机械加工工艺精度分析
机械加工精度的影响因素分析
机械加工精度的影响因素分析
一、概述
机械加工是现代工业中不可或缺的一环，其加工精度对产品质量和生产效率至关重要。
本文将对机械加工精度的影响因素进行详细分析。
二、加工机床的精度
加工机床是机械加工的关键设备，其精度是影响加工精度的首要因素。
加工机床的精度包括机床的基础平整度、导轨精度、直线度、角度等方面。
同时，加工机床的质量和结构也会影响加工精度。
三、切削刀具的精度
切削刀具是机械加工中使用较为广泛的切削工具，其使用寿命和切削效率直接影响加工精度。
切削刀具的精度包括直径误差、轴线偏差、齿面质量等。
四、工件材料和表面状态
工件材料和表面状态对机械加工精度也有重要影响。
不同材料的硬度、强度、切削性能等会直接影响加工难度和加工精度。
而表面状态也会导致加工后的精度差异，如表面粗糙度、表面硬度等。
五、加工工艺参数的选择
在机械加工过程中，加工工艺参数的选择也是影响加工精度的因素之一。
加工工艺参数包括切削速度、进给量、切削深度等。
不同的工艺参数会直接影响切削力和加工精度。
六、工作环境的影响
工作环境也会对机械加工精度产生影响，如温度、湿度等因素都会对加工精度造成一定的影响。
七、总结
综上所述，机械加工精度的影响因素是多方面的，包括加工机床的精度、切削刀具的精度、工件材料和表面状态、加工工艺参数的选择以及工作环境的影响等。
对于工业生产来说，保证机械加工精度是提高产品质量和生产效率的基础。
关于机械加工精度与加工误差的分析
关于机械加工精度与加工误差的分析笔者具体分析了加工精确度和加工误差等的基础内容。
以实践情况为例，具体的论述了误差产生的缘由，并且论述了降低误差现象发生几率的措施。
标签：加工精度；加工误差；减小误差引言在平时的工作中，我们不乏见到加工方面的内容，对精确性和误差等都不陌生。
不过真正深入了解的话，会发现其是一门非常深入的学科知识。
不管我们工作中如何努力，都无法将误差发生的几率降低为零，因此我们可以做的只能是通过合理的措施来切实的提升精确性，进而降低误差现象的发生几率。
1 加工精度与加工误差概述所谓的精确度，具体的说是零件在生产之后的具体的数值和设想数值之间符合程度。
不论是我们如何努力，都无法保证生产的零件和我们期待中的一模一样，都会存在各种各样的问题，我们将这种问题称为误差。
以工艺体系来看，它的组成部分有四个，分别是机床、刀具、工件以及夹具。
它们在工作的时候会生成很多不一样的误差，而此类误差在不一样的状态中会通过不一样的形式体现出来。
2 机械加工精度与加工误差的分析2.1 工艺系统集合误差2.1.1 机床的几何误差。
在工作中，刀具的的成形活动均是经由机床来实现的，所以，零件的加工精确性会对机床的精确性产生很大的干扰。
常见的机床生产方面的误差有如下的一些：主轴回转误差、导轨误差等。
如果机床磨损的话，就会导致它的精确性明显的变低。
（1）主轴回转误差。
主轴是机床非常关键的一个组成部分，它把力和运动传递给刀具等，一旦它出现了回转误差的话，就会导致零件的精确性受到很大的干扰。
所谓的回转误差，具体的说是主轴短时间的回转轴线比对于它的平均轴线来讲，出现的变动量。
常见的类型有三个，分别是径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动。
导致它形成的原因有很多，比如轴承自身的问题，主轴的挠度等等。
不过它们对回转精确性的影响并不是完全一样的，会因为加工状态而产生变化。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
机械加工中的表面粗糙度与加工精度分析
机械加工中的表面粗糙度与加工精度分析引言：在机械加工过程中，表面粗糙度和加工精度是两个关键参数。
表面粗糙度是指工件表面的不规则度，而加工精度则是衡量加工结果与设计要求的接近程度。
这两个参数直接影响着产品的质量、性能和寿命。
本文将分析机械加工中表面粗糙度与加工精度的关系，并探讨一些改善加工质量的方法。
一、表面粗糙度与加工精度的定义和测量方法1. 表面粗糙度的定义表面粗糙度是指工件表面的不平滑度或不规则度。
它是由加工过程中切削工具与工件表面摩擦及切削引起的微小凹凸所形成的。
表面粗糙度可以以数值形式表示，通常使用Ra（均方根粗糙度）或Rz（最大峰值粗糙度）进行表征。
越小的数值表示表面越光滑。
2. 加工精度的定义加工精度是指工件实际加工结果与设计要求的接近程度。
它通常用公差来表示，是加工过程中所能保持的最大形状偏差。
加工精度的标准可以根据具体的产品需求而定，如汽车制造中的零件加工精度要求较高，需要达到很小的公差。
3. 表面粗糙度的测量方法表面粗糙度的测量可以使用多种仪器和方法。
常见的测量仪器有表面粗糙度仪、激光扫描仪和电子显微镜等。
这些仪器可以测量出工件表面的纹理、高度和形状等参数，并根据国际标准对其进行评价和分类。
二、表面粗糙度与加工精度的关系1. 表面粗糙度对加工精度的影响表面粗糙度对加工精度有直接影响。
当工件表面粗糙度较大时，切削刀具与工件表面的接触面积会增大，切削力也会增加。
这样容易导致加工误差和形状偏差的增大，从而降低加工精度。
2. 加工精度对表面粗糙度的影响加工精度对表面粗糙度也有一定的影响。
在加工过程中，加工工艺参数的选择和控制是保证加工精度的关键。
如果加工参数选择不当，容易造成工件表面过度磨损或过度切削，从而导致表面粗糙度的增加。
三、改善加工精度与表面粗糙度的方法1. 选择合适的加工工艺与刀具在机械加工过程中，选择合适的加工工艺和刀具是提高加工精度和控制表面粗糙度的关键。
不同材料和工件形状适合不同的加工工艺和刀具。
关于机械零件加工精度的分析
（ １ ） 机床的刚度。机床一般都是由很多零件、 部件组成的， 而这些零部 机械加 工企业由于技术 Ｅ 的落后和生产设备的不先进 ，导致生产的 零 ： 存－ 在鞍． 大的误差 ，这些误差 影响了零件 的销售 ，降低了企业 的信 件由于自身刚度不足等原因， 必然会产生不同程度的误差。 同时由于机床 结合面接触变形、 间隙过大等因素的影响， 使得机床的整体 誉。为此， 机械加工企业正在努力缩减机械零ｆ 牛 力 口 工的误差， 力求以最少 受到摩擦力、 刚度发生变化 。 的经费开支和设备投入， 生产出高精度的零件， 扩大企业的经济效益。 （ ２ ） 加工零件 自 身的刚度。当加工零件 自 身的刚度相对于机床、 刀具、 １机械零件加工产生误差的主要因素 会 由于饥鄙 藩件 自身的刚度不够而产生变形 ， 进而 出现的误差是多方面的，受到多重因素的 夹具等来说比 时， 影响 ， 具体误差影响的范围也不尽相同， 下面列举零件加工中比较常出现 导致了机械零件加工精度的降低。 １ ３ ． ３工艺系统受热变形引起白 喉 差 的几种 误差 。 机械零件的加工处理都会进行高温处理 ， 受热之后的零件与常温小 １ ． １加工原理误差 主要是指运用同样的加工原理来处理不同的零件，虽然会有—定的 的零件肯定会存在误差 ， 尤其是在加工的过程中受热不均匀， 产生的误差 零件材质的不同， 加热的方法不同， 高温处理的温度不同等 误差， 但是能够大大的提高机械零件加工的效率， 为企 业节约经济成本 ， 会更大。此外， 具体的处理措施有：①减少工艺系统发热和采取隔热措 因此 ， 只要误差在可以控制的范围之内， 加工原理的误差可以忽略不计。 都会产生误差 ， 施。②改善散堪 涤 件。③均衡温度场 ， 加 场的平衡 。 ④改善机床结 １ ２工艺系统的 几 侗误差 具ｌ 本 指加工零件的模板和机床在ｊ 亍 力 Ⅱ 工之前没有统—矫正 ， 有的 构， 合理选材， 减小热变形。 １ ３ ． ４内应力重新分布引起的误差 ｔ 机床馍板安装过于紧密 ， 有的过于疏松 ， 这就导致＝者之间存在一定的数 据差， 通常出 内应力是相对于外应力而言的， 所谓的内应力， 具体是指加在物体外 部的作用力消失之后 ， 物体的内部仍旧存在的—种作用力。 零件在加工的 １ ２１ 机床的几何误差 对工件加工精度影响较大的机床误差有： 主轴回转误差、 导轨误差和 过程中必然会受到外力的作用 ， 比如打磨、 塑形、 高温处理等等 ， 处理结束 传动链误差。 机床的制造误差、 安装误差和使用过程中的磨损是－ 棚． 床误差 后， 残留的力使得加工的精密度产生了误差。对此， 应该采用相应的措施 的根源 。 尽量减 生 ＝ 牛内部的内应力。常见的高温缓慢处理就是比较科学 的 １ ２ ２夹具误差与装夹误差 办法 。 夹具的作用是使工件相对于刀具和机． 床具有正确的位置 ，夹具误差 ２保证和提高机械加工精度的主要途径 主要 是指夹 具的定位 元件 、 导 向元 件及夹 具体等零 件的加工与装 配误差 ， 在实际的机械零ｆ 加 工过程中， 有诸多的误差处理办法 ， 需要工作人 它与夹具的制造和装配精度有关 ，直接影响工件加工表面的位置精度或 员依据零件生产加工的特陛和实际生产 隋况， 进行科学的选择， 下面对几 尺寸精度 ， 对被加Ⅱ 件的位置精度影响最大。除此之外， 夹具和装夹在 种主要的零件加工精度提升力 行 介绍： 长时间 的使 用之后会 出现一 定的磨损 ， 也 是造成误 差的—个 关键 陛因素 ， ２ １直接 、 。或消除误差法。 该种误差消除力 祛 主要是明确具体 对此， 需要定期的检查夹具和装夹的磨损状态， 发现磨损严重的必须及时 的误差产生原因， 根据确定的误差产生原因， 具有针对性的提出具体的处 更换， 以降低误差 ， 提高精密度。 理措施和办法， 将损失降低到最小。 １ ２ ， ３刀具误 差 ２ ２转移误差法。零件的关键部位出现误差的影响是不可估量的， 而 机柳藩 牛 力 口 工过程中需要使用不同的刀具 ，有的刀具用于零件 的切 些非关键部件的误差则可以忽略， 为此， 在加工零件的过程中， 我们可 割， 这些切割的刀具的误差对于零件精密度没有影响， 而有的刀具用于定 以将关踺位置的误差转移到非关键位置 匕 ，这种处理措施我们称之为转
机械加工精度统计分析实验报告
机械加工精度统计分析实验报告本实验旨在通过统计分析机械加工的精度，探究机械加工过程中不同因素对精度的影响，为提高机械加工精度提供科学依据。
一、实验原理机械加工精度的影响因素非常多，但可以归纳为以下几个方面：（1）机床精度：机床本身的精度、刚性和稳定性对精度有重要影响；（2）刀具：刀具的质量和几何参数对精度有直接影响；（3）工件材料和形状：不同材料和形状的工件对加工精度有一定的要求；（4）加工工艺和操作者技术水平：包括切削参数、刀具与工件的相对位置关系、刀具使用寿命等等。
二、实验设备和实验材料（1）机床：普通数控加工中心（2）刀具：含钨合金刀片、硬质合金刀片、PVD涂层刀片（3）工件材料：铝合金（4）测量仪器：三坐标测量仪、千分尺三、实验步骤（1）将铝合金工件装夹在机床上，并使用不同品牌和型号的刀具进行加工，记录加工参数。
（2）将加工后的工件放在三坐标测量仪上进行精度测量和分析。
（3）记录每组数据，并根据不同刀具和加工参数进行分析、比较。
四、实验结果分析本次实验所得到的加工精度数据如下表：| 刀具类型 | 刀具品牌 | 加工参数 | 加工精度（mm） ||----------|----------|---------|----------------|| 钨合金刀片 | 刀片A | 速度18m/min，进给量0.2mm/r，切深0.5mm | 0.02 || 钨合金刀片 | 刀片B | 速度15m/min，进给量0.1mm/r，切深0.3mm | 0.01 | | 硬质合金刀片 | 刀片A | 速度20m/min，进给量0.2mm/r，切深0.5mm | 0.015 | | 硬质合金刀片 | 刀片B | 速度22m/min，进给量0.2mm/r，切深0.4mm | 0.018 | | PVD涂层刀片 | 刀片A | 速度25m/min，进给量0.3mm/r，切深0.6mm | 0.015 | | PVD涂层刀片 | 刀片B | 速度20m/min，进给量0.2mm/r，切深0.5mm | 0.013 |从表中可以看出，不同刀具、不同品牌和型号的刀具加工同一种材料的精度差异很明显。
机械加工工艺对零件加工精度的影响研究
机械加工工艺对零件加工精度的影响研究摘要：机械加工是零部件加工的主要方式之一，其加工精度对于制造产品的质量和性能具有至关重要的影响。
因此，对机械加工对零件加工精度的影响深入研究，可以提高制造产品的精度和质量，还可为各个行业提供更优质的零部件加工工艺。
关键词：机械制造工艺；零件精度；参数因素前言机械加工是目前工业制造中不可或缺的一个环节，其无论在生产过程还是在产品制造中都占有重要的地位。
而零件加工精度则是在机械加工过程中十分关键的一个指标。
因此，研究机械加工工艺对零件加工精度的影响，对提高加工质量、降低生产成本、提高企业竞争力等都有着重要的意义。
一、零件加工精度的意义与要求（一）零件加工精度的定义零件加工精度是指零件加工后尺寸、形位误差的大小和稳定性，即零件加工后实际尺寸与设计尺寸之间的误差。
通常用加工精度等级表示。
（二）零件精度对产品质量的影响零件加工精度直接关系到产品的质量，对于高精度要求的产品，其加工精度要求更高。
零件加工精度的提高将直接影响到产品的使用效果和寿命。
例如，高精度的航空发动机零件，其加工精度要求非常高，如果加工误差超过允许范围，发动机将可能出现故障，导致飞机失事。
（三）零件加工精度的要求各种零件在加工过程中均有一定的精度等级要求，要求精度越高的零件，其加工过程中各种参数都要控制得更严格。
高精度零件通常需要使用高精度的数控加工中心、高精度的机床以及高精度的测量仪器等。
另外，加工设备在加工过程中的稳定性和可靠性也非常重要。
不同的零件需要采用不同的加工工艺，以保证其加工精度和加工质量，特别是对于一些复杂的零件，需要进行多道工序的加工，在每一道工序中都要控制好加工参数，以保证其加工精度和加工质量。
二、机械加工工艺对零件加工精度的影响规律研究（一）设备因素对加工精度的影响规律设备是机械加工的重要组成部分，其稳定性和精度对加工精度具有直接影响。
在机械加工中，设备的主要影响因素包括机床结构、主轴精度和导轨精度。
机械加工精度统计分析实验报告
实验三机械加工精度统计分析实验报告姓名张翅班级机制05—3班实验日期2008 年 5 月23 日同组人员名单郑义郭泉昌成绩指导教师杜金萍一、将测量后得到的零件尺寸填入表3-2中。
表3-2二、绘制分布曲线图1、列频数分布表2、绘制分布曲线图3、计算不合格品率 ∑==ni i x n x 11=15.0181()∑=--=ni ix x n s 1211=0.0062 由92738.2006183.0150181.15=-=-δxx 查得：A=0.4981所以得Q 废品率=0.5-A =0.5-0.4981=0.0019=0.19% 合格率：Q 合格=0.5+A =0.5+0.4981=0.9981=99.81%三、绘制x --R 图1、将测量数据列入表4x --R 图计算。
2、计算x点图和R点图的上、下控制线位置x-点图3、绘R四、回答问题x-点图上看，本工序的工艺过程稳定吗？如果不稳定试分析其原因？1、从R答：从x点图上可以看出有点超出控制线，R图中有1个点超出控制线，这说明工艺过程不稳定。
加工过程中包含有不稳定因素可能是机床在加工过程中的振动引起。
2、根据工艺能力系数，确定本工序的精度等级。
说明它是否能满足加工精度要求？如果不能满足要求，应该如何将废品率降至最小？C=4.03。
得本工序的精度等级为特级。
能满足工艺要求。
但可能不经答：由工艺能力系数P济。
实验一车刀几何角度的测量实验报告姓名张翅班级机制05-3班实验日期2008 年 6 月 3 日同组人员名单成绩指导教师杜金萍一、记录所测车刀的名称，记录测得角度的数值填入表1。
表1系的角度。
机械制造工艺学 加工精度统计分析实验报告(0903)
《机械制造工艺学》实验报告班级学生姓名学生学号总课时数指导教师江西农业大学年月日机械制造加工精度的统计分析一、实验目的：1．通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法，运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律。
2．通过实验结果，分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法，改进工艺规程，以达到提高零件加工精度的目的，进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。
3.加工零件每组50个，采用外圆柱体测量装置或量具，测出每一个尺寸，做出其尺寸的分布图，计算其数量指标，分析产生误差的原因，并提出从何性质的误差上着手采取何种对策防止废品。
二、实验用材料、工具、设备1.50个被测工件(轴)。
2.千分尺一只（量程25～50）；3.记录用纸和计算器。
三、实验原理：生产实际中影响加工误差的因素是复杂的，因此不能以单个工件的检测得出结论，因为单个工件不能暴露出误差的性质和变化规律，单个工件的误差大小也不能代表整批工件的误差大小。
在一批工件的加工过程中，即有系统性误差因素，也有随机性误差因素。
在连续加工一批零件时，系统性误差的大小和方向或是保持不变或是按一定的规律而变化，前者称为常值系统误差，如原理误差、一次调整误差。
机床、刀具、夹具、量具的制造误差、工艺系统的静力变形系统性从＝误差。
如机床的热变形、刀具的磨损等都属于此，他们都是随着加工顺序（即加工时间）而规律的变化着。
在加工一批零件时，误差的大小和方向如果是无规律的变化，则称为随机性误差。
如毛坯误差的复映、定位误差、加紧误差、多次调整误差、内应力引起的变形误差等都属于随机性误差。
鉴于以上分析，要提高加工精度，就应以生产现场内对许多工件进行检查的结果为基础，运行数理统计分析的方法去处理这些结果，进而找出规律性的东西，用以找出解决问题的途径，改进加工工艺，提高加工精度。
常用的统计分析有点图法和分布曲线法。
四、实验步骤：1．对工件预先编号(1～50)。
2．用千分尺对50个工件按序对其直径进行测量。
机械加工精度
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
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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一、引言机械加工工艺是制造行业中非常重要的一环，其质量直接影响到产品的性能和质量。
在机械加工过程中难免会出现技术误差，导致产品不符合设计要求，甚至影响到产品的使用效果。
对于机械加工工艺中的技术误差问题需要进行深入的分析，并提出相应的对策，以保证产品质量和生产效率。
二、机械加工工艺中的技术误差问题在机械加工过程中，技术误差是不可避免的。
技术误差主要包括以下几个方面：1. 设备精度误差机械加工设备的精度直接影响到产品加工的精度。
如果设备本身存在精度误差，那么加工出的产品也会存在相应的误差。
数控机床的定位精度、刀具的磨损、传动件的松动等都会导致产品加工精度下降。
2. 刀具磨损在机械加工中，刀具是直接与工件接触的工具，其磨损会直接影响到产品的加工精度。
如果刀具磨损严重，就会导致产品表面粗糙、尺寸偏差等问题。
3. 工序误差机械加工通常是由多道工序组成的，每个工序都会对产品加工精度产生影响。
如果某个工序出现误差，就会传导到整个加工过程中，导致产品精度下降。
4. 材料性能误差在机械加工中，材料的硬度、韧性、延展性等性能会直接影响到产品的加工精度。
如果材料性能不稳定，就会导致产品加工精度难以保证。
以上这些技术误差问题都会影响到产品的加工精度和质量，甚至导致产品无法使用。
对于这些技术误差问题需要有针对性地进行分析，并提出相应的对策分析。
三、对策分析针对机械加工工艺中的技术误差问题，可以采取以下对策进行解决：1. 提高设备精度首先要解决的是设备精度误差问题。
可以通过定期对设备进行维护和保养，及时更换损坏的零部件，来保证设备的精度。
现代化的数控机床可以通过自动补偿来修正设备误差，提高加工精度。
2. 优化刀具管理刀具的磨损是导致产品加工精度下降的重要原因之一。
可以通过建立刀具管理制度，定期检查刀具的磨损情况，及时更换磨损严重的刀具，以保证产品加工精度。
3. 加强工序管理针对工序误差问题，可以通过加强工序管理来减少误差的传导。
机械加工精度的误差分析与优化
机械加工精度的误差分析与优化机械加工在现代制造业中占据着重要地位，而加工精度的误差成为了制约产品质量和性能的重要因素。
因此，对机械加工精度的误差进行分析与优化显得尤为重要。
本文将从误差的来源、误差分析的方法以及优化策略等方面进行论述。
一、误差的来源机械加工的误差来源主要包括设备误差、刀具误差、加工工艺误差以及材料误差等多个方面。
设备误差是指机床、夹具、测量装置等在设计、制造、装配等过程中产生的误差。
例如，机床的动力系统、传动系统、控制系统等都会引起误差，而夹具的刚度、精度也会对加工精度产生影响。
刀具误差是指刀具在制造、磨削、使用过程中产生的误差。
刀具的材质、几何形状、刃口磨削质量等都会对加工精度造成一定的影响。
加工工艺误差是指加工过程中由于操作不当、设备调试不当等原因引起的误差。
例如，切割速度、进给速度、径向切宽等参数的选择和调整不当，都可能导致加工误差的增加。
材料误差是指工件的形状、尺寸、物理性能等方面的误差。
材料的不均匀性、热膨胀系数、热导率等特性都会对加工误差产生一定的影响。
二、误差分析的方法误差分析是指通过对机械加工误差的定位、测量、分析等手段，揭示误差产生的原因和机理，以便进行误差补偿和改进的过程。
常用的误差分析方法包括测量法、数学模型法和统计分析法等。
测量法是通过使用测量仪器对加工件进行测量，获取几何形状和尺寸方面的数据，然后与设计要求进行比较，从而得出误差的大小和方向。
测量法可以通过直接测量、间接测量以及三坐标测量等方式进行。
数学模型法是通过建立机床、夹具、刀具、工艺等的数学模型，通过计算和仿真等手段，预测和分析误差的产生和传递路径。
数学模型法可以通过有限元法、多体系统理论等进行。
统计分析法是通过对多个加工件加工数据的收集和分析，利用统计学方法对误差进行分析和判别。
统计分析法可以通过卡尔曼滤波、方差分析等进行。
三、优化策略根据误差分析的结果，我们可以采取一系列的优化策略来降低机械加工精度误差。
机械制造工艺学第4章：机械加工精度
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
机械加工精度分析
理论分布曲线
实践证明，当被测量的一批零件（机床
上用调整法一次加工出来的一批零件） 的数目足够大而尺寸间隔非常小时，则 所绘出的分布曲线非常接近“正态分布 曲线”
正态分布曲线的方程为：
1 y e 2
( x x )2 2 2
利用正态分布曲线可以分析产品质量；
几种产生内应力的工艺过程
毛坯制造中产生的内应力
铸造、锻造、焊接和热处理过程中，因 热胀冷缩不匀以及金相组织转变 冷校直带来的内应力
切削加工的附加应力
切除金属后，破坏了原有的内应力平衡 高温、高压下，局部表面层因不均匀的 塑性变形而产生内应力
时效中产生的二次应力 时效过程冷却阶段产生的二次残余应力
缩短切削力作用点和支承点的距离，
提高工件刚度
选择合理的零件结构和断面形状
提高刀具刚度；改善材料性能 合理装夹工件，减少夹紧变形
4．工艺系统热变形及对加工精度的影响 工艺系统热变形的现象 工艺系统受热升温而使工件、刀具及机 床的许多部分会因温度升高而产生复杂 变形 改变工件、刀具、机床间的相互位置 破坏刀具与工件间相互运动的正确性 改变已调整好的加工尺寸 引起切削深度和切削力改变 破坏传动链的精度
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
2．工艺系统的几何误差 机床几何误差 包括机床本身各部件的制造误差、安装 误差和使用过程中磨损 主轴回转运动误差及其影响因素
机械加工精度分析与对策论文
机械加工精度分析与对策论文机械加工精度分析与对策论文机械加工精度分析与对策论文【1】【摘要】本文主要从设备部件装配的角度进一步分析了影响机械加工精度的原因及案例，提出几种提高机械加工精度的应对措施，对机械制造企业如何进一步提高产品加工质量，从而增强企业竞争力具有一定的参考与借鉴作用。
【关键词】机械加工;精度;原因;措施机械加工精度是指零件在加工后的实际几何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。
具体包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。
众所周知，机械产品的工作性能和使用寿命，都是与产品零件的加工质量和产品的装配质量息息相关的，作为零件加工质量重要指标之一的机械加工精度更是产品质量的根本保障。
然而在生产过程中由于各种原因加工出来的产品其尺寸、形状和相互位置不可能绝对一致，总是会存在一定的加工误差，如何保证在零件允许误差范围内，通过采取合理的加工方法以提高机械加工的生产率和产品合格率便显得尤为重要了。
1产品加工精度影响因素人们根据不同的机械、不同的生产类型条件，在实践中摸索总结出了修配装配法、调整装配法、互换装配法、选配装配法等4种装配方法。
装配精度越高，则对相关零件的精度要求也越高，这对机械加工企业来说是很不经济的。
因此，对不同的生产类型必须采取不同的装配方法以合理性地降低加工精度，从而提高生产率与经济效益。
在机械加工过程中影响产品加工精度的原因主要有以下几个方面：1.1产品加工原理所产生的误差在加工过程中我们都是采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓加工原理来进行加工的，但此种“近似的加工法”必然会带来一定的误差。
即便如此，在当前的制造加工过程中因该加工原理具有简化机床结构或刀具形状、提高生产效率等优点而得到人们广泛的运用。
1.2机床、刀具和夹具的制造误差与磨损的影响(1)机床误差包括机床本身各部件的制造、安装误差和使用过程中的磨损。
对加工精度影响较大的是机床本身的制造误差：包括机床主轴回转误差、导轨误差和传动链传动误差。
影响机械加工精度的主要因素分析
影响机械加工精度的主要因素分析加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）的实际值与理想值之间的符合程度。
而实际值与理想值之间的偏离程度（即差异）则为加工误差，加工误差的大小反映了加工精度的高低。
1、影响机械加工精度的主要因素（1）工艺系统的几何误差1）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形状的刀具进行加工而产生的误差。
比如，数控机床一般只具有直线和圆弧插补功能，因而即便是加工一条平面曲线，也必须用许多很短的折线段或圆弧去逼近它，刀具连续地将这些小线段加工出来，也就得到了所需的曲线形状。
逼近的精度可由每条线段的长度来控制。
因此，在曲线或曲面的数控加工中，刀具相对于工件的成形运动是近似的。
进一步地说，数控机床在做直线或圆弧插补时，是利用平行坐标轴的小直线段来逼近理想直线或圆弧的，这里存在着加工原理误差。
但由于数控机床的脉冲当量可以使这些小直线段很短，逼近的精度很高，事实上数控加工可以达到很高的加工精度。
又如，滚齿用的齿轮滚刀有两种误差：一是为了制造方便，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状误差；二是由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是一条由微小折线段组成的曲线，它与理论上的光滑渐开线有一定的差异。
这里也存在着加工原理误差。
用近似的成形运动或近似形状的刀具虽然会带来加工原理误差，但往往可以简化机床结构或刀具形状，以提高生产率。
因此，只要这种方法产生的误差不超过允许的范围，往往比准确的加工方法能获得更好的经济效益，在生产中仍然得到了广泛的应用。
2）机床误差机床误差是由机床的制造、安装误差和使用中的磨损造成的。
在机床的各类误差中，对工件加工精度影响较大的主要是主轴回转误差和导轨误差。
机床主轴是带动工件或刀具回转，产生主要切削运动的重要零件。
其回转运动精度是机床主要精度指标之一，主轴回转误差主要影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度。
机械加工精度及工艺系统误差分析
第二章机械加工精度第一节概述一,加工精度的概念高产,优质,低消耗,产品技术性能好,使用寿命长,这是机械制造企业的基本要求.而质量总是则是最根本的问题.机械加工质量指标包括两方面的参数:一方面是宏观几何参数,指机械加工精度;另一方面是微观几何参数和表面物理-机械性能等方面的参数,指机械加工表面质量.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.由于机械加工中的种种原因,不可能把零件做得绝对精确,总会产生偏差.这种偏差即加工误差.实际生产中加工精度的高低用加工误差的大小表示.加工误差小,则加工精度高;反之则低.保证零件的加工精度就是设法将加工误差控制在允许的偏差范围内;提高零件的加工精度就是设法降低零件的加工误差.随着对产品性能要求的不断提高和现代加工技术的发展,对零件的加工精度要求也在不断的提高.一般来说,零件的加工精度越高则加工成本越高,生产率则相对越低.因此,设计人员应根据零件的使用要求,合理地确定零件的加工精度,工艺人员则应根据设计要求,生产条件等采取适当的加工工艺方法,以保证零件的加工误差不超过零件图上规定的公差范围,并在保证加工精度的前提下,尽量提高生产率和降低成本.二获得零件加工精度的方法1.获得尺寸精度的方法在机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法,调整法,定尺寸刀具法,自动控制法和主动测量法等五种.⑴ 试切法通过试切—测量—调整—再试切,反复进行到被加工尺寸达到要求的精度为止的加工方法.试切法不需要复杂的装备,加工精度取决于工人的技术水平和量具的精度,常用于单件小批生产.⑵ 调整法按零件规定的尺寸预先调整机床,夹具,刀具和工件的相互位置,并在加工一批零件的过程中保持这个位置不变,以保证零件加工尺寸精度的加工方法.调整法生产效率高,对调整工的要求高,对操作工的要求不高,常用于成批及大量生产.⑶ 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.⑷ 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.⑸ 主动测量法在加工过程中,边加工边测量加工尺寸,并将测量结果与设计要求比较后,或使机床工作,或使机床停止工作的加工方法.该方法生产率较高,加工精度较稳定,适应于批量生产.2.获得几何形状精度的方法在机械加工中获得几何精度的方法有轨迹法,成形法,仿形法和展成法等四种.⑴ 轨迹法依靠刀尖运动轨迹来获得形状精度的方法.刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动,因而所获得的形状精度取决成形运动的精度.普通车削,铣削,刨削和磨削等均为刀尖轨迹法.⑵ 成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法.成形法所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其他成形运动精度.用成形刀具或砂轮进行车,铣,刨 ,磨,拉等加工的均为成形法.⑶ 仿形法:刀具依照仿形装置进给获得工件形状精度的方法.如使用仿形装置车手柄,铣凸轮轴等.⑷ 展成法又称为范成法,它是依据零件曲面的成形原理,通过刀具和工件的展成切削运动进行加工的方法.展成法所得的被加工表面是刀刃和工件在展成运动过程中所形成的包络面,刀刃必须是被加工表面的共轭曲线.所获得的精度取决于刀刃的形状和展成运动的精度.滚齿,插齿等均为展成法.3.获得位置精度的方法工件的位置精度取决于工件的安装(定位和夹紧)方式及其精度.获得位置精度的方法有:⑴ 找正安装法找正是用工具和仪表根据工件上有关基准,找出工件有关几何要素相对于机床的正确位置的过程.用找正法安装工件称为找正安装,找正安装又可分为:1)划线找正安装即用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种安装方法.2)直接找正安装即用划针和百分表或通过目测直接在机床上找正工件正确位置的安装方法.此法的生产率较低,对工人的技术水平要求高,一般只用于单件小批生产中.⑵ 夹具安装法夹具是用以安装工件和引导刀具的装置.在机床上安装好夹具,工件放在夹具中定位,能使工件迅速获得正确位置,并使其固定在夹具和机床上.因此,工件定位方便,定位精度高且稳定,装夹效率也高.⑶ 机床控制法利用机床本身所设置的保证相对位置精度的机构保证工件位置精度的安装方法.如坐标镗床,数控机床等.第二节影响加工精度的因素及其分析在机械加工过程中,机床,夹具,刀具和工件组成了一个完整的系统,称为工艺系统.工件的加工精度问题也就涉及到整个工艺系统的精度问题.工艺系统中各个环节所存在的误差,在不同的条件下,以不同的程度和方式反映为工件的加工误差,它是产生加工误差的根源,因此工艺系统的误差被称为原始误差,如表2-1所示.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.下面即对工艺系统中的各类原始误差分别进行阐述. 表2-1 原始误差一,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进行加工而产生的误差.生产中采用近似的加工原理进行加工的例子很多,例如用齿轮滚刀滚齿就有两种原理误差:一种是为了滚刀制造方便,采用了阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线蜗杆而产生的近似造形误差;另一种是由于齿轮滚刀刀齿数有限,使实际加工出的齿形是一条由微小折线段组成的曲线,而不是一条光滑的渐开线.采用近似的加工方法或近似的刀刃轮廓,虽然会带来加工原理误差,但往往可简化工艺过程及机床和刀具的设计和制造,提高生产率,降低成本,但由此带来的原理误差必须控制在允许的范围内二,工艺系统的几何误差1.机床几何误差机床几何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引起的误差.这里着重分析对加工影响较大的主轴回转误差,机床导轨误差以及传动链误差.⑴ 机床主轴误差机床主轴是用来安装工件或刀具并将运动和动力传递给工件或刀具的重要零件,它是工件或刀具的位置基准和运动基准,它的回转精度是机床精度的主要指标之一,其误差直接影响着工件精度的高低.1)主轴回转误差为了保证加工精度,机床主轴回转时其回转轴线的空间位置应是稳定不变的,但实际上由于受主轴部件结构,制造,装配,使用等种种因素的影响,主轴在每一瞬时回转轴线的空间位置都是变动的,即存在着回转误差.主轴回转轴心线的运动误差表现为纯径向跳动,轴向窜动和角度摆动三种形式,如图2-1所示.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-18) 图2-1 主轴回转轴线的运动误差机床的主轴是以其轴颈支承在床头箱前后轴承内的,因此影响主轴回转精度的主要因素是轴承精度,主轴轴颈精度和床头箱主轴承孔的精度.如果采用滑动轴承,则影响主轴回转精度的主要因素是主轴颈的圆度,与其配合的轴承孔的圆度和配合间隙.不同类型的机床其主轴回转误差所引起的加工误差的形式也会不同.对于工件回转类机床(如车床,内,外圆磨床),因切削力的方向不变,主轴回转时作用在支承上的作用力方向也不变,因而主轴颈与轴承孔的接触点的位置也是基本固定的,即主轴颈在回转时总是与轴承孔的某一段接触,因此轴承孔的圆度误差对主轴回转精度的影响较小,而主轴颈的圆度误差则影响较大;对于刀具回转类机床(如镗床,钻床),因切削力的方向是变化的,所以轴承孔的圆度误差对主轴回转精度的影响较大,而主轴颈的圆度误差影响较小.2)主轴回转误差的敏感方向不同类型的机床,主轴回转误差的敏感方向是不同的.工件回转类机床的主轴回转误差的敏感方向,如图2-2所示,在车削圆柱表面,当主轴在Y方向存在误差Δy时,则此误差将是1：1地反映到工件的半径方向上去(ΔRy=Δy).而在Z方向存在误差Δz时,反映到工件半径方向上的误差为ΔRz.其关系式为R02十Δz2=(R0十ΔRz)2=R02十2R0·ΔRz十ΔRz2因ΔRz2很小,可以忽略不计,故此式化简后得ΔRz≈Δz2/(2R0)<<Δy (2—1)所以Δy所引起的半径误差远远大于由Δz所引起的半径误差.我们把对加工精度影响最大的那个方向称为误差的敏感方向,把对加工精度影响最小的那个方向称为误差的非敏感方向.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-19) 图2-2 车外圆的敏感方向刀具回转类机床的主轴回转误差的敏感方向,如镗削时,刀具随主轴一起旋转,切削刃的加工表面的法向随刀具回转而不断变化,因而误差的敏感方向也在不断变化.⑵ 机床导轨误差床身导轨既是装配机床各部件的基准件,又是保证刀具与工件之间导向精度的导向件,因此导轨误差对加工精度有直接的影响.导轨误差分为: 1)导轨在水平面内的直线度误差Δy 这项误差使刀具产生水平位移,如图2-3所示,使工件表面产生的半径误差为ΔRy,ΔRy=Δy,使工件表面产生圆柱度误差(鞍形或鼓形).2)导轨在垂直平面内的直线度误差Δz 这项误差使刀具产生垂直位移,如图2-4所示,使工件表面产生的半径误差为ΔRz,ΔRz≈Δz2/(2R0),其值甚小,对加工精度的影响可以忽略不计;但若在龙门刨这类机床上加工薄长件,由于工件刚性差,如果机床导轨为中凹形,则工件也会是中凹形.3)前后导轨的平行度误差当前后导轨的不平行,存在扭曲时,刀架产生倾倒,刀尖相对于工件在水平和垂直两个方向上发生偏移,从而影响加工精度.如图2-5所示,在某一截面内,工件加工半径误差为:ΔR≈Δy=δ (2—2)式中:H——车床中心高B——导轨宽度Δ——前后导轨的最大平行度误差(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-20,21) 图2-3 机床导轨在水平面内的图2-4 机床导轨在垂直面内的直线度对加工精度的影响直线度对加工精度的影响(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-22) 图2-5 机床导轨扭曲对工件形状的影响⑶ 传动链传动误差传动链传动误差是指机床内联系传动链始末两端传动元件之间相对运动的误差.它是影响螺纹,齿轮,蜗轮蜗杆以及其它按展成原理加工的零件加工精度的主要因素.传动链始末两端的联系是通过一系列的传动元件来实现的,当这些传动元件存在加工误差,装配误差和磨损时,就会破坏正确的运动关系,使工件产生加工误差,这些误差即传动链误差.为了减少机床的传动链误差对加工精度的影响,可以采取以下措施:1)尽量减少传动元件数量,缩短传动链,以缩小误差的来源.2)采用降速传动(即i<<1) 降速传动是保证传动精度的重要措施.对于螺纹加工机床,为保证降速传动,机床传动丝杠的导程应大于工件的导程;齿轮加工机床最后传动副为蜗轮副,为了得到iFy2),从而引起工艺系统的变形不一致(Yl >Y2),这样在加工后的工件上仍留有较小的圆度误差.这种在加工后的工件上出现与毛坯形状相似的误差的现象称为"误差复映".(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-24) 图2-7 毛坯形状误差的复映由于工艺系统具有一定的刚度,因此在加工表面上留下的误差比毛坯表面的误差数值上已大大减小了.也就是说,工艺系统刚度愈高,加工后复映到被加工表面上的误差愈小,当经过数次走刀后,加工误差也就逐渐缩小到所允许的范围内了. ⑶ 其他作用力引起的加工误差1)传动力和惯性力引起的加工误差当在车床上用单爪拨盘带动工件回转时,传动力在拨盘的每一转中不断改变其方向;对高速回转的工件,如其质量不平衡,将会产生离心力,它和传动力一样在工件的转动中不断的改变方向.这样,工件在回转中因受到不断变化方向的力的作用而造成加工误差,如图2-8和图2-9所示. (沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-25,26) 图2-8 传动力所引起的加工误差图2-9 离心惯性所引起的加工误差2)重力所引起的误差在工艺系统中,有些零部件在自身重力作用下产生的变形也会造成加工误差.例如,龙门铣床,龙门刨床横梁在刀架自重下引起的变形将造成工件的平面度误差.对于大型工件,因自重而产生的变形有时会成为引起加工误差的主要原因,所以在安装工件时,应通过恰当地布置支承的位置或通过平衡措施来减少自重的影响.3)夹紧力所引起的加工误差工件在安装时,由于工件刚度较低或夹紧力作用点和方向不当,会引起工件产生相应的变形,造成加工误差.图2-10为加工连杆大端孔的安装示意图,由于夹紧力作用点不当,造成加工后两孔中心线不平行及其与定位端面不垂直.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-27) 图2-10 夹紧力不当所引起的加工误差4.减少工艺系统受力变形的主要措施减少工艺系统受力变形是保证加工精度的有效途径之一.生产实际中常采取如下措施:1)提高接触刚度所谓接触刚度就是互相接触的两表面抵抗变形的能力.提高接触刚度是提高工艺系统刚度的关键.常用的方法是改善工艺系统主要零件接触面的配合质量,使配合面的表面粗糙度和形状精度得到改善和提高,实际接触面积增加,微观表面和局部区域的弹性,塑性变形减少,从而有效地提高接触刚度.2)提高工件定位基面的精度和表面质量工件的定位基面如存在较大的尺寸,形位误差和表面质量差,在承受切削力和夹紧力时可能产生较大的接触变形,因此精密零件加工用的基准面需要随着工艺过程的进行逐步提高精度.3)设置辅助支承,提高工件刚度,减小受力变形切削力引起的加工误差往往是因为工件本身刚度不足或工件各个部位刚度不均匀而产生的.当工件材料和直径一定时,工件长度和切削分力是影响变形的决定性因素.为了减少工件的受力变形,常采用中心架或跟刀架,以提高工件的刚度,减小受力变形.4)合理装夹工件,减少夹紧变形当工件本身薄弱,刚性差时,夹紧时应特别注意选择适当的夹紧方法,尤其是在加工薄壁零件时,为了减少加工误差,应使夹紧力均匀分布.缩短切削力作用点和支承点的距离,提高工件刚度.5)对相关部件预加载荷例如,机床主轴部件在装配时通过预紧主轴后端面的螺母给主轴滚动轴承以预加载荷,这样不仅能消除轴承的配合间隙,而且在加工开始阶段就使主轴与轴承有较大的实际接触面积,从而提高了配合面间的接触刚度.6)合理设计系统结构在设计机床夹具时,应尽量减少组成零件数,以减少总的接触变形量;选择合理的结构和截面形状;并注意刚度的匹配,防止出现局部环节刚度低.7)提高夹具,刀具刚度;改善材料性能.8)控制负载及其变化适当减少进给量和背吃刀量,可减少总切削力对零件加工精度的影响;此外,改善工件材料性能以及改变刀具几何参数如增大前角等都可减少受力变形;将毛坯合理分组,使每次调整中加工的毛坯余量比较均匀,能减小切削力的变化,减小误差复映.四,工艺系统热变形对加工精度的影响在机械加工中,工艺系统在各种热源的影响下会产生复杂的变形,使得工件与刀具间的正确相对位置关系遭到破坏,造成加工误差.1.工艺系统热变形的热源引起工艺系统热变形的热源主要来自两个方面:一是内部热源,指轴承,离合器,齿轮副,丝杠螺母副,高速运动的导轨副,镗模套等工作时产生的摩擦热,以及液压系统和润滑系统等工作时产生的摩擦热;切削和磨削过程中由于挤压,摩擦和金属塑性变形产生的切削热;电动机等工作时产生的电磁热,电感热.二是外部热源,指由于室温变化及车间内不同位置,不同高度和不同时间存在的温度差别,以及因空气流动产生的温度差等;日照,照明设备以及取暖设备等的辐射热等.工艺系统在上述热源的作用下,温度逐渐升高,同时其热量也通过各种传导方式向周围散发.2.工艺系统热变形对加工精度的影响⑴ 机床热变形对加工精度的影响机床在运转与加工过程中受到各种热源的作用,温度会逐步上升,由于机床各部件受热程度的不同,温升存在差异,因此各部件的相对位置将发生变化,从而造成加工误差.车,铣,镗床这类机床主要热源是床头箱内的齿轮,轴承,离合器等传动副的摩擦热,它使主轴分别在垂直面内和水平面内产生位移与倾斜,也使支承床头箱的导轨面受热弯曲;床鞍与床身导轨面的摩擦热会使导轨受热弯曲,中间凸起.磨床类机床都有液压系统和高速砂轮架,故其主要热源是砂轮架轴承和液压系统的摩擦热;轴承的发热会使砂轮轴线产生位移及变形,如果前,后轴承的温度不同,砂轮轴线还会倾斜;液压系统的发热使床身温度不均产生弯曲和前倾,影响加工精度.大型机床如龙门铣床,龙门刨床,导轨磨床等,这类机床的主要热源是工作台导轨面与床身导轨面间的摩擦热及车间内不同位置的温差.⑵ 工件热变形及其对加工精度的影响在加工过程中,工件受热将产生热变形,工件在热膨胀的状态下达到规定的尺寸精度,冷却收缩后尺寸会变小,甚至可能超出公差范围.工件的热变形可能有两种情况:比较均匀地受热,如车,磨外圆和螺纹,镗削棒料的内孔等;不均匀受热,如铣平面和磨平面等.⑶ 刀具热变形对加工精度的影响在切削加工过程中,切削热传入刀具会使得刀具产生热变形,虽然传入刀具的热量只占总热量的很小部分,但是由于刀具的体积和热容量小,所以由于热积累引起的刀具热变形仍然是不可忽视的.例如,在高速车削中刀具切削刃处的温度可达850℃左右,此时刀杆伸长,可能使加工误差超出公差带.3.环境温度变化对加工精度的影响除了工艺系统内部热源引起的变形以外,工艺系统周围环境的温度变化也会引起工件的热变形.一年四季的温度波动,有时昼夜之间的温度变化可达10℃以上,这不仅影响机床的几何精度,还会直接影响加工和测量精度.4.对工艺系统热变形的控制可采用如下措施减少工艺系统热变形对加工精度的影响:1)隔离热源为了减少机床的热变形,将能从主机分离出去的热源(如电动机,变速箱,液压泵和油箱等)应尽可能放到机外;也可采用隔热材料将发热部件和机床大件(如床身,立柱等)隔离开.2)强制和充分冷却对既不能从机床内移出,又不便隔热的大热源,可采用强制式的风冷,水冷等散热措施;对机床,刀具,工件等发热部位采取充分冷却措施,吸收热量,控制温升,减少热变形.3)采用合理的结构减少热变形如在变速箱中,尽量让轴,轴承,齿轮对称布置,使箱壁温升均匀,减少箱体变形.4)减少系统的发热量对于不能和主机分开的热源(如主轴承,丝杠,摩擦离合器和高速运动导轨之类的部件),应从结构,润滑等方面加以改善,以减少发热量;提高切削速度(或进给量),使传入工件的热量减少;保证切削刀具锋利,避免其刃口钝化增加切削热.5)使热变形指向无害加工精度的方向例如车细长轴时,为使工件有伸缩的余地,可将轴的一端夹紧,另一端架上中心架,使热变形指向尾端;又例如外圆磨削,为使工件有伸缩的余地,采用弹性顶尖等.五,工件内应力对加工精度的影响1.产生内应力的原因内应力也称为残余应力,是指外部载荷去除后仍残存在工件内部的应力.有残余应力的工件处于一种很不稳定的状态,它的内部组织有要恢复到稳定的状态强烈倾向,即使在常温下这种变化也在不断的进行,直到残余应力完全消失为止.在这个过程中,零件的形状逐渐变化,从而逐渐丧失原有的加工精度.残余应力产生的实质原因是由于金属内部组织发生了不均匀的体积变化,而引起体积变化的原因主要有以下方面:⑴ 毛坯制造中产生的残余应力在铸,锻,焊接以及热处理等热加工过程中,由于工件各部分厚度不均,冷却速度和收缩程度不一致,以及金相组织转变时的体积变化等,都会使毛坯内部产生残余应力,而且毛坯结构越复杂,壁厚越不均,散热的条件差别越大,毛坯内部产生的残余应力也越大.具有残余应力的毛坯暂时处于平衡状态,当切去一层金属后,这种平衡便被打破,残余应力重新分布,工件就会出现明显地变形,直至达到新的平衡为止.⑵ 冷校直带来的残余应力某些刚度低的零件,如细长轴,曲轴和丝杠等,由于机加工产生弯曲变形不能满足精度要求,常采用冷校直工艺进行校直.校直的方法是在弯曲的反方向加外力,如图2-11a)所示.在外力F的作用下,工件的内部残余应力的分布如图2-11b)所示,在轴线以上产生压应力(用负号表示),在轴线以下产生拉应力(用正号表示).在轴线和两条双点划线之间是弹性变形区域,在双点划线之外是塑性变形区域.当外力F去除后,外层的塑性变形区域阻止内部弹性变形的恢复,使残余应力重新分布,如图2-11c)所示.这时,冷校直虽然减小了弯曲,但工件却处于不稳定状态,如再次加工,又将产生新的变形.因此,高精度丝杠的加工,不允许冷校直,而是用多次人工时效来消除残余应力.(沿用吴拓主编《机械制造工程》(第2版)机械工业出版社2005年9月图3-28) a)冷校直方法 b)加载时残余应力的分布 c)卸载后残余应力的分布图2-11 冷校直引起的残余应力⑶ 切削加工产生的残余应力加工表面在切削力和切削热的作用下,会出现不同程度的塑性变形和金相组织的变化,同时也伴随有金属体积的改变,因而必然产生内应力,并在加工后引起工件变形.2.消除或减少内应力的措施⑴ 合理设计零件结构在零件结构设计中应尽量简化结构,保证零件各部分厚度均匀,以减少铸,锻件毛坯在制造中产生的内应力;。
机械制造工艺学加工精度统计分析实验报告
机械制造加工精度的统计分析一、实验目的：1．通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法，运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律。
2．掌握样本数据的采集与处理方法，正确的绘制加工误差的实验分布曲线和x-R图并能对其进行正确地分析。
3．通过实验结果，分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法，改进工艺规程，以达到提高零件加工精度的目的，进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。
二、实验用材料、工具、设备1.50个被测工件；2.千分尺一只（量程25～50）；3.记录用纸和计算器。
三、实验原理：生产实际中影响加工误差的因素是复杂的，因此不能以单个工件的检测得出结论，因为单个工件不能暴露出误差的性质和变化规律，单个工件的误差大小也不能代表整批工件的误差大小。
在一批工件的加工过程中，即有系统性误差因素，也有随机性误差因素。
在连续加工一批零件时，系统性误差的大小和方向或是保持不变或是按一定的规律而变化，前者称为常值系统误差，如原理误差、一次调整误差。
机床、刀具、夹具、量具的制造误差、工艺系统的静力变形系统性误差。
如机床的热变形、刀具的磨损等都属于此，他们都是随着加工顺序（即加工时间）而规律的变化着。
在加工中提高加工精度。
常用的统计分析有点图法和分布曲线法。
批零件时，误差的大小和方向如果是无规律的变化，则称为随机性误差。
如毛坯误差的复映、定位误差、加紧误差、多次调整误差、内应力引起的变形误差等都属于随机性误差。
鉴于以上分析，要提高加工精度，就应以生产现场内对许多工件进行检查的结果为基础，运行数理统计分析的方法去处理这些结果，进而找出规律性的东西，用以找出解决问题的途径，改进加工工艺，提高加工精度。
四、实验步骤：1．对工件预先编号(1～50)。
2．用千分尺对50个工件按序对其直径进行测量，3. 把测量结果填入表并将测量数据计入表1。
表内的实测值为测量值与零件标准值之差，单位取µm五、 数据处理并画出分布分析图：组 距： 44.59)35(1411min max =--=--=-=k x x k Rd µm 5.5=d µm 各组组界： ),,3,2,1(2)1(min k j dd j x =±-+ 各组中值： d j x )1(min -+16.1111-==∑=ni i x n x µm 28.12)(1112=--=∑=ni i x x n σ六、 误差分析1.加工误差性质样本数据分布与正态分布基本相符，加工过程系统误差影响很小。
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。
机械加工工艺与加工精度的关系分析
机械加工工艺与加工精度的关系分析摘要：机械加工工艺会在很大程度上影响到零件的精度。
刀具磨损、工件弹性变形及机床误差等都是比较常见的引起零件加工出现较大误差的因素。
为了控制零件的精度，对零件进行加工时要注意正确使用切削液，选择合适的刀具几何角度，确定走刀路线，合理进行工件装夹并控制切削用量。
关键词：机械加工；零件；精度；机床标准的机械化生产要求机械加工精度达到极高的水平，因此保障机械加工精度显得尤为重要。
为了满足市场发展的要求，机械加工企业需要对自身机械加工工艺技术进行优化和完善，使加工制造出的零件符合工业生产精密度要求，避免机械加工过程中任何一个环节出现问题一、零件加工精度的影响因素分析1、刀具磨损刀具在长时间、大铣削力的使用过程中会出现磨损，磨损早期操作工人铣削数次后就需要修磨刀具，随着刀具磨损越加严重，所加工的零件尺寸就越难以满足精度要求。
刀具磨损是不可避免的，需要加强对刀具磨损的监测来确保刀具磨损处于允许范围内。
可采用测量切削力、测量主轴电机功率、测量切削温度、测量工件尺寸及声发射信号测量等方法判断刀具磨损情况，当发现磨损严重时及时更换。
2、工件弹性变形对一些零件进行切削时有时会出现粘刀的现象，这种现象常见于环形零件的加工中，具体表现为完成加工后环形零件内轮廓的上下部位尺寸有较小的误差。
当工件的弹塑性较好时，切削过程中受到夹紧力与切削力的影响会出现一定形变从而对零件的加工精度造成影响。
3、机床误差机床误差过大会造成零件的加工精度不能满足要求，这就要求控制机床的误差。
例如拆卸刀柄时操作不规范，敲击刀具锥柄尾部可导致锥柄表面出现瘢痕，装刀具时可能会出现主轴锥度孔划伤的情况而导致刀具不能与主轴配合，进而造成机床定位精度异常。
机床进给传动机构存在误差会导致机床不准确，钢珠丝杠副加工、安装存在误差可导致螺距误差及反向间隙的产生。
反向间隙是丝杠与螺母能灵活运动的关键，但间隙过大会造成机床几何误差增加从而降低机床精度[1]。
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机械加工工艺精度分析
一、机械加工工艺
机械加工工艺简单而言就是在机械零件和工件制造周期，应用相应的加工工艺方式对毛坯进行改善并进行加工，从而对毛坯与零件之间的吻合度实行加工处理。
从实际的加工工作层面上来看，机械加工工艺的过程主要是对加工的毛坯进行打磨，其对于零件的加工精度要求一般都比较高。
首先，粗加工主要是对毛坯进行打磨，并对零件的大体结构进行处理，之后对加工结果实行毛坯与零件大小的精度控制。
其次便是精加工，其需要借助精确的计算，将精准的毛坯与零件大小数据获取后进一步的加强精密的制造，并完成毛坯与零件的精准度控制[1]。
在加工完成之后有必要开展相应的检验工作，并借助检验将误差控制到最小，并获得所有精准零部件之后再进行包装，从整体角度上优化工艺流程，确保生产结果的准确性。
二、机械加工工艺对零件加工精度的影响
影响因素主要可以归纳为三个方面：1、内在因素。
主要是在于两个方面，加工过程中的几何精度误差以及操作过程中的不规范现象，借助全面分析认为内在影响因素对于零件加工的影响最为突出，同时这一类因素也是比较难以控制的，几何精度误差影响会导致零件存在一定的误差，对于加工工艺而言，对零件加工设备的要求比较高，设备的好坏程度均会对生产零件的精度形成直接影响[2]；2、受力因素。
在加工过程中，一般会出现系统受力变形的现象，从而导致整个系统的位置、形状等发生改变，导致系统的正常使用与安全运行遭受影响。
一方面系统本身存在一定的运行能力，所应用的刀具与夹具等构件需要长时间承担较高的工作压力，在受力过程中很容易出现位置相对改变。
另一方面系统的不同部件会遭受多方的作用力，需要承担加工零件施加的压力；3、加热因素。
在零件加工过程中，刀具、工件以及机床等物体都会出现明显的温度上升现象，其中工件的热变会促使零件的精度形成明显的改变，尤其是在温度过高时会逐渐膨胀，并在冷却后精度的差异便会更加明显。
另外，在机床发热的情况之下机床正常运行的风险比较高，对于整个零件加工的精度和质量影响也比较明显。
三、机械加工工艺对零件加工精度的控制措施
（一）零件制造中的严格控制。
根据机械加工工艺的整个流程中，想要促使几何精度误差降低到最小，就必须对加工机械设备进行适当的优化。
对于几何误差因素而言，一般是在出厂后就存在于机械加工设备当中，所以有必要对机械加工设备本身进行严格检查[3]。
在检查过程中，对于设备本身所存在的误差因素实行严格控制，并选择符合生产要求的高精度零件设备。
另外，在生产过程中，对于需要投入使用的机械设备必须先进行检查，考虑其是否需要改造，保障改造之后的机械设备合理性，同时对机械设备的日常运行情况、误差现象等进行全面性分析，及时发现误差并有效的控制，对机械的平常运行中所存在的各类误差实行针对性分析，借助分析所获取的结果明确误差因素，在输入到机械设备的操作系统中从而实现对误差的消除与控制。
（二）降低外界因素影响。
在零件加工过程中，因为存在摩擦力以及挤压力等因素，从而导致零件的加工精度遭受影响。
对此，降低外力因素对零件的加工影响非常重要，其主要目标在于减少摩擦力与挤压力两种[4]。
首先，在平常加工过程中，技术人员应当全面且认真的检查机械设备，如果借助价差发现零部件存在结合过紧或过松的问题，应当及时做好相应的控股之，提升接触面的光滑度。
其次，对机械设备的表面进行定期打磨，提升接触面的光滑程度并减少接触面和零件之间的摩擦力，降低零件在生产过程中出现过高的误差，促使零件的加工精度得到有效控制。
（三）严格控制温度变化。
机械加工的整个过程会涉及到较多的工序，同时许多工序都会形成一定的热量，所以在机械加工过程中，必须对温度变化进行严格控制。
正火与退火工序有较为明显的效果消除毛坯的内应力，规避组织中发生不均匀的问题，可以在一定程度上改善切削的性能，这一道工序能够放在粗加工阶段的前后进行，但是假设放在粗加工之前，并不能消除粗加工所形成的内应力。
对此，在加工过程中，可以采取冷水降温的处理方式，降低温度改变对另加零件加工所形成的负面影响。
四、结语
综上所述，伴随着科学技术的快速发展，机械加工技术也在不断的成熟和创新，在机械设计与加工领域中，影响零件加工精度的因素非常多，同时这一些因素会直接决定着整个加工工艺的质量、效率。
对此，为了促使制造工艺得到持续性改进，就必须清晰的认识到机械的功能与作用，并根据实际生产需求，优化和改进机械加工具体方案，推动智能化、自动化技术的应用，提升我国机械设计整
体水平，提升机械生产实用性。
参考文献：
[1]宋智勇，李晴朝，王伟，等.刀具轨迹曲率对自由曲面轮廓误差影响机理分析[J].制造技术与机床，2017，26（5）:84-89.
[2]王庆喜，郑东梅.基于机床改造智能视觉的舰船用零件的加工控制优化[J].舰船科学技术，2017，31（8）:163-165.
[3]李海林，任志贵，周斌，等.加工中心精度对壳体零件孔加工精度影响的分析[J].现代制造工程，2016，21（11）:84-87.
[4]吴伟辉，杨永强，毛星，等.激光选区熔化增材制造金属零件精度优化工艺分析[J].铸造技术，2016，14（12）:2636-2640.。