5机械加工精度.ppt
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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。
机械加工质量培训课件PPT(共 104张)
例: ①滚刀用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆 （近似的刀具轮廓）； ②模数铣刀铣齿（近似的刀具轮廓）； ③用公制丝杆车蜗杆或英制螺纹。 （近似的加工运动）
2.1 机械加工精度
i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34
例1. 在公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为 ：
z1 z2
z3 z4
P(P机 （1 床 蜗丝 杆杆 螺螺 距距 ）） ，若P=6mm，
Z 1 1,1 Z 2 0 7,Z 0 3 8,Z 0 4 1,2 求加0 工后蜗杆螺距
误差是多少？
i
P1=2
P=6
解： i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34 P ห้องสมุดไป่ตู้iP Z Z2 1Z Z3 4P1 71 0 2 800 066.2857
1）主轴回转误差。 纯径向跳动误差 轴向窜动误差 纯角度摆动误差
①主轴纯径向跳动误差对加精度的影响。 产生的主要原因：主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的
圆度误差等。 a. 切削力F的作用方向不变（见图2-5 车外圆的情形)
2
R
1
3
R3
R1 △R
o o′
理论位置
实际位置
R
4
车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。
@加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。
2.1 机械加工精度
2.1.1 概述 1、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、几何形状和表面间相互位置)的实际值和理 论值相符合的程度。
2、加工误差：实际参数与理论参数的差值
2.1 机械加工精度
2.1.2 影响加工精度的因素及其分析 在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相互位置的
2.1 机械加工精度
i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34
例1. 在公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为 ：
z1 z2
z3 z4
P(P机 （1 床 蜗丝 杆杆 螺螺 距距 ）） ，若P=6mm，
Z 1 1,1 Z 2 0 7,Z 0 3 8,Z 0 4 1,2 求加0 工后蜗杆螺距
误差是多少？
i
P1=2
P=6
解： i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34 P ห้องสมุดไป่ตู้iP Z Z2 1Z Z3 4P1 71 0 2 800 066.2857
1）主轴回转误差。 纯径向跳动误差 轴向窜动误差 纯角度摆动误差
①主轴纯径向跳动误差对加精度的影响。 产生的主要原因：主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的
圆度误差等。 a. 切削力F的作用方向不变（见图2-5 车外圆的情形)
2
R
1
3
R3
R1 △R
o o′
理论位置
实际位置
R
4
车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。
@加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。
2.1 机械加工精度
2.1.1 概述 1、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、几何形状和表面间相互位置)的实际值和理 论值相符合的程度。
2、加工误差：实际参数与理论参数的差值
2.1 机械加工精度
2.1.2 影响加工精度的因素及其分析 在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相互位置的
机械加工表面质量PPT51页课件
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
3. 表面纹理对耐磨性的影响
表面纹理的形状及刀纹方向对耐磨性的影响，纹理形状及刀纹方向影响有效接触面积与润滑液的存留。
4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响
金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而影响零件的耐磨性。
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
2.表面层冷作硬化与残余应力对耐疲劳性的影响 适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度； 残余应力有拉应力和压应力之分， 残余拉应力：易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度。 残余压应力：能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
*
衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项： 1）表面层的显微硬度H； 2）硬化层深度h； 3）硬化程度N N=(H-H0)/H0×100％ 式中 H0——工件原表面层的显微硬度。
粗糙度越大，耐腐蚀性越差
压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性
总结:
*
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
刀尖圆弧半径rε 主偏角kr、副偏角kr′ 进给量f
5.3 影响加工表面粗糙度的因素
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
图5-1 磨损过程的基本规律
*
3. 表面纹理对耐磨性的影响
表面纹理的形状及刀纹方向对耐磨性的影响，纹理形状及刀纹方向影响有效接触面积与润滑液的存留。
4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响
金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而影响零件的耐磨性。
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
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2.表面层冷作硬化与残余应力对耐疲劳性的影响 适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度； 残余应力有拉应力和压应力之分， 残余拉应力：易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度。 残余压应力：能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
*
衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项： 1）表面层的显微硬度H； 2）硬化层深度h； 3）硬化程度N N=(H-H0)/H0×100％ 式中 H0——工件原表面层的显微硬度。
粗糙度越大，耐腐蚀性越差
压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性
总结:
*
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
刀尖圆弧半径rε 主偏角kr、副偏角kr′ 进给量f
5.3 影响加工表面粗糙度的因素
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
图5-1 磨损过程的基本规律
机械制造工艺-机械加工精度
（1）机床的热变形
a）床身、主轴变形
b）床身、工作台、主轴变
形
机床热变形对加工精度的影响
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
工艺系统热变形的改善措施 1）在机床大件的结构设计上采取对称结构或采用主动控制方式均衡关键件的温度。 2）在结构连接设计上，其布局应使关键部件的热变形方向对加工精度影响较小。 3）对发热量较大的部件，应采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法。 4）在工艺措施方面，可让机床空运转一段时间之后，当其达到或接近热平衡时再 调整机床，对零件进行加工。 5）将精密机床安装在恒温室中使用。
工艺系统受力变形的改善措施
（1）减小接触面间的表面粗糙度，增大接触面积，适当 预紧，减小接触变形，提高接触刚度。
（2）合理地布置肋板，提高局部刚度。 （3）减少受力变形，提高工件刚度。 （4）合理装夹工件，减少夹紧变形。
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
3．工艺系统热变形产生的误差及改善措施
（2）导轨误差 导轨是机床的重要基准，它的各项误差将直接影响被加工
零件的精度。
机床导轨误差对 工件精度的影响
车床导轨的几何误差对加工精度的影响
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
2．工艺系统受力变形引起的误差及改善措施
a）腰鼓形的圆柱度误差
b）带锥度的圆柱度误差
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
—机械加工精度—
感具、工件和刀具所组成的一个完整的系统 称之为工艺系统。
1．工艺系统的几何误差及改善措施
（1）主轴误差 机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准，它的误差也将
直接影响工件的加工质量。 ➢主轴的径向圆跳动 ➢主轴的轴向窜动 ➢主轴摆动
a）床身、主轴变形
b）床身、工作台、主轴变
形
机床热变形对加工精度的影响
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
工艺系统热变形的改善措施 1）在机床大件的结构设计上采取对称结构或采用主动控制方式均衡关键件的温度。 2）在结构连接设计上，其布局应使关键部件的热变形方向对加工精度影响较小。 3）对发热量较大的部件，应采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法。 4）在工艺措施方面，可让机床空运转一段时间之后，当其达到或接近热平衡时再 调整机床，对零件进行加工。 5）将精密机床安装在恒温室中使用。
工艺系统受力变形的改善措施
（1）减小接触面间的表面粗糙度，增大接触面积，适当 预紧，减小接触变形，提高接触刚度。
（2）合理地布置肋板，提高局部刚度。 （3）减少受力变形，提高工件刚度。 （4）合理装夹工件，减少夹紧变形。
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
3．工艺系统热变形产生的误差及改善措施
（2）导轨误差 导轨是机床的重要基准，它的各项误差将直接影响被加工
零件的精度。
机床导轨误差对 工件精度的影响
车床导轨的几何误差对加工精度的影响
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
2．工艺系统受力变形引起的误差及改善措施
a）腰鼓形的圆柱度误差
b）带锥度的圆柱度误差
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
—机械加工精度—
感具、工件和刀具所组成的一个完整的系统 称之为工艺系统。
1．工艺系统的几何误差及改善措施
（1）主轴误差 机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准，它的误差也将
直接影响工件的加工质量。 ➢主轴的径向圆跳动 ➢主轴的轴向窜动 ➢主轴摆动
机械制造工艺学第5章机械加工精度
用。
§5.2 机械加工精度的获得方法
5.2.1 尺寸精度的获得方法
在加工中，获得尺寸精度的方法主要有下述四种：
1. 试切法——是指操作工人在每一工步或走刀前进行 对刀，然后试切出很少一部分加工表面，测量其尺寸 是否满足要求，若不满足，则再适当调整，再试切，
再测量，直到被加工尺寸达到精度要求为止，再切削
值得注意的是，不同方向的原始误差对加工误差的
影响程度是不同。当原始误差与工序尺寸方向一致时， 原始误差对加工精度影响最大。
这是分析加工精度问题时的一个重要概念。
在三角形0AA′中，有如下关系：
ΔY2＝R2－R02＝(R0＋ΔR)2－R02＝2R0ΔR＋ΔR2
刀尖在Y方向上的位移引起Leabharlann 径的加工误差为：P =πm
因π为无理数，而车床交换齿轮齿数是有限的，不可
能得到精确值，必然导致工件导程误差。这是因近似
速比的成形运动所引起的加工原理误差。
注意：采用近似加工原理，一定会产生加工误差，
但是它确保了加工的可能性，并在保证一定加工精度
的前提下，可简化加工过程，简化机床、刀具的结构， 提高生产率、降低制造成本；
(1) 机械加工精度的获得方法；
(2) 工艺系统原始误差对机械加工精度的影响及控制；
(3) 加工过程中工艺系统原始误差对机械加工精度的影
响及控制； (4) 加工总误差分析与估算； (5) 保证和提高机械加工精度的主要途径。
2．机械加工精度的研究方法 1) 单因素分析法——通过分析计算或实验测试等方法， 研究某一确定因素对加工精度的影响，主要分析单项 原始误差对加工精度影响的变化规律。一般不考虑其 它因素的同时作用。
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
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
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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。
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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
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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）
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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
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
机械加工精度
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
20%
30%
40%
笔记
作业
测验
期末
第一章 机械加工精度与表面质量
第一节 机械加工精度 1.了解机械加工精度的含义及内容 2.掌握获得机械加工精度的方法 3.掌握加工误差的来源 4.能对典型表面的加工误差作出分析
第一章 机械加工精度与表面质量
第一节 机械加工精度
机械零件的加工质量一般用加工精度和表面质量两个指标来 评定。
5. 机械加工表面质量及其控制 6. 机械装配工艺过程设计
本课程特点和学习方法
➢ 课程特点
✓ 课程内容随科学技术和经济的发展不断更新和充实
✓ 综合性很强，内容与多门先修课程有密切联系 实践性很强，内容与生产实际联系密切
✓ 工程性很强，许多方法和内容需从工程应用角度理解和掌握 ➢ 学习方法
✓ 注意掌握基本概念，如工件定位、加工精度、表面质量等
适用范围：
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
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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
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△R=△y
由此可见：床身导轨在水平面内如果有直线度误差，使工件 在纵向截面和横向截面内分别产生形状误差和尺寸误差。
当导轨向后凸出时，工件上产生鞍形加工误差； 当导轨向前凸出时，工件上产生鼓形加工误差。
水平面
ΔY
导轨水平面内直线度
ΔR
D
o
ΔY
图4－9 导轨在水平面内直线度误差
（2）导轨在垂直面内直线度误差的影响
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，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。
成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。 采用近似的成形运动和刀具刃形，不但可以简化机床或刀具的结 构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。
原始误差的种类
•工艺系统的几何误差 •工艺系统受力变形引起的误差 •工艺系统热变形引起的误差 •工件的残余应力引起的误差 •伺服进给系统位移误差等
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
工艺系统静误差 工艺系统几何误差
机床几何误差 刀具几何误差 夹具几何误差
原理误差
调整误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差
床身导轨在垂直面内有直线度误差（图4-10），会引起 刀尖产生切向位移△Z，造成工件在半径方向产生的误差为：
△R≈△Z2/d
设：△Z=△Y=0.01mm ，R=50mm ， 则由于法向原始误差而产生的加工误差 △R= △Y =0.01mm, 由于切向原始误差产生的加工误差
△ R ≈△Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不计。由于△Z2数值很小，因此该误差对 工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。
实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零 件完全一致，而总会有一定的偏差，即加工误差。只要 这些误差在规定的范围内，即能满足机器使用性能的要 求。
二、获得加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法
试切法
定尺寸刀具法 调整法 自动控制法
图1-1 试切法
图1-2 调整法
图1-4 轨迹法车锥体
图1-3 定尺寸刀具法
从图4-11可知，车床前后导轨扭曲的最终结果 反映在工件上，于是产生了加工误差△y。从几何 关系中可得出：
△y≈H△/B 一般车床H≈2B/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。
图4－11 车床导轨扭曲对工件形状精度影响
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。
机械加工精度
第一节 机械加工精度概 述
优质、高产、低消耗是企业发展的必由之路。 优质就是高的产品质量。 高产就是生产效率高。 低消耗就是成本低。 产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质 量密切相关，而零件的加工质量是保证产品质量的 基础。它包括零件的加工精度和表面质量两方面。 零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和相 互位置精度。
四、机床几何误差 机床几何误差的来源 机床几何误差的组成
机床制造 磨损 安装
①主轴回转误差 ②导轨误差 ③传动链误差
机床的几何误差组成
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
ΔZ
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
ΔZ
垂直平面
图4－10 导轨在垂直面内直线度误差
结论：
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
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（图7-11）。
内直线度误差
1－刨刀 2－工件 3－工作台 4－床身导轨
（3）前后导轨平行度误差的影响
床身前后导轨有平行度误差（扭曲） 时，会使车床溜板在沿床身移动时发生 偏斜，从而使刀尖相对工件产生偏移， 使工件产生形状误差（成法滚齿
2. 获得形状精度的方法
刀尖轨迹法 成形刀具法 展成法
3. 获得位置精度的方法
直接找正 划线找正 夹具定位
图1-7 一次安装法 图1-8 多次安装法
三、产生加工误差的原因及消减方法
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统的 误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各种 误差称之为原始误差。
一、加工精度与加工误差
1.加工精度
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、
形状及各表面相互位置等参数）与理想几何参数的符合程 度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。
理想几何参数
表面——绝对平面、圆柱面等； 位置——绝对平行、垂直、同
轴等；
尺寸——位于公差带中心。
2.加工误差
加工误差是指零件加工后的实际几何参数对 理想几何参数的偏离程度，所以，加工误差的大 小反映了加工精度的高低。
•一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具
• 试切法 •调整法
测量误差
定位误差 工艺系统力变形
•外力作用点变化 •外力方向变化 •外力大小变化
工艺系统动误差
工艺系统热变形 工艺系统内应力变形
•机床热变形 •工件热变形 •刀具热变形
四， 工艺系统的几何误差
1、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成 形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
1、机床导轨误差
机床导轨是机床中确定某些主要部件相对位置的 基准，也是某些主要部件的运动基准。
机床导轨误差的基本形式
•水平面内的直线度 •垂直面内的直线度 •前后导轨的平行度
（扭曲）
现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件 的加工精度的。
（1）导轨在水平面内直线度误差的影响
当导轨在水平面内的直线度误差为△y时,引起工件在 半径方向的误差为（图4－9）：
主轴回转误差的基本形式
• 轴向窜动 • 纯径向跳动 • 纯角度摆动
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
由此可见：床身导轨在水平面内如果有直线度误差，使工件 在纵向截面和横向截面内分别产生形状误差和尺寸误差。
当导轨向后凸出时，工件上产生鞍形加工误差； 当导轨向前凸出时，工件上产生鼓形加工误差。
水平面
ΔY
导轨水平面内直线度
ΔR
D
o
ΔY
图4－9 导轨在水平面内直线度误差
（2）导轨在垂直面内直线度误差的影响
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，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。
成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。 采用近似的成形运动和刀具刃形，不但可以简化机床或刀具的结 构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。
原始误差的种类
•工艺系统的几何误差 •工艺系统受力变形引起的误差 •工艺系统热变形引起的误差 •工件的残余应力引起的误差 •伺服进给系统位移误差等
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
工艺系统静误差 工艺系统几何误差
机床几何误差 刀具几何误差 夹具几何误差
原理误差
调整误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差
床身导轨在垂直面内有直线度误差（图4-10），会引起 刀尖产生切向位移△Z，造成工件在半径方向产生的误差为：
△R≈△Z2/d
设：△Z=△Y=0.01mm ，R=50mm ， 则由于法向原始误差而产生的加工误差 △R= △Y =0.01mm, 由于切向原始误差产生的加工误差
△ R ≈△Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不计。由于△Z2数值很小，因此该误差对 工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。
实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零 件完全一致，而总会有一定的偏差，即加工误差。只要 这些误差在规定的范围内，即能满足机器使用性能的要 求。
二、获得加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法
试切法
定尺寸刀具法 调整法 自动控制法
图1-1 试切法
图1-2 调整法
图1-4 轨迹法车锥体
图1-3 定尺寸刀具法
从图4-11可知，车床前后导轨扭曲的最终结果 反映在工件上，于是产生了加工误差△y。从几何 关系中可得出：
△y≈H△/B 一般车床H≈2B/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。
图4－11 车床导轨扭曲对工件形状精度影响
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。
机械加工精度
第一节 机械加工精度概 述
优质、高产、低消耗是企业发展的必由之路。 优质就是高的产品质量。 高产就是生产效率高。 低消耗就是成本低。 产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质 量密切相关，而零件的加工质量是保证产品质量的 基础。它包括零件的加工精度和表面质量两方面。 零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和相 互位置精度。
四、机床几何误差 机床几何误差的来源 机床几何误差的组成
机床制造 磨损 安装
①主轴回转误差 ②导轨误差 ③传动链误差
机床的几何误差组成
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
ΔZ
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
ΔZ
垂直平面
图4－10 导轨在垂直面内直线度误差
结论：
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
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（图7-11）。
内直线度误差
1－刨刀 2－工件 3－工作台 4－床身导轨
（3）前后导轨平行度误差的影响
床身前后导轨有平行度误差（扭曲） 时，会使车床溜板在沿床身移动时发生 偏斜，从而使刀尖相对工件产生偏移， 使工件产生形状误差（成法滚齿
2. 获得形状精度的方法
刀尖轨迹法 成形刀具法 展成法
3. 获得位置精度的方法
直接找正 划线找正 夹具定位
图1-7 一次安装法 图1-8 多次安装法
三、产生加工误差的原因及消减方法
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统的 误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各种 误差称之为原始误差。
一、加工精度与加工误差
1.加工精度
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、
形状及各表面相互位置等参数）与理想几何参数的符合程 度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。
理想几何参数
表面——绝对平面、圆柱面等； 位置——绝对平行、垂直、同
轴等；
尺寸——位于公差带中心。
2.加工误差
加工误差是指零件加工后的实际几何参数对 理想几何参数的偏离程度，所以，加工误差的大 小反映了加工精度的高低。
•一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具
• 试切法 •调整法
测量误差
定位误差 工艺系统力变形
•外力作用点变化 •外力方向变化 •外力大小变化
工艺系统动误差
工艺系统热变形 工艺系统内应力变形
•机床热变形 •工件热变形 •刀具热变形
四， 工艺系统的几何误差
1、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成 形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
1、机床导轨误差
机床导轨是机床中确定某些主要部件相对位置的 基准，也是某些主要部件的运动基准。
机床导轨误差的基本形式
•水平面内的直线度 •垂直面内的直线度 •前后导轨的平行度
（扭曲）
现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件 的加工精度的。
（1）导轨在水平面内直线度误差的影响
当导轨在水平面内的直线度误差为△y时,引起工件在 半径方向的误差为（图4－9）：
主轴回转误差的基本形式
• 轴向窜动 • 纯径向跳动 • 纯角度摆动
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