1.机械加工精度概述

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机械制造工艺课件第三章机械加工精度

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机械制造工艺
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三、影响加工精度的原始误差
机械加工时，机床、刀具、夹具和工件等组成了一个工艺系统，工艺系统的各个部分在加工过程中，应该保持严格的相对位臵关系。由于受到许多因素的影响，系统的各个环节难免会产生一定的偏移，使工件和刀具间相对位臵的准确性受到影响，从而引起加工误差。原始误差即导致工艺系统各环节产生偏移的这些因素的总称。原始误差中，有的取决于工艺系统的初始状态，有的与切削过程有关。当原始误差的方向发生在加工表面法线方向时，引起的加工误差最大；当原始误差的方向发生在加工表面的切线方向时，引起的加工误差最小，一般可以忽略不计。为了便于分析原始误差对加工精度的影响程度，我们把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）称为误差的敏感方向。而把对加工精度影响最小的那个方向（即通过切削刃的加工表面的切向）则称为误差的不敏感方向。
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机械制造工艺
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一、加工原理误差
原理误差即是在加工中由于采用近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而产生的原始误差。完全符合理论要求的加工方法，有时很难实现，甚至是不可能的。这种情况下，只要能满足零件的精度要求，就可以采用近似的方法进行加工。这样能够使加工难度大为降低有利于提高生产效率降低成本。
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机械制造工艺
ห้องสมุดไป่ตู้
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3）定尺寸刀具法：是直接利用刀具的相应尺寸来保证加工尺寸的方法。如用钻头钻孔，铰刀铰孔，用拉刀、铣刀加工键槽等。加工尺寸精度的高低主要与刀具的制造精度，安装精度和磨损及机床运动精度等因素有关。这种加工方法加工精度稳定，生产率也高。 4）自动获得尺寸法：是利用测量装臵、调整装臵和控制系统等组成的自动化加工系统，在加工过程中能自动测量、补偿调整，当工件达到尺寸要求时，能自动退回停止加工的方法。

制造工艺机械加工精度

a y y Ha
BH
B
一般：
车床： H 1 ~ 2
B 23
磨床：
H B
1
对零件精度的影响不容忽视
3. 传动链精度
以车螺纹为例，说明传动链精度对工件加工精度的影响：如图所示：
P工 i P丝 i z1 z3
z2 z4
对上式微分：
dP工 i dP丝 P丝 di 工件导程误差可表示为： P工 i P丝 P丝 i
2. 机床导轨误差对工件精度的影响：
b. 水平面内直线度误差的影响
由于刀尖相对于工件回转轴线在加工表面径向方向的变化属敏感方向，故其对零件的形状精度影响很大。
R' y
2. 机床导轨误差对工件精度的影响：
c. 导轨之间垂直方向的平行度误差的影响
tg a , sin y
B
H
很小， tg sin
二．误差的分类：
系统误差
常值系统误差
误差的性质
变值系统误差
随机误差
① 随机误差有大有小它们对称分布于尺寸分布中心的左右。
y
1
(xx)2
e 22
2
X
② 距尺寸分布中心越近的随机误差出现的可能性越大。
6σ
③ 随机误差在一定范围内分布。
第二节加工原理误差对零件加工精度的影响
一．近似刀具加工所造成的误差二．由于采用近似的加工运动方法所造成的误差
一般刀具如：车刀、立铣刀等，主要靠调整刀具位置来保证加工尺寸，其制造精度不会影响加工尺寸精度。但刀具的磨损将对工件的加工精度产生影响。
a.
初期磨损阶段：
NB
L L1
B
b. 正常磨损阶段：
NB

机械加工精度名词解释

机械加工精度名词解释
机械加工精度指的是针对零件或工件加工过程中所要求的尺寸、形状、位置、表面粗糙度等方面的精确度。

精度是指实际测得结果与理论值之间的偏差或误差程度，常用的机械加工精度名词包括以下几个：
1. 尺寸精度：指零件加工后尺寸测量值与设计尺寸之间的偏差。

这是表征零件尺寸准确程度的指标，通常用公差表示。

2. 形状精度：指零件加工后形状特征与设计要求之间的偏差。

例如，平整度、圆度、直线度等，用来描述零件表面的平整程度以及曲线、直线等特征的精确程度。

3. 位置精度：指零件加工后特定特征之间的相对位置偏差。

常用的位置精度名词包括平行度、垂直度、同轴度等，用来描述零件特征在空间中的位置关系。

4. 表面粗糙度：指加工后零件表面的光洁程度。

常用参数包括Ra（平均粗糙度）、Rz（Z向平均粗糙度）等，用来描述零件表面的粗糙度。

这些机械加工精度的指标对于确保零件的质量和功能至关重要，能够影响到零件的装配性能和使用寿命。

加工精度概述及加工原理误差和调整误差

第2章机械加工精度及其控制
2.1 概述 2.1.1 机械加工精度零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理想零件的几何参数相符合的程度。机械加工误差:零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想零件的几何参数相偏离的程度。包含3方面：尺寸精度、形状精度和位置精度。联系：一般形状公差应限制在位置公差之内，而位置公差一般也应限制在尺寸公差之内。
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；
（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’
机械加工时，工艺系统的误差称为原始误差（“因”，根源），加工误差是“果”，是表现。提高和保证加工精度的问题就是控制和减小原始误差的问题。
2.1.2 影响始误差
上工序存在以下一些原始误差：（1）工件的装夹误差：包括定位误差和夹紧误差；（2）调整误差：包括夹具和定位菱形销的位置调整误差、对刀调整误差；（3）机床、刀具、夹具的制造误差；（4）工艺系统动误差：包括切削力、切削热、磨擦引起的工艺系统的变形和磨损；

机械加工精度的概念

机械加工精度的概念1. 加工精度与加工误差加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。

实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。

2.加工经济精度由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。

任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。

加工误差δ与加工成本C成反比关系。

某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，在这个范围内都可以说是经济的。

3. 原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。

工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。

4.研究机械加工精度的方法a) 研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。

b) 采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动二、工艺系统集合误差1.机床的几何误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。

机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。

机床的磨损将使机床工作精度下降。

主轴回转误差机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。

主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。

它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。

产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。

机械加工质量

（4）调整误差机械加工过程中的每一道工序都要进行各种各样的调整工作，由于调整不可能绝对准确，因此必然会产生误差，这些误差称为调整误差。
2、工艺系统的受力变形（1）工艺系统的刚度机械加工过程中，工艺系统在切削力、传动力、惯
性力、夹紧力、重力等外力的作用下，各环节将产生相应的变形，使刀具和工件间已调整好的正确位置关系遭到破坏而造成加工误差。例如，在车床上车削细长轴时，工件在切削力的作用下会发生变形，使加工出的工件出现两头细中间粗的腰鼓形
第七章机械加工质量
尺寸精度
机械加工精度
形状精度
加工质量
表面质量
位置精度表面粗糙度
表面层的物理、力学性能
第一节概述一、机械加工精度 1、机械加工精度的概念
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。
3）定尺寸刀具法用具有一定形状和尺寸精度的刀具进行加工，使加工表面达到要求的形状和尺寸的加工方法。如用钻头、铰刀、键槽铣刀等刀具的加工即为定尺寸刀具法。定尺寸刀具法生产率较高，加工精度较稳定，广泛的应用于各种生产类型。 4）自动控制法把测量装置、进给装置和控制机构组成一个自动加工系统，使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿和切削加工一系列工作自动完成，从而自动获得所要求的尺寸精度的加工方法。该方法生产率高，加工精度稳定，劳动强度低，适应于批量生产。
原始误差主要来自两方面：一方面是在加工前就存在的工艺系统本身的误差（几何误差），包括加工原理误差，机床、夹具、刀具的制造误差，工件的安装误差，工艺系统的调整误差等；另一方面是加工过程中工艺系统的受力变形、受热变形、工件残余应力引起的变形和刀具的磨损等引起的误差，以及加工后因内应力引起的变形和测量引起的误差等。

机械加工精度

机械加工精度
1. 获得尺寸精度的方法
(1) (2) (3) (4) 试切法调整法定尺寸法自动控制法
机械加工精度
2. 获得形状精度的方法（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法 3. 获得位置精度的方法（1）根据工件加工过的表面进行找正的方法；（2）工件的位置精度由夹具来保证。
机械加工精度
机械加工表面质量
四、影响表面层物理机械性能的因素１．影响表面层冷作硬化的因素
（1）切削用量 ①切削速度：随着切削速度的增大，被加工金属塑性变形减小，同时由于切削温度上升使回复作用加强，因此冷硬程度下降。 ②进给量：进给量增大使切削厚度增大，切削力增大，工件表面层金属的塑性变化增大，故冷硬程度增加。（2）刀具 ①刀具刃口圆弧半径增大，表面层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。 ②刀具后刀面磨损宽度VB 增大，刀具后刀面与工作表面摩擦加剧，塑性变形增大，导致表面层冷硬程度增大。 ③前角增大，可减小加工表面的变形，故冷硬程度减小。刀具后角、主偏角、副偏角及刀尖圆角半径等对表面层冷硬程度影响不大。（3）工件材料工件材料的塑性越大，加工表面层的冷硬程度越严重，碳钢中含碳量越高，强度越高，其冷硬程度越小。
机械加工精度
4)刀具热变形及对加工精度的影响（1）刀具连续工作时（2）刀具间歇工作 ξ（μm）
ξmax
连续切削升温曲线
间断切削升温曲线冷却曲线
图中 ξ—— 热伸长量； ξmax —— 达到热平衡热伸长量； τ—— 切削时间； τc —— 时间常数（热伸长量为热平衡热伸长量约63%的时间，常取3～4分钟）。
机械加工表面质量
二、表面质量对零件使用性能的影响 1．表面质量对零件耐磨性的影响

机械加工精度

（2）夹具安装法
夹具安装法是指通过夹具保证工件加工表面与定位基准面之间位置精度的安装方法。这种方法定位迅速方便，定位精度高且稳定，但专用夹具的制造周期长，费用高，因此主要用于成批、大量生产。
（3）机床控制法
机床控制法是指利用机床本身所设置的保证相对位置精度的机构来保证工件位置精度的方法，例如坐标镗床和数控机床等。
自动控制法生产率高，加工精度稳定，加工柔性好，能适应多品种生产，是目前机械制造的发展方向和计算机辅助制造（CAM）的基础。
2．形状精度的获得方法
（1）成形运动法
成形运动法是指使刀具相对于工件作有规律的切削成形运动，从而获得所要求形状精度的方法，如2.1节中所介绍的轨迹法、成形法、展成法和相切法等。成形运动法主要用于加工圆柱面、圆锥面、平面、球面、回转曲面、螺旋面和齿形面等。
（2）非成形运动法
非成形运动法是指通过对加工表面形状的检测，由工人对其进行相应的修整加工，以获得所要求形状精度的方法。非成形运动法生产率较低，但当零件形状精度要求很高或表面形状比较复杂时，常采用此方法。
3．位置精度的获得方法
（1）找正安装法
找正是指用工具或仪表根据工件上的有关基准，找出工件在加工或装配时正确位置的过程。用找正法安装工件称为找正安装。找正安装可分为划线找正安装和直接找正安装两种。
试切法的生产率较低，对操作者的技术水平要求较高，主要用于单件、小批量生产。
（2）调整法
调整法是指预先调整好刀具相对于工件加工表面的位置，并在加工过程中保持这一位置不产率较高，对操作工的要求不高，但对调整工的要求较高，主要用于成批、大量生产。
（3）定尺寸刀具法
一、尺寸、形状和位置精度
工件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三部分内容。

机械加工精度及其控制

3）与轴承配合的零件误差的影响
由于轴承内、外圈或轴瓦很薄，受力后容易变形，因此与之相配合的轴颈或箱体支承孔的圆度误差，会使轴承圈或轴瓦发生变形而产生圆度误差。与轴承圈端面配合的零件如轴肩、过渡套、袖承端盖、螺母等的有关端面，如果有平面度误差或与主轴回转轴线不垂直，会使轴承圈滚道倾斜，造成主轴回转轴线的径向、轴向漂移。箱体前后支承孔、主轴前后支承轴颈的同轴度会使轴承内外圈滚道相对倾斜，同样也会引起主轴回转轴线的漂移。
工件齿轮
滚刀包络线
7
二、调整误差
1、试切法（图a）：
用于单件小批生产
➢测量误差。 ➢机床进给机构的位移误差。
2、调整法（图b）：
用于大批大量生产 ➢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）
试切法与调整法
8
三、机床误差
（一）机床导轨导向误差
1、导轨导向精度及其对加工精度的影响 ➢ 导轨导向精度：
z1 = 64
z3 = z4 = 23
z2 = 16 zn-1 = 1 zn = 96 d
z5 = z6 = 23
b
c
f
ic
a
z7 = z8 = 16
e
齿轮机床传动链
30
2、提高传动精度措施 ➢ 缩短传动链长度 ➢ 提高末端元件的制造精度与安装精度 ➢传动比小，尤其是传动链末端传动副的传动比小，因此采用降速传动保证传动精度的重要原则 ➢ 采用校正装置对传动误差进行补偿
19
★ 主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）
仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在y方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖运动轨迹接近于正圆。

机械加工精度(完整版)

加工质量和产品的装配质量
零件的机械加工质量包括零件的机械加工精度
和加工表面质量两方面
3
一、机械加工精度
• 机械加工精度：零件加工后的实际几何
参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）
•机械加工误差：加工后零件的实际几何
参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的偏离程度。
与理想几何参数的符合程度。
9
2.2 工艺系统的几何精度对加工精度的影响
10
一、加工原理误差
加工原理误差：是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓代替理论的成形运动或刀刃形状进行加工而产生的误差。数控加工原理误差：直线或圆弧插补（功能强、精度高的机床配B样条插补）近似的成形运动。展成刀具加工成形表面误差：（1）采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓形误差；（2）由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是一条由微小折线段组成的曲线，和理论上的光滑渐开线有差异，从而产生加工原理误差。
41
铰刀的类型
（a）直柄机用铰刀（b）锥柄机用铰刀c）硬质合金锥柄机用铰刀（d）手用铰刀（e）可调节手用铰刀（f）套式机用铰刀（g）直柄莫式圆锥铰刀（h）手用1:50锥度铰刀 42
加工槽类铣刀
43
拉刀的类型
44
图3-27 车刀磨损过程
45
11
二、调整误差
工艺系统两种调整方法：试切法和调整法 (1) 试切法测量误差机床（微量）进给机构的位移误差（精度）切削层厚度的影响（试切与正式切削的切削厚度不同），对精加工影响尤甚 (2) 调整法加工定程机构的误差样件或样板的误差测量有限试件造成的误差（调整尺寸的误差）
14

机械加工精度

• 所以有连接件的一些结构中，多出现凸形变形曲线。
正反加卸载变形曲线
• 先在正方向加载，得加载变形曲线，然后卸载，得到卸载变形曲线。可见两条曲线不重合，产生类似“磁滞”现象，
• 这主要是由于接触面上的塑性变形，零件位移时的摩擦力消耗以及间隙的影响。
• 同理在反方向加载和卸载，又可得到加载变形曲线和卸载变形曲线．两者也不重合。
①变形曲线是非线性的，有凸形和凹形两种。可根据曲线求瞬时刚度和平均刚度。
②加载变形曲线与卸载变形曲线不重合，且不回到起始点。
③多次重复加卸载变形曲线不重合，随着重复次数的增加，变形曲线逐渐接近。
④单件零件的变形曲线与一个机器或部件的变形曲线相差很大。
影响工艺系统刚度的因素
（1）接触面的表面质量接触面间的变形与零件的表面粗糙度、
2)几何形状精度限制加工表面宏观几何形状误差，如圆度、圆柱度、平面度、直线度等；
3)相互位置精度限制加工表面与其基准面的相互位置误差，如平行度、垂直度、同轴度、位置度等。
几何形状精度和尺寸精度有关系吗？
零件公差必须大于形状位置误差
注：如果没有特殊要求，圆度、圆柱度等不需要特别标注
接触刚度
机床是由多个零件组成的。一台机床或部件的受力变形，除了零件本身的变形以外，还有零件之间接触面的变形。
加载变形曲线
刚度曲线
（1）接触变形影响（2）刚度很差零件存在
• 这种变形曲线又可以分为两类，
1 是凹形曲线 2 是凸形曲线
• 凹形曲线的特点是开始变形很大，逐渐刚度变好；
• 而凸形曲线的特点是开始刚度较好，随着载荷的加大，刚度愈来愈差。
转子受热膨胀，对转子间隙的影响压差可以计算，转子受力变形可以知道刀具的变化磨损，热伸长都是变值误差

第八、九讲加工精度

B
δ
①在水平面内的直线度（以卧式车床为例）
Δ1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 =Δ1 ，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。
②
在垂直面内的直线度
Δ２对工件的尺寸和形状误差影响比Δ1小得多。
对卧式车床 ΔR ≈Δ22/D 若设 Δ2= 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，误差敏感方向为垂直方向，误差将直接反映在工件上。
二、调整误差调整是指使刀具切削刃与工件定位基准间在从切削开始到切削终了都保持正确的相对位置。主要包括机床调整、夹具调整、刀具调整。（一）试切法调整 1.测量误差 1）定义：量具本身的精度、测量方法或使用条件下的误差。无法精确保证刀具、夹具等调整位置精确所引起的误差。 2）产生原因：量具量仪制造误差及磨损，环境温度，读数误差，施力不当引起量具量仪变形等。
导轨在垂直面内的直线度的特殊情况为斜坡状，加工的工件轴向形状为鞍形。
◆ 4）影响导轨导向精度的主要因素（1）机床制造误差；（2）机床安装误差；（3）导轨磨损。
2、机床主轴回转误差
（1）机床主轴回转误差的概念
主轴的实际回转轴线对其理想回转轴线（一般用平均回转轴线来代替）产生的偏移量。
第三章机械加工精度
§3-1 概述 ☆ 本讲的研究内容 1.了解有关机械加工精度的基本概念； 2.掌握影响加工精度的因素； 3.掌握分析加工误差的方法；
4.提高加工精度的方法。
☆ 学习的目的
1.解决实际生产中废品处理方法；
2.提出改进和提高产品加工质量的方法； 3.提出工艺系统改进和修复的办法； 4.了解改进产品结构的方法。

机械加工精度

成本增加，加工误差较小不明显
误差增大，加工最低成本不变
加工成本与加工误差之间的关系
一种加工方法介于A、B之间的精度为经济加工精度
6
二、获得加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法 1)试切法 2)调整法 3)定尺寸刀具法 4)自动控制法 2.获得形状精度的方法 1)成形刀具法 2)轨迹法 3)展成法 3.获得位臵精度的方法 1)直接找正法 2)划线找正法 3)夹具定位法
尺寸精度、形状精度和位臵精度三者之间关系
：
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。 4
第一节机械加工精度概述一、加工精度概念
态下的误差传动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
19
原始误差构成
三、影响加工精度的因素(原始误差)
热变形对刀误差 F 设计基准夹紧误差
定位误差
菱形销
定位基准导轨误差
活塞销孔精镗工序中的原始误差
20
三、影响加工精度的因素(原始误差)
误差敏感方向
21
四、研究加工精度的方法
1.通过分析计算或实验、测试等方法
7
1.获得尺寸精度的方法
1)试切法先试切部分加工表面，测量后，适当调整刀具相对工件的位臵，再试切，再测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工面。
试切
测量
调整车刀
试切法效率低，精度主要取决于工人技术，用于单
件小批生产。
8
1.获得尺寸精度的方法

机械制造技术基础第15讲(2015).

第四章
•
机械加工质量及其控制
若机床主轴采用滑动轴承结构，在车床上车外圆时
切削力 F 的方向可认为是
基本不变的（见图4-3a ）, 在切削力 F 的作用下，主轴颈以不同的部位与轴承内径的某一固定部位相接触。
图4-3a 采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动
第四章
•
机械加工质量及其控制
此时主轴支承轴颈的圆度误差将直接反映为主轴径向圆跳动d，而轴承内孔的圆度误差则影响不
度影响很小，一般可忽略不计。
•
在分析上述问题时要注意⊿ 是否出现在加工表面
的法线方向（误差的敏感方向）上。图4-6 导轨垂直面内的直线度误差对加工精度的影响
第四章
机械加工质量及其控制
•
•
（3）卧式车床导轨间的平行度误差
当前后导轨在垂直平面内有平行度误差（扭曲误
差）时，如图4 – 7所示，刀架将产生摆动，刀架
主轴径向圆跳动影响较大。
•
滚动体的尺寸误差将直接影响主轴径向圆跳动误差的大小。
第四章
•
机械加工质量及其控制
（2）轴向圆跳动
它是主轴实际回转轴线沿平
均回转轴线方向的变动量，如图4-2所示。车端
面时它使工件端面产生垂直度、平面度误差。
•
产生轴向圆跳动的原因是主轴轴肩端面和推力轴承承载
端面对主轴回转轴
第四章
机械加工质量及其控制
第二节影响机械加工精度的因素
•
机械加工系统（简称工艺系统）由机床、夹具、刀具和工件组成。
•
通常，将工艺系统的误差称之为原始误差（凡是
能直接引起加工误差的因素），因为零件的机械
加工是在工艺系统中完成的，工艺系统各组成部

机械制造工艺学第3章

ΔZ
∵ Z R
Z 2

1
R2
11
图例
(1
Z 2 R2
)
1 2
1
1 2

Z 2 R2

2
( 2 2 1
1)
(
Z 2 R2
)
2

1 Z 2 Z 4 2R2 8R4
(1
Z
2
)
1 2
1
Z 2
R2
2R2

R

Z 2 2R2
* (1 x)m 1 mx m(m 1) x2 m(m 1)(m n 1) xn (1 x 1)
小
加工中的误差工艺系统受力、受热变形
结
加工后的误差工件内应力
第三节加工误差的综合分析
一、加工误差的性质及分类
系统误差
常值误差
连续加工一批工件，误差大小和方向保持不变。
加工误差
变值误差
连续加工一批工件，误差大小和方向有规律变化。
随机误差
连续加工一批工件，误差大小和方向无规律变化，但具有一定的统计规律。
常值系统性误差：查明其大小和方向后，通过调整消除。
不同性质误差的解决途径
变值系统性误差：查明其大小和方向随时间变化的规律后，采用自动连续补偿或自动周期补偿的方法消除。
随机性误差：可采用统计分析法，缩小它们的变动范围。
二、加工误差的统计分析法
★
加工误差的统计分析法指以生产现场观察、检测所得的结果为基础，运用数理统计的方法进行归纳、分析和判断，找出产生误差的原因，从而采取相应的措施。
S = iT
车螺纹的传动误差示意图 S-工件导程，T-丝杠导程，i-齿轮传动比

机械制造工艺学第4章：机械加工精度

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
YX
FY K 主轴箱
2
2
则刀具在X处相对于工件法向总位移为
Y机床 YX Y刀架
1 1 FY K刀架 K 主轴箱
1 l X l K 尾座
2 X l
故得机床的刚度
K 机床
FY Y机床
1 1 K刀架 1 K 主轴箱 1 X l X K 尾座 l l
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。
FY=λ CpapF0.75
毛坯上的最大误差为坯 a p1 a p 2 ，工件上的最大误差为工 Y1 Y2 工件在一次走刀后的加工误差为
工 Y1 Y2 FY max FY min K 系统 K 系统 C p a p1 f C p f
则，
0.75 0.75
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

机械加工精度

二、加工精度 1.加工精度：零件加工后，其实际尺寸、几何形状、相互位置与理想零件的符合程度。 2.加工误差：零件加工后，其实际尺寸、几何形状、相互位置与理想零件的不符合程度。在生产中，一般都是通过控制加工误差来保证加工精度。 3.加工精度的指标零件的加工精度，一般由以下三个指标来衡量：（1）尺寸精度：零件的直径、长度和表面间距等尺寸的实际值与理想值的符合程度；（2）几何形状精度：零件的直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度的实际值与理想值的符合程度；（3）.相互位置精度：零件平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动的实际值与理想值的符合程度。
从式（3—6）及ε的定义域可以得出：只要毛坯有误差（Δm≠0），工件加工后必定有误差（Δg≠0）。由于工件误差与毛坯误差是相对应的，因此可以把工件误差看成是毛坯误差的“复映”。同时，由于ε<1，所以工件误差值必定小于毛坯误差值。以上就是毛坯误差的复映规律。要减少工件的复映误差，可以增加工艺系统的刚度，减小径向切削分力。此外，增加走刀次数也可以大大减少工件的复映误差。设ε1、ε2、ε3……分别为第一、第二、第三次……走刀时的误差复映系数，则 Δg1=ε1Δm Δg2=ε2Δg1=ε1ε2Δm Δ g3=ε 3Δ g2=ε 1ε 2ε 3Δ m
kxt=Fy/yxt
（3—1）
2.工艺系统受力变形对加工精度的影响设刀具变形量为零，即yd=0。（1）机床的变形如图3—5（1）所示，在车床的两顶尖间车一根光轴。设切削过程中切削力保持不变，机床各部件所发生的变形如图3— 5（2）所示。图中： yct ——车头部件的变形量，ywz ——尾座部件的变形量， ydj ——刀架部件的变形量； Rct、Rwz————车头、尾座所受到的支反力。刀具在任意点x处时，有受力及力矩平衡式： Rct+Rwz=Fy Rct（L－x）=Rwz×x

机械加工误差及精度分析

机械加工误差及精度分析
一、机械加工误差及精度概述
机械加工误差（Machining Errors）是指机械加工过程中因技术原因及设备精度不足，导致和设计尺寸不一致的误差。

总的来说，机械加工误差是由设备精度、材料性能、技术和调试误差、材料分布误差以及机械加工过程中的加工参数调整等多种因素共同作用的结果而产生的。

机械加工精度（Machining Precision）是指机械加工过程中在指定条件和容许误差下，处理结果和设计尺寸一致程度的度量。

通常情况下，加工精度得以保证，不仅依赖于设备精度，而且也与机械加工过程中进行的技术和调试等因素有关。

二、机械加工误差的分类
1、定位误差
定位误差是指机床分度的精度和准确性，也称为定位精度。

其实，定位误差是加工过程中由于设备精度及变形等因素造成的误差，一般可分为位置定位误差、尺寸定位误差和形位定位误差三类。

1）位置定位误差：是指表面位置和装配位定位的精度，也叫做装配精度。

位置定位误差在实际加工过程中通常由于机床的原因和表面的变形而产生。

2）尺寸定位误差：是指加工尺寸和预定恰当尺寸之间的精度。