机械加工精度参考幻灯片
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5机械加工精度.ppt
△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。
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。
32-机械加工精度PPT模板
三、刀具误差
刀具误差主要是指刀具的制造误差。 刀具的制造误差对加工精度的影响，根据刀具 种类的不同而不同。 （1）采用定尺寸刀具加工时，刀具的尺寸精度 直接影响工件的尺寸精度。 （2）采用成形刀具加工时，刀具的形状精度直 接影响工件的形状精度。 （3）采用展成刀具加工时，刀刃的形状精度会 影响工件的形状精度。 （4）采用一般刀具加工时，其制造精度对加工 精度无直接影响，但其磨损对加工精度和表面粗糙度 有直接影响。
四、夹具误差
夹具误差主要包括以下两方面内容： （1）定位元件、刀具导向件、分度机构和夹具 体等夹具元件的制造误差。 （2）夹具元件的装配误差。 夹具误差直接影响工件加工表面的位置精度或 尺寸精度。
五、工件安装误差
工件安装误差是指工件在夹具中的加工误差，包 括定位误差、夹紧误差和夹具装配与安装误差，这部 分内容在第7.4节中已经介绍过。
这三者之间是有联系的：一般当尺寸精度要求较高 时，相应的形状精度和位置精度要求也较高；但当形状 精度或（和）位置精度要求较高时，相应的尺寸精度要 求却不一定高。这与工件的使用性能要求有关。
二、加工精度的获得方法
1．尺寸精度的获得方法
（1）试切法
试切法是指先在工件上试切出很小部分的加工表 面并测量，按照加工要求适当调整刀具相对工件加工 表面的位置，然后再试切、测量、调整，当达到所要 求的尺寸精度后，再切削整个待加工表面的方法。
采用近似的成形运动或刀刃轮廓，虽然会带来原 理误差，但往往可以简化工艺过程、机床结构和刀具 形状等，有利于提高生产效率，降低生产成本，因此， 在满足加工精度要求的前提下，原理误差的存在是允 许的。
二、机床误差
机床误差主要包括机床本身各部件的制造误 差和安装所引起的误差。本节着重分析对加工精 度影响较大的机床主轴回转误差、机床导轨导向 误差和机床传动链传动误差。
《机械加工精度》PPT课件
1）滑动轴承误差对主轴回转精度的影响 主轴采用滑动轴承时，轴承误差主要来源于 主轴轴颈和轴承孔的圆度误差和波度。
图 主轴采用滑动轴承的径向跳动 a）工件回转类机床 b）刀具回转类机床
2）滚动轴承误差对主轴回转精度的影响
主轴采用滚动轴承时，滚动轴承的内圈、外圈和 滚动体本身的几何精度将影响主轴回转精度。 3）轴承配合质量对主轴回转精度的影响
4）工艺系统初调好以后，—般要试切几个工件，并 以其平均尺寸作为判断调整是否准确的依据。
四、工艺系统的动误差 （一）工艺系统受力变形对加工精度的影响 1. 工艺系统的刚度
图 工艺系统受力变形引起的加工误差
工艺系统刚度可定义为：在加工误差敏感方向上工艺 系统所受外力与变形量之比。
根据载荷的性质不同，工艺系统刚度可分为静刚 度和动刚度两种。 刚度的倒数称为柔度C（mm／N）：
1、机械加工精度
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。
2、加工误差 是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形 状和位置)与理想几何参数的偏离程度。加工精 度越高，则加工误差越小，反之越大。
3、机械加工精度包含的内容
机械加工精度
尺寸精度
形状精度
位置精度
（2）主轴回转误差对加工精度的影响 主轴回转误差对加工精度的影响，取决于不同截面内主轴瞬时 回转轴线相对于刀尖位置的变化情况。 1）主轴径向圆跳动对加工精度的影响 工件产生圆度误差
图
主轴纯径向圆跳动对镗孔精度的影响
z R sin y h R cos A R cos
第五章
本章内容 §5-1 概 述
机械加工精度
§5-2 影响加工精度的因素 §5-3 加工误差的综合分析
机械加工精度 应用 ppt
在机械加工中，零件的尺寸、几何形状 和表面间相对位置的形成，归结到一点， 就是取决于工件和刀具在切削运动过程中 相互位置的关系，而工件和刀具，又安装 在夹具和机床上，并受到夹具和机床的约 束。 在机械加工时，机床、夹具、刀具和工 件就构成了一个完整的系统，称之为工艺 系统。 常见机械加工设备和工艺系统
机械加工精度
第二章
一 概述 二 三
机械加工精度
获得零件加工精度的方法 加工误差的综合分析
二 影响加工精度的因素及其分析 四 提高加工精度的工艺措施
一、概述
• 机械加工精度与加工误差： – 机械加工精度是指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）与理想几何参数的符合程度。符合 程度越高，加工精度就越高。 – 加工误差是指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） 对理想几何参数的偏离程度。
尺寸、形状和位置精度
零件的加工精度包含:尺寸精度、形状 精度和位置精度。
三者之间是有联系：
•形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差 一般也应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 •形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精 度有时不一定要求高
基本概念
获得加工精度的方法 获得尺寸精度的方法
More to learn
影响加工精度的因素及其分析
近似的刀具轮廓带来的误差 • 例如用模数铣刀铣齿轮，由于：铣刀的 成形面不是纯粹的渐开线；模数相同而 齿数不同的渐开线齿轮齿形是不同的， 一把铣刀铣一组齿数的齿轮，故存在原 理误差
• 再如，用齿轮滚刀加工齿轮时，滚刀也 是采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓蜗 杆代替渐开线蜗杆
影响加工精度的因素及其分析
机械加工精度
第二章
一 概述 二 三
机械加工精度
获得零件加工精度的方法 加工误差的综合分析
二 影响加工精度的因素及其分析 四 提高加工精度的工艺措施
一、概述
• 机械加工精度与加工误差： – 机械加工精度是指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）与理想几何参数的符合程度。符合 程度越高，加工精度就越高。 – 加工误差是指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） 对理想几何参数的偏离程度。
尺寸、形状和位置精度
零件的加工精度包含:尺寸精度、形状 精度和位置精度。
三者之间是有联系：
•形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差 一般也应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 •形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精 度有时不一定要求高
基本概念
获得加工精度的方法 获得尺寸精度的方法
More to learn
影响加工精度的因素及其分析
近似的刀具轮廓带来的误差 • 例如用模数铣刀铣齿轮，由于：铣刀的 成形面不是纯粹的渐开线；模数相同而 齿数不同的渐开线齿轮齿形是不同的， 一把铣刀铣一组齿数的齿轮，故存在原 理误差
• 再如，用齿轮滚刀加工齿轮时，滚刀也 是采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓蜗 杆代替渐开线蜗杆
影响加工精度的因素及其分析
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传感器Ⅰ esin y 传感器Ⅱ ecos x 放大K倍
传感器Ⅲ S
→放大K0倍
K0≥K
示波器输入信号
S1 ke sin ke sin k0S
ke(1 k0S) sin
S2 ke(1 k0S) cos
向径为
S12 S22 ke(1 k0S)
当 S=0 时， ke
当 S≠0 时 R ke kk0es
径向跳动
轴向跳动
摆动
2、主轴回转精度的分析 机床 工件回转类 刀具回转类 轴承精度 影响因素 主轴精度 主轴孔精度
轴颈
主轴安装 轴承
孔
静压
滑动轴承
轴承
动压
滚动轴承
①主轴径向跳动分析
➢ 滑动轴承
轴颈圆度、轴瓦内孔圆度及其配合
工件回转类：传动力与切削力不变→轴瓦接触点不变 →轴颈影响↑轴瓦↓
刀具回转类：切削力回转扭矩→主轴颈接触点不变 →轴瓦内孔影响↑，轴颈↓
第五章 机械加工精度
学习目的与要求
（1）掌握机械加工精度的概念以及加工精度与加工误差的关 系
（2）熟悉工艺系统的原始误差种类及其对加工精度的影响， （3）掌握加工误差问题的综合分析与解决 （4）掌握加工误差的基本计算方法 （5）熟悉提高和保证加工精度的途径、常用方法
主要内容
第5章 机械加工精度 5.1 机械加工精度概述 5.2 工艺系统的制造精度和磨损对工件精度的影响 5.3 工艺系统的受力变形及其对工件精度的影响 5.4 工艺系统的热变形及其对工件精度的影响 5.5 保证和提高加工精度的途径 5.6 加工误差的统计分析法 5.7 点图分析法 5.8 质量管理图
切削力、传动力、重力、离心力、夹紧力 7、工艺系统的受热变形
切削热、环境、运动、电机
§5-2 工艺系统的制造精度和磨损 对加工精度的影响
机床误差(来源)
制造误差 磨损误差 安装误差
机床误差(种类)
回转运动(主轴)误差 直线运动(导轨)误差 传动误差 几何误差(位置)
一、机床主轴的回转精度及其对工件精度的影响
动态 ②双向测量法（捷克VUOSO）刀具回转
当没有回转误差时，间隙变化为
示波器上为
x e cos wt y e sin wt
Sx ke cos wt Sy ke sin wt
示波器上光点的向径
主轴有偏差δ时
x e cos wt cos(wt ) y esin wt sin(wt )
示波器上，
Sx ke cos wt k cos(wt ) Sy kesin wt k sin(wt )
向径为
k e2 2 2e (cos wt cos(wt ) sin wt sin(wt ))
坐标变换，使x与e重合
k e2 2 2e cos
是 e 与 的和， - e e
§5.1 机械加工精度概述
一、精度的概念
材料 机器质量→零件质量→ 精度
表面质量 加工精度 加工误差
理想零件
➢
加工精度：
实际加工 零件几何参数
符合程度 偏离程度
理想零件 几何要素
➢ 加工误差：
➢ 理想零件参数：尺寸、形状、位置
二、获得加工精度的方法
1、获得尺寸精度
试切法 调整法 尺寸刀具法 自动控制法
工件回转类 刀具回转类
主轴几何轴线 径向跳动产生 的加工误差
➢ 滚动轴承 工件回转类：内环外道↑外环内道↓ 刀具回转类：外环内道↑内环外道↓ 滚动轴承尺寸、形状：低频一半，变形一部分 间隙
此外， 轴颈：内环变形 箱体孔：外环变形 安装面：倾斜
②造成主轴轴向窜动的原因
轴向推力轴承定位→影响为轴承
轴承间隙 对主轴轴线位置的影响
车床导轨扭曲对工件形状的影响
②外圆磨床：与车床相同。但由于要求高，采用工作台 转角
③龙门刨床：就地刨
④镗：
水平：影响 固定镗
垂直：影响 浮动镗：不影响
3、导轨运动误差的来源 ➢ 新机床导轨的制造精度 ➢ 磨损——材料表面处理，润滑 ➢ 安装精度——地基， 找正
推力轴承 端面跳动的影响
A．滑动
座 0 颈 0
座 颈
窜 0 窜 0
窜 颈
接触点为误差 的变化，取决
于
B．滚动轴承
与上述类似，同时滚动体影响
座 颈 窜 座
主轴回转轴线的轴向跳动将产生加工端面的平面 度误差
主轴轴向跳动引起的加工误差
3、主轴回转精度的测量 ①表测法
回转轴 几何轴偏心 缺点 敏感方向
4、获得高圆度工件的方法 ①高精度主轴车床 ②补偿
③使主轴误差不反映到工件上
二、直线运动精度对工件精度的影响
1、机床导轨精度指标 ①运动在水平面内的直线度 ②运动在垂直平面内的直线度 ③前后导轨的平行度（扭曲）
2、机床导轨误差对加工精度的影响 ①普通车床 ➢ 水平面直线度：1：1 影响纵截面形状 ➢ 垂直面直线度：属误差不敏感方向，影响较小 ➢ 扭曲影响：可分解为水平、垂直
2、获得形状精度
非成形运动法：刮、研和对磨
点成形运动法：轨迹法
成形运动法
成形法
线成形运动法
展成法
试切法加工
调整法加工
定尺寸刀具 法加工
轨迹法加工 成形法加工
展成法加工
3、
找正法
获得位置精度 夹具
机床装夹面
三、影响加工精度的因素
1、原理误差：采用近似加工原理或近似刀具切削刃形 状
2、安装误差：定位误差、夹紧误差、夹具本身误差 3、调整误差：调整方法与调整时的测量误差等 4、测量误差：量具本身、方法、温度 5、工艺系统的制造精度和磨损 6、工艺系统的受力变形
即示波器银屏变化 r e cos 不能反映误 差，只有e=0 或 ＝0才能真正反映。
李沙育图，其半径差为主轴回转精度。
这种方法适合刀具回转型机床的主轴 回转精度测量，如镗，而不适合车床
测量镗床 主轴回转精度
钢球安装偏心 对测量的影响
③单向测量法（美国LRL法） ——测定车床主轴回转 精度的方法
1、主轴回转精度的概念 ①回转动态过程 ➢ 理想回转中心：在主轴的任一界面上有一点O其速度 始终为V＝0 ➢ 瞬时回转中心：实际存在的一个变动的回转中心 ➢ 瞬时回转轴线：各瞬时回转中心连线
瞬时回转中心相对于理想回转中心的位置变动量
S f (t, )
t—时间，θ—转角
②误差敏感方向：经过刀具刀刃的切削点又垂直于已加 工表面的方向。误差敏感方向上的误差对工件加工精度 影响很大，而垂直于该方向的误差则影响很小。 ③主轴回转精度：主轴回转轴线在回转时相对其平均轴 线的变动量在误差敏感方向的最大位移值。