垂直平面内有直线度误差 如图，使刀尖产生Δ Z的位移，造成工件在半径方向上产生误差Δ R。 对于龙门刨床、龙门铣床及导轨磨床来说，导轨的垂直面内的直线度误差 将直接反映到工件上。
滚动轴承：主轴回转精度还和轴承的配合件有关。取决于内、外环滚道的 圆度误差、内座圈的壁厚误差及滚动体的尺寸误差和圆度误差等。
⑸主轴回转精度的测量 生产现场通常采用将精密心棒插入主轴锥孔，在其圆周表面和端部分别 用千分表测量。
此法简单，但不能反映主轴在工作转速下的回转精度，也不能把性质不 同的误差区分开来。
轴承误差 轴承间隔 与轴承配合零件的误差
滑动轴承：主轴是以轴颈在轴承内回转的，对于车床类机床，主轴的受力方向一
定，这时主轴轴颈被压向轴套表面某一位置，因此，主轴轴颈的圆度误差将直接传 给工件。（下左图）
对于镗类机床，主轴所受切削力的方向随着镗刀的旋转而旋转，因此轴套孔的 圆度误差将传给工件。(右图)
加工刀具会使加工表面尺寸扩大。
一般刀具加工时，加工表面形状由机床运动精度保证，尺寸由调整决定，刀具的
制造精度对加工精度无直接影响。
⒉刀具的磨损
刀具在加工表面法向的磨损量，直接反映出刀具磨损对加工精度的影响。 分为三个阶段： 初期磨损阶段(L<L0) 正常磨损阶段(L0<L<L1) 急剧磨损阶段(L1<L)
z1 z3 工件螺距P 1 i 机床丝杆螺距 P z2 z4
式中由于P1=πm，π为 无限不循环小数。在选 用挂轮时只能近似取值 计算，因此蜗杆的螺距 必然存在误差。
二、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损
㈠机床误差——包括机床本 身各部件的制造误差、安装 误差和使用过程中的磨损。
⒈主轴误差
对主轴的精度要求最主 要的就是在运转时能保持轴 心线在空间的位置稳定不变， 即回转精度。 主轴运动误差表现为三 种形式：纯径向跳动误差、 轴向窜动误差、线角度摆动 误差。
下述测量法主要用于镗铣类机床，在主轴端部粘结一个精密测量圆 盘3，球的中心和主轴的回转轴心线略有偏心e，由摆动盘5进行调整，在球 的周围相互垂直地安装两个位移传感器1、2，传感器和测量球之间保持一 定间隙。
⒉导轨误差
床身导轨是确定机床主要部件的相对位置和运动的基准。其误差分为： 导轨在水平面内误差；导轨在垂直平面内误差；两导轨间的平行度误差
㈡刀具的制造误差
⒈刀具的制造误差 成形刀具加工时，刀具切削基面上的投影就是加工表面的母线形状，因此刀刃的
形状误差以及刃磨、安装、调整不正确都会直接影响加工表面精度。
展成刀具加工时，刀ຫໍສະໝຸດ 与工件要作具有严格运动关系的啮合运动，加工表面是刀
刃在相对啮合中的包络线，刀刃的形状必须是加工表面的共轭曲线。
定径刀具加工时，刀具的尺寸误差直接影响加工表面的尺寸精度，一些多刃的孔
刀具的磨损量可用下式计算
k ( L L0 ) kL 0 0 1000 1000
式中，μ ——刀具磨损量（μ m） μ 0——刀具初始磨损量（μ m） k——单位磨损量（μ m/1000m） L——切削路程（m） 为减少刀具制造误差和磨损误差对加工精度的影响，除合理规定定尺 寸刀具和成形刀具的制造公差外，还应根据工件的本材料和加工要求，准 确选择刀具材料、切削用量、冷却润滑、并准确刃磨，以减少磨损。必要 时还可对刀具的尺寸磨损进行补偿。
⑴主轴纯径向跳动误差对精度的影响 如图所示，设由于主轴的纯径向跳动而使轴心线在Y坐标方向上作简 谐直线运动，其频率与主轴转速相同，其幅值为A；再设主轴中心偏移最 大时，镗刀尖正好通过水平位置1，当镗刀转过φ 角时，刀尖轨迹的水平分 量与垂直分量分别计算得
Y A cos R cos ( A R) cos Z R sin
加工后零件的实际几何参数与理想零件的几何参数总有所不同，其 差值称为加工误差。
第二节 影响加工精度的因素及其分析
工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源，因此把工艺系统的 误差叫做原始误差。
一、加工原理误差 即是在加工中采用了近似的加工运动、近似的刀具轮廓和 近似的加工方法而产生的原始误差。
例如，在车床上车削模数蜗杆，传动关系如图，传动比i可用下式表示
机械制造工艺学
• 第四章
• • • • 第一节 第二节 第三节 第四节
机械加工精度
概述 影响加工精度的因素及其分析 加工误差的综合分析 提高加工精度的工艺措施
第一节 概述
机械加工精度（简称加工精度）是指零件在机械加工后 的几何参数（尺寸、刚体形状和表面间相互位置）的实际值 和理论值相符合的程度。
⒊传动链误差
特定情况下，要求刀具和工件之间具有准确的传动比。若控制这些 成形运动间的传动链存在误差，会成为影响精度的主要因素。 减少传动误差可采取下列措施：
⑴减少传动链中的元件数目，缩短传动链，以减少误差来源 ⑵提高传动元件，特别是末端传动元件的制造精度和装配精度 ⑶传动链齿轮间存在间隙，同样会产生传动链误差，因此要消除间隙。 ⑷采用误差校正机构来提高传动精度。