3-2典型表面常见的加工误差分析 2
加工误差的综合分析
x
x
i 1
n
i
n
9.632
②计算均方根差
n 2
2 1 1 xx y exp 2 2
[ ( xi x ) ] / n 0.007
i 1
③绘制分布图 根据表中数据，把频数值点在尺寸区间（间隔） 中值上，并把每点顺次用直线连起来，绘成折线图。
AT
y
x
3
T
3
x
AT
y
x
3
T
3
x
3
T
3
x
●非正态分布曲线
在实际生产中，工件尺寸的分布有时并不接近于正
态分布。例：将两次调整下加工的工件混在一起，由于
每次调整的调整误差（一次调整的调整误差属于常值系
统性误差）不同，就会得到双峰曲线，如图(a)所示； 当刀具磨损的影响 显著时，变值系统性 误差占突出地位，使 分布曲线出现平顶， 如图(a)所示）。
工艺能力不足，可能出不合格品
Cp<
Cp
四级
工艺能力很差，必须加以改进
T 0.04 0.95 6 6 0.007
属于三级工序能力，工艺能力不足。
⑥确定合格品率和 不合格品率
y 16 14 12 10 8 6 4 2 9.610 9.611 AT=9.630
x 9.632
从图中可以看 出，本批工件的 最小尺寸：
废品率=1-0.9948=0.0052=0.52%
由于这些不合格品都是尺寸过大的不合格品， 所以是可修复的废品。
●分布图分析法的应用
（1）判断加工误差的性质 如果实际分布曲线与正态分布曲线基本相符，说明加工中没 有变值系统性误差，再根据算术平均值是否与公差带重合，就可 以判断是否有常值系统性误差。如果实际分布曲线不符合正态分 布，可根据实际分布图形判断是什么类型的变值系统性误差。 （2）判断工序能力能否满足加工精度要求 所谓工序能力，就是工序处于稳定状态时，加工误差正常波 动的幅度。 C p T （3）估计工件的合格率与废品率 分布曲线与横坐标所包含的面积，代表一批工件的总数。 如果尺寸分散范围大于工件的公差范围，将有废品产生。其中 在公差带内的面积，代表合格品率；以外的面积，代表废品率， 它包括可修复的废品率和不可修复的废品率。
加工误差的统计分析
•平均值：正态分布的分布曲线是对称的，对称 轴是均值μ。 •改变μ值，分布曲线将沿横坐标移动而不改变其 形状，这说明μ是表征分布曲线位置的参数。
1.正态分布
• 可以看出，分布曲线的最大值与σ成反比。
• 当σ减小时，分布曲线向上伸展。由于分布曲 线所围成的面积总是保持等于1，因此σ愈小， 分布曲线两侧愈向中间收紧，分散范围越小。
• σ是表征分布曲线形状的参数，亦即它刻划了 随机变量X取值的分散程度。
1.正态分布
（3）标准正态分布 • 总体平均值μ=0，总体标准差σ=1的正态分布
称为标准正态分布。任何不同的μ和σ的正态分 布都可以通过坐标变换 •
z xu
• 为标准的正态分布，故可以利用标准正态分布 的函数值，求得各种正态分布的函数值。
26
16 | | | | | | | | | | | | | | | |
16
16 | | | | | | | | | | | | | | | |
16
10 | | | | | | | | | |
10
1|
1
频率密度/1μ m (%)
0.6 1.4 1.6 2.6 5.2 3.2 3.2 2.0 0.2
d 2
。（j
1,2,3,...,k）
xmin ( j 1)d。（j 1,2,3,..., k）
（一）实验分布图
③记录各组数据，整理成频数分布表(表4-5)
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
组界/μ m
13.5～18.5 18.5～23.5 23.5～28.5 28.5～33.5 33.5～38.5 38.5～43.5 43.5～48.5 48.5～53.5 53.5～58.5
普通机床加工误差分析
普通机床加工误差分析摘要：在机械加工过程中，往往有很多因素影响工件的最终加工质量，分析出存在误差的主要原因，掌握其变化的基本规律，从而采取相应的措施减少各种不利因素对加工精度的影响，来提高加工精度。
关键词：误差加工精度Pick to: in machining process, often there are many factors of the final machining quality, analysis of being the main cause of error, and master the basic laws of the change, and adopt corresponding measures to reduce adverse factors on the machining accuracy of influence to the improvement of the machining accuracy.Keywords: error processing precision1加工精度与加工误差机械加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。
零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。
（1）加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。
加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。
加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。
（2）加工精度包括三个方面内容：尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。
形状精度指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。
位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。
任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确，从零件的功能看，只要加工误差在零件图要求的公差范围内，就认为保证了加工精度。
机械加工工艺技术的误差及改善对策
机械加工工艺技术的误差及改善对策在机械加工工艺中，误差是一个不可避免的问题。
无论是人为因素还是机械设备的精度，都可能导致加工件的尺寸或形状出现偏差。
如何降低误差、提高加工精度，是每个机械加工工艺技术人员都面临的挑战。
本文将探讨机械加工工艺技术中的误差及改善对策，希望能给广大机械加工工艺技术人员一些参考。
一、误差的类型1.尺寸误差尺寸误差是指加工件的实际尺寸与设计尺寸之间的偏差。
尺寸误差通常是由刀具磨损、刀具偏差、材料变形等因素引起的。
若尺寸误差不能控制在一定范围内，将直接影响加工件的装配和使用。
2.形状误差形状误差是指加工件的实际形状与设计形状之间的偏差。
形状误差通常是由夹具变形、工件振动、加工参数设定不合理等因素引起的。
形状误差会使得加工件无法满足设计要求，严重影响产品质量。
3.表面质量误差表面质量误差是指加工件表面粗糙度、毛刺、磨痕等问题。
表面质量误差通常是由切削参数选择不合理、切削润滑不良等因素引起的。
表面质量误差会影响产品的外观和功能，降低产品的使用寿命。
二、改善对策1.精确的工艺规程制定精确的工艺规程是减少误差的第一步。
工艺规程包括刀具选择、切削参数、夹具设计、工艺路线等内容。
只有在工艺规程明确、准确的情况下，才能有效降低误差的产生。
2.精准的加工设备精准的加工设备是减少误差的关键。
先进的数控机床、高精度的刀具、灵活可靠的夹具，能够提高加工的精度，减少误差的产生。
3.优化的加工参数合理的加工参数能够降低误差的产生。
比如选择合适的切削速度、进给量和切削深度，可以有效控制加工件的表面质量误差；合理的切削参数选择，可以减少刀具的磨损和偏差，降低尺寸误差的产生。
4.严格的质量控制严格的质量控制是减少误差的保障。
通过检测、测量、校正等手段，及时发现并纠正加工误差，确保产品的质量达标。
5.人员的技术培训技术人员的技术培训是减少误差的基础。
只有技术人员具备足够的加工技术知识、操作技能，才能正确使用加工设备，合理制定工艺规程，有效控制误差的产生。
机械加工工艺的技术误差问题及对策分析
机械加工工艺的技术误差问题及对策分析机械加工工艺是指通过特定的工艺方法，对工件进行加工、修整和改变尺寸、形状、位置和性能的一种制造过程。
在机械加工过程中，由于各种因素的影响，往往会产生一定的技术误差。
这些技术误差不仅影响产品的质量，还可能导致工艺流程的无效和浪费。
分析机械加工工艺的技术误差问题，并提出相应的对策，对于提高产品加工精度和工艺稳定性具有重要意义。
一、机械加工工艺的技术误差问题机械加工工艺的技术误差主要包括以下几个方面：1. 尺寸误差：在机械加工中，尺寸误差是最常见的问题之一。
尺寸误差包括绝对误差和相对误差。
绝对误差是指零件尺寸与设计尺寸之间的差值，而相对误差则是指零件尺寸与其它相关尺寸之间的差值。
尺寸误差的产生与机床精度、刀具磨损、材料性质等因素有关。
2. 形状误差：机械加工中的形状误差主要指零件的形状与设计要求不符。
形状误差的主要原因是加工过程中的变形和变量等因素引起的。
在铣削加工中，切削力的变化会导致零件变形，从而使得加工出的零件形状与设计要求不一致。
3. 位置误差：机械加工中的位置误差主要指零件加工位置与设计位置之间的偏差。
位置误差的产生与机床的定位精度、夹具的刚性以及加工过程中的振动和变形等因素有关。
位置误差会导致零件之间的位置关系发生变化，进而影响到装配的质量和精度。
4. 表面质量误差：机械加工中的表面质量误差主要指零件表面的光洁度、粗糙度、平整度等指标与设计要求之间的差异。
表面质量误差的产生与刀具的磨损、切削参数的选择以及加工液的使用等因素有关。
1. 优化机床和刀具：应根据加工要求选择合适的机床和刀具，尽可能提高其精度和刚性。
还应定期对机床和刀具进行维护和保养，及时更换磨损严重的刀具，以减小机床和刀具对加工质量的影响。
2. 控制加工参数：加工参数的选择对于控制技术误差具有重要作用。
通过合理调整加工参数，可以有效地减小尺寸误差和形状误差。
在铣削加工中，可以控制切削力的大小和方向，以减小零件变形和形状误差。
形位公差标注识读
第2章形位公差2.1形位公差标注识读任务3 识读齿轮形位公差标注由于存在加工误差，使零件的几何量不仅存在尺寸误差，而且存在形状和位置误差。
零件的形状误差和位置误差的存在，将对机器的精度、结合强度、密封性、工作平稳性、使用寿命等产生不良影响。
因此，为了提高机械产品质量和保证零件的互换性，不仅对零件的尺寸误差，而且对零件的形状和位置误差加以控制，将形位误差控制在一个经济、合理的范围内。
这一允许形状和位置误差变动的范围，称为形状和位置(形位)公差。
形位公差是零件图技术要求中的主要内容之一。
图2-1为形位公差标注实例。
图2-1形位公差标注实例识读图样中的形位公差标注时，应该获得以下信息：公差项目名称、被测要素、基准要素、公差值大小、公差意义及公差要求。
2.1.1形位公差基本概念形位公差的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面，这些点、线、面统称为零件的几何要素。
1.零件的几何要素构成零件几何特征的点、线、面均称几何要素。
零件的几何要素可从不同角度来分类:（1）按结构特征分轮廓要素——构成零件外形、能被人们直接感觉到(看得见、摸得着)的点、线、面。
中心要素——对称中心所表示的要素。
（2）按存在状态分实际要素——零件上实际存在的要素，测量时由测得要素代替。
由于存在测量误差，测得要素并非该实际要素的真实状况。
理想要素——具有几何学意义的要素。
机械图样所表示的要素均为理想要素，它不存在任何误差，是绝对正确的几何要素。
理想要素是评定实际要素误差的依据。
（3）按所处地位分被测要素——图样中有形位公差要求的要素，是检测对象。
基准要素——用来确定被测要素方向或(和) 位置的要素，理想基准要素简称基准。
（4）按功能要求分单一要素——仅对其本身给出形状公差要求，或仅涉及其形状公差要求时的要素。
它是独立的，与基准要素无关。
关联要素——对被测要素给出位置公差要求的要素，它相对基准要素有位置关系，即与基准相关。
2．形位误差与形位公差形状误差一般是对单一要素而言的，是被测要素本身的形状对其理想形状的变动量。
浅谈机械加工误差的分析
浅谈机械加工误差的分析机械加工误差是指实际加工零件的尺寸、形状、位置、表面质量等与设计要求或测量结果之间的偏差。
在机械加工中, 误差是不可避免的, 因此对机械加工误差进行分析是非常重要的。
本文将详细分析机械加工误差的产生原因、种类以及对策措施，希望能够对读者有所帮助。
一、机械加工误差的产生原因1. 加工设备问题加工设备是机械加工的基础，设备的精度、稳定性和可靠性直接影响着加工零件的质量。
设备的老化、磨损和维护不当是导致机械加工误差的重要原因之一。
2. 工艺因素在机械加工中，工艺参数的选择直接关系到零件的加工质量。
切削速度、进给量、切削深度等技术参数的合理选择能够有效减小误差的产生。
3. 材料因素不同材料的物理性质不同，机械加工对材料的硬度、韧性、拉伸性等性能要求也不同，如果材料的性能不符合要求，会导致机械加工误差的产生。
4. 操作人员技术水平操作人员的技术水平直接影响着加工零件的质量，操作人员对设备的熟练程度、对工艺参数的把握能力、对材料性能的了解程度等都是直接影响误差产生的因素。
1. 尺寸误差尺寸误差是指零件的实际尺寸与设计要求的尺寸之间的偏差，通常包括线性尺寸误差和非线性尺寸误差。
2. 形状误差形状误差是指零件的实际形状与设计要求的形状之间的偏差，通常包括平面度、圆度、圆柱度、并行度、垂直度等。
1. 加强设备维护定期对加工设备进行维护保养、及时更换老化磨损的零部件，以保证设备的精度、稳定性和可靠性。
3. 严格控制材料质量在零件加工过程中，选用合格的优质材料，并对材料进行必要的热处理，以确保材料的性能符合加工要求。
5. 使用适当的检测手段在机械加工过程中，使用适当的检测手段对零件进行检验，及时发现误差并采取措施进行调整和修正。
除了上述措施之外，还可以通过优化加工工艺、提高加工精度和改进加工工艺等方法来减小机械加工误差。
机械加工误差是在机械加工过程中难以避免的问题，了解误差产生的原因和种类，采取相应的对策措施是保证零件加工质量的关键。
机械制造工艺中的加工误差分析与优化
机械制造工艺中的加工误差分析与优化近年来，随着制造业的快速发展，机械制造工艺中的加工误差问题变得越来越重要。
加工误差不仅会影响产品的质量，还会导致产品的性能下降甚至无法使用。
因此，对于机械制造工艺中的加工误差进行深入分析和优化是至关重要的。
一、加工误差的来源在机械制造过程中，加工误差主要来源于材料、设备和操作等方面。
首先，材料的不均匀性和内在应力会导致加工过程中的变形和误差。
其次，设备的精度和稳定性也会直接影响加工的准确性。
最后，操作人员的技术水平和操作规范也是造成加工误差的重要因素。
二、加工误差的类型加工误差可以表现为几何误差、尺寸误差和形位误差等多种类型。
几何误差是指在加工过程中由于切削力和热力等因素引起的材料形状和尺寸的偏差。
尺寸误差是指实际尺寸与设计尺寸之间的差异。
形位误差是指工件表面形态的误差，如平面度、圆度、垂直度等。
三、加工误差的影响加工误差对产品的影响主要体现在以下几个方面。
首先，加工误差会导致产品尺寸偏差，影响产品的装配性能和使用寿命。
其次，加工误差还会影响产品的运动精度和运行稳定性，降低产品的工作效率。
最后，加工误差还可能导致产品的严重故障和事故，对人身安全和财产造成巨大损失。
四、加工误差的分析方法针对机械制造工艺中的加工误差，可以采用多种方法进行分析和测试。
首先，可以利用三坐标测量机等设备对工件进行测量，得到具体的误差数据。
其次，可以利用数学统计学的方法对误差数据进行处理和分析，得到误差的分布规律和特点。
最后，可以利用有限元分析等计算机辅助工具对加工过程进行模拟和分析，找出加工误差的源头和优化方向。
五、加工误差的优化方法为了减少机械制造工艺中的加工误差，可以从材料、设备和操作等方面入手进行优化。
首先，可以选择具有较好材料均匀性的原材料，减少材料的内在应力。
其次，可以对设备进行精度检测和调整，确保设备的准确性和稳定性。
最后，可以对操作人员进行培训和规范，提高其技术水平和操作意识。
3-2典型表面常见的加工误差分析-2培训课件
2、马鞍形圆柱度误差：
1）基本形式两端大中间小
2）形成原因有以下三个方面
A加工细长轴时，当主偏角κr在0~90°时，背向力Fp向外，使细长轴向外产生弯曲变形，以至产生向外“让刀”现象。如果κr在90~180°范围，则背向力Fp向内，使细长轴向刀具一侧弯曲变形，以至产生“扎刀”现象。在工件的全长上切削时，背吃刀量由小到大，再由大到小，以至使工件产生；
任务实施：
一、机械加工误差：
加工精度和加工误差是从不同角度来评定零件加工后的几何参数准确程度，加工精度的高与低是用加工误差的大小来判定的。加工误差越小，加工精度就越高；反之越低。
加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。在实际加工过程中是无法消除加工误差的，也没有必要把每个零件加工得绝对精确。在满足零件使用性能的前提下，可以允许零件有一定的加工误差，这种误差的大小是由设计人员根据零件的使用要求给出一个合理的范围，即公差，一般用经济精度来衡量。经济精度是指在正常的条件下能实现的精度。
B加工粗短轴时，在车床采用两顶尖支承短而粗的工件进行车削时，因为工件刚度大，受力变形很小，可略去不计，机床的精度对工件加工精度的影响变得突出。工艺系统的变形主要是主轴箱、尾座和刀架的编写。在背向力Fp的作用下，主轴箱、尾座和刀具都发生位移，实验证明，在粗短轴全长上加工时，当刀具靠近尾座时，尾座的位移量较大；当刀具靠近主轴箱时，主轴箱的位移量较大；当刀具位于工件中间时，尾座和主轴箱的水平位移量最小，最终形成马鞍形误差；
3-2原始误差对加工精度影响
3. 机床几何精度的影响及控制
机床导轨导向误差
机床主轴回转误差
机床传动链的传动误差
1) 机床导轨导向误差 (1)直线导轨导向精度
作用的是砂轮架和工作台导轨在垂直平面内的直线度
误差及两导轨之间在垂直方向的平行度误差 (1：1地反
映为被加工平面的平面度误差)。
•
车床前后导轨之间扭曲对加工精度的影响：刀架运动时会产生摆
动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。
y AC R sin( ) R0 R cos sin R sin cos R0 H / B
主轴轴向窜动对端面加工精度的影响
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，如下图所示。
（一）工艺系统原始误差对尺寸精度的影响及其控制
影响零件获得尺寸精度的主要因素包括：尺寸测量精度、微 量进给精度、微薄切削层的极限厚度、定位和调整精度、以
及刀具的制造精度等。
1.尺寸测量精度
尺寸测量精度 即试切法加工时对工件试切尺寸的测量精度。
保证尺寸测量精度的主要措施包括： 1) 合理选择测量工具 测量工具的精度应与被测尺寸的精度要 求协调，可以参考表3-1选用。
加工误差分析
1.2 加工误差的产生原因及分析方法概论1.2.1 加工误差的性质（1）系统误差在顺序加工的一批零件中，如果加工误差的大小和方向都保持不变，或者按一定规律变化，则成为系统误差。
系统误差又分为常值系统误差和变值系统误差两类。
加工原理误差、机床（或刀具、夹具与量具）的制造误差、工艺系统静力变形等引起的加工误差均与加工时间无关，其大小和方向在一次调整中也基本不变，因此都属于常值系统误差。
机床、刀具和夹具等在热平衡前的热变形误差以及刀具的磨损等，随加工的过程（或加工时间）而有规律地变化，由此产生的加工误差属于变值系统误差。
（2）随机误差在顺序加工的一批零件中，如果加工误差的大小和方向呈不规律的变化，则成为随机误差。
随机误差是由许多相互独立因素随机作用的结果。
如毛坯的余量大小不一致或硬度不均匀时将引起切削力的变化，在变化的切削力作用下，由于工艺系统的受力变形而导致的加工误差就带有随机性，属于随机误差。
此外，定位误差、夹紧误差、多次调整误差、残余应力引起的工件变形误差都属于随机误差。
1.2.2 加工误差产生的原因机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数的符合程度。
符合程度越高，精度越高。
生产中，加工精度的高低常用加工误差的大小来表示。
加工精度越高，则加工误差越小；反之越大。
在机械加工中，由机床、夹具、工件和刀具组成一个工艺系统，此工艺系统在一定条件下由工人来操作或自动地循环运行来加工工件。
因此，有多方面的因素对此系统产生影响，因此加工误差，归纳起来有以下几方面的原因：（1）加工原理误差是由于采用了近似的加工原理（如近似的刀具或近似的加工运动）而造成的误差。
（2）安装误差是指工件定位、夹紧时所产生的误差。
（3）工艺系统的几何误差是指机床、刀具和夹具本身在制造时所产生的误差，以及使用中产生的磨损和调整误差。
（4）工艺系统的受力变形机床、夹具、工件和刀具在受切削力、传动力、离心力、夹紧力、惯性力和内应力等作用力下回产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相对位置关系，导致了加工误差的产生。
详解机械加工容易出现的九大误差!
机床的制造误差机床的制造误差主要包括主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
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，它将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差产生的主要原因有主轴的同轴度误差、轴承本身的误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。
导轨本身的制造误差、导轨的不均匀磨损和安装质量是造成导轨误差的重要因素。
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。
它是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起的。
2刀具的几何误差任何刀具在切削过程中都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。
刀具几何误差对机械加工误差的影响随刀具种类的不同而不同：采用定尺寸刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对机械加工误差无直接影响。
3夹具的几何误差夹具的作用是使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的几何误差对机械加工误差(特别是位置误差)有很大影响。
4定位误差定位误差主要包括基准不重合误差和定位副制造不准确误差。
在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准(在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准)不重合，就会产生基准不重合误差。
工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。
定位副制造不准确误差只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。
5工艺系统受力变形产生的误差工件刚度：工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对机械加工误差的影响就比较大。
刀具刚度：外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。
机械制造工艺基础教学大纲(高级108、90课时)
常州冶金技师学院教育标准高级《机械制造工艺基础》教学实施大纲CYJ 01. 20（2）—2009 1. 主题内容与适用范围本课程是机械设计制造类专业的专业基础课程课程的主要内容有：机械加工设备，常用毛坯及制造工艺，热处理，典型表面的加工方法，机械加工质量与控制，机械加工工艺规程的编制，典型零件的加工工艺分析，装配工艺和精密加工等。
本大纲适用于2007、2008、2009年入学的初中毕业生（学制五年），培养机械类高级技工的机械制造工艺基础教学，本大纲与中国劳动社会保障出版社《机械制造工艺学》（ISBN978-7-5045-5676-9)2006年七月第一版教材配套。
2．引用标准下列标准所包含的条文，通过在本大纲中引用而构成本大纲的条文。
执行本大纲的条文应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
劳动培训司技工学校机械制造工艺学教学大纲 20063.《机械制造工艺基础》课程性质本课程是一门传授机械制造工艺基础相关知识的专业课。
课程介绍了传统机械制造工艺的基础知识，主要教学内容：毛坯制造工艺、零件切削加工工艺、机械加工工艺规程的制定和装配等四部分。
4.《机械制造工艺基础》课程的任务和要求本课程的主要任务是：培养学生掌握机械制造的基础知识和基本方法，具备综合处理机械制造工艺过程中质量、生产率和经济性关系的能力；能够编制机械加工工艺规程；具备分析和解决机械制造过程中技术问题的能力。
本课程的主要教学目标和要求：了解机械加工设备的主要结构、性能和加工范围，并能根据要求合理选用；熟悉常用毛胚和热处理方法，掌握各种表面的加工方法；熟悉典型零件的加工工艺分析方法，掌握机械加工工艺规程的编制方法；熟悉加工精度和加工误差，掌握机械加工质量的分析方法；熟悉装配工艺，掌握保证装备精度的方法；了解精密、超精密加工的基本知识。
5.教学中应注意的问题⑴在组织本课程的教学过程中。
应按任务驱动教学模式进行，围绕具体的任务组织教学，力求在每次教学中完成规定的教学任务。
浅谈机械加工误差的分析
浅谈机械加工误差的分析机械加工误差是指在加工过程中由于设备、材料、环境等各方面因素引起的偏差。
这些误差可能会导致工件尺寸大小、形状、位置等方面的变化，进而影响到零件和装置的性能和使用寿命。
因此，对于机械加工误差进行精细的分析，可以帮助加工工程师发现问题，调整加工工艺，提高加工精度，确保成品质量。
一、误差分析方法1. 质量记录法在机械加工过程中，通过对工件尺寸的测量和记录，可以得到不同的数据，从而分析加工误差。
记录的数据应该包括标准值、实际值和误差值，通过对这些数据的比较和对比，可以找到误差来源。
2. 视察分析法通过对工件外观、形状、表面光洁度等方面的观察，可以检测出加工误差。
同时，视察分析法还可以通过检测加工设备的实际运行情况，确定是否存在机械设备本身的问题。
利用精密测量工具对工件进行实际测量，根据测量结果得出实际误差值，从而推测出加工误差的来源。
测量分析法需要综合考虑测量误差和仪器精度等各种因素。
二、误差来源1. 加工设备的误差加工设备在制造和运行中，存在自身的制造误差和使用寿命等问题。
比如，在机床的设计和制造过程中，如果工作台面的平面度不够精度，或者导轨柿子不能完全垂直，就会导致加工误差的出现。
2. 刀具的误差切削刀具是机械加工过程中重要的零部件，其精度影响到加工质量。
由于刀具的加工和使用原因，刀具的尺寸、形状等方面会产生误差。
此外，刀具材料、刀具质量等也会影响加工误差。
4. 加工工艺方面机械加工过程中所采用的加工工艺方面包括加工模式、进给速度、加工温度、刀具轨迹等等，都会影响加工误差。
正确调整加工工艺，可以克服这些问题，提高加工精度。
三、误差控制对于机械加工误差的控制，可以采取以下措施：1. 优化设备和刀具的精度，保证其质量稳定。
2. 采用合适的加工材料，保证其材质稳定，减小加工误差。
3. 调整加工工艺，控制加工过程的温度、速度等参数，保证加工精度。
4. 采用自动化加工、数控加工等高精度加工方法，提高加工精度和效率。
加工误差产生的原因及分析
加工误差产生的原因及分析加工误差是指在大量生产和制造中，因加工和制造过程的种种条件、实际执行和操作中出现的一些随机因素，导致制品与设计图纸有一定的误差。
加工误差是目前制造业中最常见且难以避免的问题之一。
加工误差的产生是由多种复杂因素促成的，下面将从材料、机器、人力和环境四个方面进行分析。
一、材料方面1.材料自身质量的不稳定性。
产品制造过程中材料的性能，如硬度、韧性、密度等，可能会因为原材料的来源、生产批次、温度、湿度等因素而存在差异。
这些差异会造成加工过程中出现一些随机偏差，并导致零件误差。
2.材料在加工过程中可能发生变形，造成加工误差。
部分材料在机械加工过程中的切削和冲压过程中，由于材料自身的内应力、偏差等原因会出现变形，从而导致制品误差的产生。
二、机器方面1.机器工具的精度和硬度。
机器加工过程中，零件的精度与机器加工工具的精度密切相关。
如果机器加工工具的精度与所需零件精度不符，则会造成加工偏差。
此外，设备的刚度和精度同样会影响加工精度，因此必须测试、调整和升级设备。
2.设备维护问题。
设备的维护也是影响加工精度的恒量。
如果不定期对设备进行完善的维护和维修，就会影响其加工精度和稳定性。
三、人力方面1.操作过程中的操作员技术不足。
合格的操作员对于确保机器工具的顺畅运行、舒适和安全而进行的最佳协调必不可少。
如果操作员技术不够精湛，就会造成设备异常、切削定义错误等，反过来造成加工偏差。
2.操作流程的制定不规范。
制定流程与进行操作时的杂乱冲突可能会产生前所未有的风险；严格制定操作流程，确保零件加工的准确性，是优良的操作性能的标志，而没有规范的操作流程会增加加工误差。
四、环境方面1.加工工具的环境和工作温度。
温度和空气湿度等环境因素也会影响产品的制造和加工过程，如过高或过低的温度、太潮湿的气气氛可能会导致零件温度变形、膨胀，从而产生加工误差。
2.生产车间的净化和照明问题。
对于对于加工行业而言，相对干净的车间必定提高了零件的制造的精度；而光照问题则会对操作员的工作效率造成一定的影响。
机械零件表面加工质量的误差识别
机械零件表面加工质量的误差识别近年来，随着工业制造技术的不断发展，人们对于机械零件的表面加工质量要求也越来越高。
然而，由于加工工艺和设备的限制，机械零件表面加工中不可避免地会出现一些误差。
这些误差可能对零件的功能和使用寿命产生重大影响，因此，识别加工误差并提出相应的解决方案成为了一个重要课题。
在进行机械零件表面加工质量误差识别时，我们首先需要明确误差的来源。
通常，机械零件表面加工误差可以分为几个方面：加工工艺误差、设备误差和材料误差。
加工工艺误差主要来自于加工过程中的操作不当、工具磨损和切削力等因素，设备误差包括了机床的加工精度、切削液供应和冷却等方面的问题，而材料误差主要来自于原材料的性质和表面处理的不当。
针对这些误差来源，我们可以采取一些方法来进行误差识别。
首先，通过对机械零件的加工过程进行全面分析，可以确定加工误差的可能来源。
例如，对于加工工艺误差，我们可以通过检查工具的磨损情况、切削力的变化和工艺参数的调整来确定是否存在误差。
对于设备误差，可以通过对机床的精度检测和切削液的成分分析来判断是否存在误差。
对于材料误差，可以通过对原材料的物理性质和表面处理工艺的检查来确定是否存在误差。
其次，对于已经确定的误差，我们可以采取不同的方法进行识别和解决。
例如，对于加工工艺误差，我们可以通过改变加工方法、调整工艺参数和优化刀具材料等方式来减小误差。
对于设备误差，可以通过提高机床的加工精度、改进切削液供应系统和冷却系统等方式来减小误差。
对于材料误差，可以通过优化原材料的选择和改进表面处理工艺来减小误差。
此外，为了更好地进行机械零件表面加工质量误差的识别，我们还可以借助先进的检测设备和技术。
例如，可以利用光谱仪、扫描电子显微镜等设备对机械零件的表面进行详细的检测和分析，以获得更加准确的误差信息。
同时，还可以利用图像识别和人工智能技术对零件表面的图像进行处理和分析，以快速、准确地识别误差。
总之，机械零件表面加工质量的误差识别是一个复杂而重要的课题。
加工误差分析讲解
加工误差分析讲解加工误差分析是工程设计过程中的重要环节，通过此环节可以评估和分析加工过程中可能出现的误差，并采取相应的措施进行校正和改善。
加工误差是指在加工过程中所引入的偏差，是由于加工设备、工艺方法、人为因素以及材料的性质和状态等多个因素共同引起的。
下面将从加工误差的定义、分类、分析方法和改善措施等方面对加工误差进行详细讲解。
加工误差的定义：加工误差是指在加工过程中所引入的与设计要求不符合的偏差。
它包括形状误差、尺寸误差、位置误差和表面质量误差等。
形状误差是指加工出的零件与设计要求的形状之间的差异；尺寸误差是指加工出的零件的实际尺寸与设计要求的标准尺寸之间的差异；位置误差是指加工出的零件上各个特征之间的相对位置与设计要求的位置之间的差异；表面质量误差是指加工出的零件表面的光洁度、粗糙度等与设计要求的表面质量之间的差异。
加工误差的分类：加工误差可以分为系统误差和随机误差两类。
系统误差是指由于加工设备、工艺方法等因素引入的固定误差，它的大小和方向在一定范围内基本固定。
随机误差是指由于加工过程中材料性质、人为因素等不确定因素引入的误差，它的出现是随机的，无法事先确定和控制。
加工误差的分析方法：加工误差的分析方法主要有统计学方法、数学模型和实验测量等。
统计学方法是通过对加工过程中各类误差的统计分析，得到误差的分布规律和重要特征参数。
数学模型是通过建立数学方程来描述加工误差与加工参数之间的关系，借助数学模型可以推导出导致加工误差产生的关键因素。
实验测量是通过实验手段，对加工过程中的各类参数进行测量和分析，以获得加工误差的具体数值和分布情况。
改善加工误差的措施：为了改善加工误差，可以采取以下措施：1.优化设计：通过合理的设计，减小零件之间的配合误差，提高零件的一致性和互换性。
2.选择合适的工艺方法：根据零件的形状、尺寸和材料特性等因素，选择合适的机械加工、热加工或化学加工等工艺方法，以减小误差产生的可能性。
加工误差分析
4)自激振动能否产生以及振幅的大小，决定 于每一振动周期内系统所获得能量与所消耗 的能量的对比惰况。
加工误差分析
(3) 机械加工中自激振动振动机理 1) 再生自激振动原理
对于切断及横向进给磨削时＝1；车螺纹时 =0，一般情况下 0 1。如果 0，即说明有重叠部分存在，则 工件上一转中如果留有振纹，就会引起下一转切削 厚度的周期变化，这样必然引起切削力的周期变化， 从而有可能引起工艺系统振动。这个振动又引起工 件表面产生振纹，使得切削厚度发生变化，导致切 削力作周期性地变化。这种由切削厚度的变化而使 切削力变化的效应称再生效应，由此产生的自激振 动称再生自激振动 。
于表面产生疲劳裂纹所致。而疲劳裂纹与应 力集中有关。零件表面的粗糙度、划痕和裂 纹等缺陷容易引起应力集中，产生裂纹，造 成疲劳破坏。
加工误差分析
加工误差分析
2）表面层的残余应力、冷作硬化对疲劳 强度影响
零件表面层为残余压应力，能够部分的抵 消工作载荷施加的拉应力，从而提高零件的疲 劳强度；而残余拉应力使疲劳裂纹扩展，加速 疲劳破坏，从而降低零件的疲劳强度。
加工误差分析
4) 工艺系统的高频振动 当工艺系统产生高频振动时，使刀尖相对 于工件之间的正确加工位置发生变化，产 生微幅振动，从而使粗糙度值加大。
加工误差分析
（2） 磨削加工影响表面粗糙度的因素 1) 砂轮的粒度 2) 砂轮的硬度 3) 砂轮的修整 4) 磨削速度 5) 磨削径向进给量与光磨次数 6) 工件圆周进结速度与轴向进给量 7) 冷却润滑液
加工误差分析
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二、外圆表面常见的加工误差与控制：
1、腰鼓形圆柱度误差：
1）基本形式两端小中间大
2）形成原因主要发生在细长轴加工中，加工细长轴时，机床的刚度相对大，变形可忽略不计，而工件的刚度小，变形主要发生在工件。在外力的综合作用下，工件的加工误差主要是由于加工过程中工件弯曲造成的。造成工件弯曲的主要因素有三个方面，一方面是背向力Fp将工件顶弯，另一方面是轴向切削力压迫工件，造成压杆不稳定弯曲，第三方面是由切削热引起工件的热伸长，当尾座使用刚性顶尖时便会约束工件的伸长，使工件干涉弯曲。在三方面因素的共同作用下，工件因弹性变形而出现弯曲“让刀”现象，在工件的全长上切削时，背吃刀量由大到小，再由小到大，最终使工件产生腰鼓形圆柱度误差。
B主轴的纯角度摆动造成椭圆状圆度误差主轴的纯角度摆动误差对工件的形状精度影响很大，镗孔时，孔将呈椭圆形。
3）改进措施
A提高主轴回转运动精度除了提供机床的制造精度外，在日常使用过程中，需要经常维护机床精度，及时调整主轴间隙，保持机床处于良好的工作状态；
B设法使回转精度不依赖于机床主轴。如在镗床上加工箱体类零件的孔时，可采用镗模夹具加工，刀杆与主轴为浮动联接，这些措施使得刀杆的回转精度与机床主轴回转精度无关，工件的加工精度仅由刀杆和导套的配合质量决定，保证工件的加工精度。
3、获得形状精度的方法？
4、影响加工精度的因素，原始误差的分类？
三、讲授新课
任务导入：
由于机械加工过程中工件受到外力、内力、工艺装备、环境因素以及人为因素等影响，不可避免出现加工误差。加工误差最终反映在零件的已加工表面上，如果这种加工误差超出了零件的技术要求，就会出现废品。零件加工过程中一旦出现质量问题，必须分析原因，提出改进措施。中国做为制造中心，如果出现质量问题，很多情况下都会是批量质量事故。研发系统普遍采用项目管理制，项目费的高低与项目质量问题、进度等息息相关。汽车召回(RECALL)，就是投放市场的汽车，发现由于设计或制造方面的原因存在缺陷，不符合有关的法规、标准，有可能导致安全及环保问题，厂家必须及时向国家有关部门报告该产品存在问题、造成问题的原因、改善措施等，提出召回申请，经批准后对在用车辆进行改造，以消除事故隐患。目前实行汽车召回制度的国家有美国、日本、加拿大、英国、澳大利亚等。如一汽-大众汽车有限公司、大众进口汽车销售有限公司从2009年10月7日起，召回部分装备6速DSG双离合自动变速箱的09款国产迈腾、进口奥迪TT、进口大众EOS、CC、R36、R36 Variant及GTI轿车，涉及车辆数量总计2760辆。本次召回涉及部分装备DSG变速箱的车辆，由于油液温度传感器可能向控制单元发送错误的温度信号，有可能导致控制单元启动变速箱保护模式，暂时中断动力输出。故障发生时，仪表板上的档位指示灯会闪烁，同时刹车踏板指示灯亮起。一汽-大众、大众进口将对召回范围内的车辆进行免费维修，更新变速箱控制单元程序。吉利控股集团浙江豪情汽车制造有限公司自2009年9月20日起，召回2008年12月25日至2009年2月14日期间生产的部分远景JL7180型汽车，涉及车辆总计2175辆。本次召回范围内的车辆，由于动力转向器进出油管总成中回油管连接处扣铆工艺原因，造成部分回油管扣铆深度过大，导致软管损坏而产生漏油，进而导致转向助力不足，方向操作困难，影响驾驶安全。吉利汽车将为用户免费更换动力转向器进出油管总成。本任务主要针对典型表面常见的加工误差进行分析，研究如何减小加工误差，提高零件的加工质量。
3）改进措施
A划分加工阶段，使零件的变形发生在粗加工、半精加工阶段，以便在精加工阶段得以修正；
B在加工工艺过程中安排退火、时效等热处理工艺，消除内应力，减小工件的完全变形；
C改进刀具几何形状，适当增大主偏角，采用硬质材料刀具，减小径向切削分力，控制零件的弯曲变形。
6、同轴度误差：
1）基本形式被测两轴颈的轴线不在同一直线上
C主轴纯角度摆动是指主轴实际回转轴线与平均回转轴线成一定的倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动。
3）改进措施
A定期检修机床，保证机床导轨与主轴回转轴线在水平面内的平行度符合要求；
B在使用车床前，应检查尾座中心线与主轴回转轴线是否在同一直线上；
C调整主轴轴承间隙，消除主轴纯角度摆动。
4、毛坯误差复映：复映：重复地反映出来
教师
班级及
授课日期
授课
时数
5
基本
课题
模块三
任务二典型表面常见的加工误差分析
教学目的
掌握外力引起的加工误差
掌握内应力引起的加工误差
掌握误差复映规律的定义
掌握加工误差的分析方法
教具及
挂图
重点及
难点
掌握加工误差的分析方法
教学方法
讲授
教学
环节
教学内容
一、组织教学
二、复习提问
1、机械加工精度的定义及内容？
2、获得尺寸精度的方法？
C机床精度低也是造成同轴度误差的原因之一。
3）改进措施
A加工两端轴颈均采用两中心孔作为统一的定位基准，并在精加工之前修正中心孔，提高定位基准的定位精度，可以有效提高两轴颈的同轴度。
B保证机床精度能够满足零件的加工精度要求。
三、内圆表面常见的加工误差与控制
1、圆度误差：
1）基本形式在横截面上孔的形状变成椭圆或产生其他形式的圆度误差
D采用反向进给变轴向压力为轴向拉力进给方向由卡盘指向位置，轴向力对工件的作用是拉伸而不是压缩，同时，尾座应用弹性回转顶尖，既可消除轴向切削力把工件从切削点到尾座顶尖间的压弯问题，又可消除热伸长而引起的弯曲变形。
2、马鞍形圆柱度误差：
1）基本形式两端大中间小
2）形成原因有以下三个方面
A加工细长轴时，当主偏角κr在0~90°时，背向力Fp向外，使细长轴向外产生弯曲变形，以至产生向外“让刀”现象。如果κr在90~180°范围，则背向力Fp向内，使细长轴向刀具一侧弯曲变形，以至产生“扎刀”现象。在工件的全长上切削时，背吃刀量由小到大，再由大到小，以至使工件产生；
任务实施：
一、机械加工误差：
加工精度和加工误差是从不同角度来评定零件加工后的几何参数准确程度，加工精度的高与低是用加工误差的大小来判定的。加工误差越小，加工精度就越高；反之越低。
加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。在实际加工过程中是无法消除加工误差的，也没有必要把每个零件加工得绝对精确。在满足零件使用性能的前提下，可以允许零件有一定的加工误差，这种误差的大小是由设计人员根据零件的使用要求给出一个合理的范围，即公差，一般用经济精度来衡量。经济精度是指在正常的条件下能实现的精度。
3）改进措施
A对采用滚动轴承支承的主轴，需对滚动轴承进行预紧，可以消除主轴的轴向间隙，并产生微量过盈，提高轴承的接触刚度，从而提高主轴的回转精度。
B对采用滑动轴承支承的主轴，则需调整主轴端的调整螺母，消除轴向间隙。
端面与回转表面轴线的垂直度误差不只发生在内圆表面加工，同样也会发生在外圆表面加工，处理方法相同。
在切削过程中，由于毛坯本身的几何形状误差或材料的硬度不均匀，引起切削力的不断变化，促使工艺系统产生相应的变形，这种变形最终改变了刀尖与工件间原来已调整好的相对位置，造成在工件表面保留了与毛坯表面相似的形状误差，这种现象称为毛坯误差复映。（在加工过程中，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的变化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因而使工件产生的变形。）
C对于机床误差形成的马鞍形误差，应加强机床导轨的保护与保养，以减少导轨磨损，延长导轨的使用寿命。定期检修，保证机床的精度。
3、锥形圆柱度误差：
1）基本形式一头大一头小
2）形成原因有以下三个方面
A车床导轨与主轴回转轴线在水平面内存在平行度误差，加工出来的轴就会产生锥度误差；
B车床尾座中心线与主轴回转轴线不在同一直线上。如果车床尾座中心线向远离刀具一侧偏移，则加工出来的轴就产生左小右大的锥形误差；反之，若车床尾座中心线向靠近刀具一侧偏移，则加工出来的轴的左大右小；
5、直线度误差：
1）基本形式轴的回转中心线不成一直线，弯曲变形
2）形成原因
A工件在加工过程中，需要切除掉大量金属，因而会产生较大的切削力和切削热，同时也需要较大的夹紧力，在这些力和热的共同作用下，引起零件产生弯曲变形；
B经过粗加工、半精加工后，零件的外形与毛坯的外形发生了很大的变化，零件的内应力重新分布，导致零件发生弯曲变形。
C机床误差引起如果车床的导轨与主轴回转轴线在垂直面内的平行度存在误差，加工出来轴的外表面就会形成双曲面回转体，也就是通常所说的马鞍形误差。
3）改进措施
A对于细长轴加工时形成的马鞍形误差，可采用与腰鼓形加工误差改进措施相同的方法；
B对于粗短轴加工时形成的马鞍形误差，可通过改进刀具几何参数、减小切削深度Байду номын сангаас减小径向切削力，以及增强机床刚度等方面采取措施；
B加工粗短轴时，在车床采用两顶尖支承短而粗的工件进行车削时，因为工件刚度大，受力变形很小，可略去不计，机床的精度对工件加工精度的影响变得突出。工艺系统的变形主要是主轴箱、尾座和刀架的编写。在背向力Fp的作用下，主轴箱、尾座和刀具都发生位移，实验证明，在粗短轴全长上加工时，当刀具靠近尾座时，尾座的位移量较大；当刀具靠近主轴箱时，主轴箱的位移量较大；当刀具位于工件中间时，尾座和主轴箱的水平位移量最小，最终形成马鞍形误差；
C采用纵磨法加工。
3、垂直度误差：
1）基本形式端面与内孔的轴线不垂直
2）形成原因机床主轴的纯轴向窜动。机床主轴的纯轴向窜动对内、外圆加工没有影响，但所加工的端面却与内外圆不垂直。主轴每转一周，就要沿轴向窜动一次，向前窜动的半周中形成右螺旋面，而向后窜动的半周中形成左螺旋面，最后切出如同端面凸轮一样的形状，并在端面中心附近出现一个凸台。在加工端面时，由于主轴每转一周就要沿轴向窜动一次，会使车出的端面与内孔轴线不垂直。