【精品课件】机械制造工艺学第三章机械加工精度
机械制造工艺学第三章 机械加工精度
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1）导轨在水平面内的直线度（弯曲）Y
对于车床和外圆磨床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
车床导轨在水平面内有弯 曲后，纵向进给中刀具相对工 件轴线不能平行。因而工件表 面上形成形状误差。当导轨向 后凸时，工件产生鞍形误差。 当导轨向前凸时，工件产生鼓 形误差。
2R
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3）前后导轨的平行度（扭曲）δ
以车床为例
tg , sin y
B
H
很 小 ， tg sin
y y H
BH
B
一般车床： H 1 ~ 2
B 23
磨床：H B 1
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2、导轨导向精度的影响因素 1）导轨的制造误差 2）导轨的安装误差：对长度较长的龙门刨床、龙门铣床
和导轨磨床。他们的床身导轨为一细长结构、刚性较差，在 本身自重作用下就容易变形，若安装不正确或地基不良，都 会造成导轨弯曲变形。
3)导轨的磨损：由于使用程度不同及受力不均，机床使用 一段时间后，导轨全长上各段的磨损量不等。并且在同一横 截面上个导轨面的磨损量也不相等。
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3、提高导轨导向精度的措施 制造误差—— 机床设计制造时，应从结构、润滑、防护装置、采取 措施提高导向精度。 安装误差—— 机床安装时，应校正好水平和保证地基质量。 磨损误差—— 使用时，注意调整导轨配合间隙，同时保证良好的润 滑和维护。
折线组成的曲线，和理论的光滑渐开线有差异。
工件齿轮
滚刀 包络线
8
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）：
机械制造工艺学课件：机械加工精度及其控制
1）控制環境溫度 2）採用熱平衡措施 3）大型設備季節性的調整
4.1.6工件內應力對加工精度的影響
（1） 毛坯製造中產生的內應力
（2） 冷校直過程中產生的內應力
4.1.7 測量誤差
3.12測．量測條量件方儀的法器影的精響影度響的影響 1）測直人量接為儀與因器間素的接工測作量原、理接，觸製與造非精接度觸，測測量量、精主度動。與考 被慮測動“量測阿力量貝、原、視則靜力態”、。與分動辨態力測、量技、術絕水對準與、相責對任測心量等等。。 2）測量環境
48EI
y
L3
2）機床（夾具）部件的剛度
機床部件的變形曲線及其特點
機械製造品質分析與控制
（三次加載與卸載變形曲線的特點）
① 變形曲線是非線性的。不符合虎克定律，反映出 部件的變形不僅僅是彈性變形。
② 加載曲線與卸載曲線不重合。表明在加卸載過程 中有能量消耗。
③ 卸載後變形曲線不能回到起始點。表明在變形過 程中存在塑性變形和殘餘變形。
機械制造工藝學
機械加工精度及其控制
4.1 機械加工精度 4.2 工藝過程的統計分析
4.1 機械加工精度 4.1.1 概述
1.加工精度與加工誤差
機械製造品質分析與控制
加工精度是指加工後零件表面的實際尺寸、形 狀、位置三種幾何參數與圖紙要求的理想幾何參數 的符合程度。
加工誤差是指加工後零件實際尺寸、形狀、位 置三種幾何參數與理想幾何參數的偏離數值。
2. 加工經濟精度
機械製造品質分析與控制
指在正常加工條件下(採用符合品質標準的加工設備、 工藝裝備和標準技術等級的工人）所能保證的加工精度 和表面品質。
3. 原始誤差
機械製造品質分析與控制
机械制造工艺学第三章机械加工精度
（图3-17b） ①工件回转类机床主轴轴径的椭圆误差影响： 20产21/2/8生与轴径误差近似的加工误差。
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工件回转类机床主轴轴承孔的椭圆误差影响： ∵轴承孔受力点不变 ∴不产生加工误差。
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△z——产生刀具沿工件切向误差（ △z使工件 相对于刀具瞬间产生角位移误差φ）
z d2
2
P z P .2 P d 2 z P ( d z 2 t 2)
(zzt
d2)
2
（正负为图示刀具位置）
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综合引起的螺距误差为
PP xP yP z
（二）机床主轴的回转误差 1．基本概念 实际回转轴线对理想轴线的漂移 三种基本形式(图3－13)
2、动（效应）误差——切削过程的物理因素 所产生的误差（受力，受热，磨损等） A．加工过程中 B．加工后
例202：1/2/8精镗活塞销孔工序的原始误差。（图3－1）
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三、误差敏感方向 在误差敏感方向上系统原始误差对加工精度
的影响最大。 例如：车削外圆时，刀尖在工件法向方向上的
误差δ，引起最大加工误差△R 。 （图3－2）
第二节 工艺系统的几何精度对加工精度的影 响
一、加工原理误差 1、近似的切削成形运动 例如：数控插补原理：直线或圆弧逼近曲线的
加工，数控铣床上用球头铣刀加工曲面（行 切法）（图3－3） 2、近似的切削刀形状 例如：滚齿刀具 3、近似的计算
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二、调整误差 尺寸精度的获得方法 （一）试切法（如车外圆的5个步骤：开车对 刀；右退出车刀；进刀；走刀切削1-3mm；退 出车刀；测量；按尺寸进刀；走刀切削。） 试切法引起调整误差的因素 1、测量误差：量具，测量方法，使用条件等。 2、机床进绘机构的位移误差 3、切削状态不同产生的误差。例如：刀尖的 圆角影响。 2021/2/8
机械制造工艺学5
ydj
Fy kdj
y jj
Fy k jj
yg
Fy kg
1 1 1＋1 1 kxt k jc kdj k jj kg
工艺系统刚度分析
1 1 1＋1 1 kxt k jc kdj k jj kg
公式分析：刚度低的环节对总刚的贡献最大。 欲提高工艺系统的总刚度，应从刚度最低的环节出 发。工艺系统受力变形对加工精度的影响分析，也 应以此为原则。
刨削
车削
负刚度对加工质量不利，应尽量避免。
工艺系统的总变形
工艺系统是由机床、刀具、夹具和工件四者组成的 一个整体。
在切削力作用下，各部分都将发生变形。将各部分
在同一处的法向变形叠加，即得到工艺系统的总变
形。
yxt y jc ydj y jj yg
根据上述定义，有
y jc
Fy k jc
4 减少导轨误差的措施
（1）在机床安装时要有良好的基础，必须进行严 格的测量和校正；
（2）在机床使用期间应定期复校和调整，以减小 机床导轨的扭曲变形；
（3）加强机床的日常保养和维护，保持机床的清 洁，运动部件要经常加油润滑。
(三)、机床传动误差
1）机床传动误差： 螺纹加工或用展成法加工齿轮时，必须保证
基本形式：径向圆跳动、端面圆跳动、角度摆动
径向圆跳动：影响圆柱面的精度
交点位置 固定不变
端面圆跳动：影响端面形状和轴向尺寸精度；加工 螺纹时，影响螺距精度
角度摆动：影响圆柱面与端面加工精度
实际的主轴回转误差是这三种误差的综合，周期性 的合成运动。
2、主轴回转误差的影响因素
主轴误差、轴承误差、轴承间隙、轴承与孔的配合、 主轴系统的径向不等刚度、热变形（润滑、冷却）
机械制造工艺学
1.基准可分为设计基础和工艺基础两大类。
2.工艺基础又可进一步分为：工序基准，定位基准，测量基准和装配基准。
3.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。
4.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。
5.零件的加工精度包含：尺寸精度、形状精度、位置精度。
6.工艺系统：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。
7.误差的敏感方向：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）。
8.加工原理误差：采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。
9.引起机床误差的原因是机床的制造误差、安装误差、磨损。
10.导轨导向精度：机床导轨副的运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度，这两者之间的偏差值则称为导向误差。
11.直线导轨的导向精度包括：1）导轨在水平面内的直线度△y（弯曲）。
2）导轨在垂直面内的直线度△z（弯曲）。
3）前后导轨的平行度δ（扭曲）。
4）导轨对主轴回转轴线的平行度（或垂直度）。
12.主轴回转轴线的运动误差可以分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和倾角摆动。
13.减少传动链传动误差的措施：1）传动件数越少，传动链越短，△φ∑就越小，因而传动精度就高。
2）传动比i小，特别是传动链末端传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就越小。
采用降速传动是保证传动精度的重要原则3）传动链中各传动件的加工、装配误差对传动精度均有影响，但影响的大小不同，最后的传动件的误差影响最大，故末端件应做得更精确些。
4）采用校正装置。
14.工艺系统刚度k，是指工件加工表面在切削力法向分力Fp的作用下，刀具相对工件在该方向上位移y的比值。
15.引起工艺系统变形的热源可分为内部热源和外部热源两大类。
16.减少工艺系统热变形对加工精度影响的措施：1）减少热源的发热和隔离热源。
机械加工精度(完整版)
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
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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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机械制造工艺学完整ppt课件
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二、加工余量与工序尺寸及公差的确定
1.加工余量的基本概念
加工余量是指加工时从加工表面上切除的金属 层总厚度。加工余量可分为工序余量和总余量。 在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成 品零件图的设计尺寸之差，称为加工总余量(毛 坯余量)，即某加工表面上切除的金属层总厚度。
(一)机械加工工艺规程的设计原则
1)确保加工质量，可靠地达到产品图样所提出的 全部技术条件；
2)提高生产率，保证按期完成并力争超额完成生 产任务；
3)减少人力和物力的消耗，降低生产成本；
4)尽量降低工人的劳动强度，使操作工人有安全 良好的工作条件。
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(二)机械加工工艺规程的制订步骤和内容
保证的加工精度和表面粗糙度。详见附录A1~A10。
2．被加工材料的性能
3．生产类型
4．本厂(或本车间)的现有设备情况及技术条件
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四、加工顺序的安排
机械加工工序，热处理工序，辅助工序等 。
1．机械加工工序 ：(1)先基面后其他，(2)先粗后精 ，(3)先 主后次（主要表面是指装配基面、工作表面等；次要表 面是指非工作表面 ），（4）先面后孔。
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序举例2
一个阶梯轴的生产工艺过程：
工序1：铣端面、打顶尖孔
工序2：车外圆 工序3：粗磨外圆 工序4：热处理 工序5：精磨外圆
粗磨和精磨使用同一台 磨床能不能看成是一个 工序呢？
工序6：钳工修理
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机械制造工艺学基础
机械制造工艺学基础概述刀具切削部分的几何参数1.1金属切削的基础知识刀具材料金属的切削过程磨削机理车削外圆1.2外圆表面加工磨削外圆外圆表面的光整加工外圆表面的加工方法选择钻孔扩孔铰孔1.3内孔表面加工镗孔拉孔珩磨磨孔研磨第一章孔的精密加工滚压机械加工内孔表面的加工方法选择金刚镗原理与方法平面的车削加工平面的铣削加工平面的刨削和拉削加工1.4平面加工平面磨削平面的精密加工平面刮研平面研磨平面抛光平面的加工方案沟槽的车削加工1.5沟槽加工沟槽的铣削加工沟槽的刨削和插削加工特形面的车削1.6特形面加工特形面的铣削螺纹的车削普通螺纹的加工攻螺纹和套螺纹梯形螺纹的车削1.7 螺纹加工传动螺纹的加工梯形螺纹的铣削梯形螺纹的精加工螺纹的加工方案概述第一章机械加工铣齿原理与方法滚齿插齿剃齿1.8齿轮加工齿面精加工珩齿磨齿常用齿轮齿形加工方法的工艺特点及应用齿轮齿面加工方案一机床夹具的作用二机床夹具的分类2.1概述三机床夹具的组成一六点定位原理完全定位二定位方式不完全定位欠定位2.2机床夹具重复定位的定位原理和定位元件工件以平面定位及其定位元件三定位元件工件以内孔定位及其定位元件工件以外圆柱面定位及其定位元件1 基准不重合误差2.3定位误差1）平面定位的分析与计算一定位误差产生的原因2）用圆柱销，定第二章 2 基准位移误差位心轴定位机床夹具3）用定位套定位基础知识4）用V形块定位二定位误差的计算（1）动力装置1 夹紧装置的组成一夹紧装置的（2）夹紧机构组成及基本要求 2 夹紧装置的基本要求1 夹紧力的方向选择2.4机床夹具二夹紧力的确定 2 夹紧力的作用点选择的夹紧装置 3 夹紧力的大小1 斜楔夹紧机构2 螺旋夹紧机构3 偏心夹紧机构三典型夹紧机构刚性定心夹紧机构4定心夹紧机构弹性斜定心夹紧机构2.5典型机床一车床夹具专用夹具实例二钻床夹具三铣床夹具生产技术准备过程毛坯制造过程生产过程零件的加工过程生产过程和工艺过程产品的装配过程产品的辅助劳动过程工艺过程3.1基本概念工序安装机械加工工艺过程的组成工位工步走刀生产纲领生产纲领与生产类型单件生产小批生产第三章生产类型成批生产中批生产机械加工大量生产大批生产工艺规程的制定工艺规程的内容机械加工工艺过程卡片作用与格式机械加工工艺卡片3.2机械加工工艺规程的编制机械加工工序卡片技术上的先进性制定工艺规程的原则经济上的合理性有良好的劳动条件产品的装配图和零件图产品验收的质量标准产品的生产纲领需要的原始资料毛坯资料现场设备和工艺装备国内外生产技术的发展情况有关的工艺手册及图册制定工艺规程的步骤1.分析研究产品的装配图和零件图2.按零件批量大小确定生产类型4.拟定工艺路线3.确定毛坯的种类和尺寸，画出毛坯的草图，作出材料预算5.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差6.确定各工序的设备，刀具，夹具，量具和辅助工具7.确定切削用量和工时定额8.确定各主要工序的技术要求及检验方法9.填写工艺文件零件的结构工艺性分析各加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状精度零件的技术要求分析主要加工表面间的相互位置精度各表面的表面粗糙度及表面质量方面的要求热处理及其他要求，如动平衡，配重等3.3零件的铸件———时效结构工艺性分析毛坯的锻件———正火及毛坯的选择类型及型材特点型材焊接件———时效毛坯的选择零件对材料的要求毛坯生产纲领的大小选择的零件结构形状和尺寸大小原则现有生产条件第三章1设计基准机械加工工序基准工艺规程一基准的2工艺基准定位基准的制定概念与分类测量基准装配基准1作为基准的点，线，面在工件上不一定存在（如球心，轴心线，中心平面等），通常由3基准的分析某些具体表面来体现，这些表面称为基面2各表面间的位置精度（如平行度，垂直度）也有基准关系基准重合原则基准统一原则3.4定位基准 1 精基准的选择自为基准原则的选择互为基准原则1如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作粗基准二定位基准2如果必须首先保证工件某重要表面的的选择余量均匀，应选择该表面作粗基准2 粗基准的选择3作为粗基准的表面，应面积大，平整，光洁，没有浇口，冒口，坡口或飞边等缺陷，以便定位和夹紧可靠。
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
机械制造工艺学一、二、三章
5. 自动控制法 这种方法是把测量、进给装置和控制系统组成一个 自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成的。 初期的自动控制法是利用主动测量和机械或液压 等控制系统完成的。目前已采用按加工要求预先 编排的程序，由控制系统发出指令进行工作的程 序控制机床（简称程控机床）或由控制系统发出 数字信息指令进行工作的数字控制机床（简称数 控机床），以及能适应加工过程中加工条件的变 化，自动调整加工用量，按规定条件实现加工过 程最佳化的适应控制机床进行自动控制加工。自 动控制法加工的质量稳定、生产率高、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。
广义制造概念的形成过程主要有以下几方面原因。 （一）工艺和设计一体化 它体现了工艺和设计的密切结合，形成了设计工艺 一体化，设计不仅是指产品设计，而且包括工艺 设计、生产调度设计和质量控制设计等。 人类的制造技术大体上可分为三个阶段，有三个重 要的里程碑。 1. 手工业生产阶段 2. 大工业生产阶段 3. 虚拟现实工业生产阶段
第三节制造过程
市场需求→产品开发和设计→产品的生产过程-→ 市场对产品的评价”这个完整的循环过程，这个 过程称为制造过程。
“生产过程”和“制造过程”从字面上看，区别不大。但是，从上述定义来 分析，“制造过程”的含义就丰富多了。 首先，由于在制造过程的概念中，产品的开发和设计是由市场决定的，制造 业必然要适应市场经济体制转变，是现代制造技术所必须的条件。 其次，生产过程中人们关注的重点是将原材料转变为成品（产品）的物质形 态转变，即物质流，这是传统制造工艺技术的主要内容。而在制造过程中， 除了研究物质流外，还要研究控制物质流的信息流，如：对市场需求的分析， 对生产过程中物质流的规划、组织、管理和控制，对物料的采购、存储和销 售，经营决策和管理，市场开发和服务等，以及现代制造技术中的柔性自动 化技术和控制技术，智能制造技术也都有信息流的内容。因此，需要对信息 进行采集、分析和处理的信息流。 制造过程中除了物质流、信息流外，还有能量流，它是指制造过程中的能量 消耗及其流程，物质流、信息流和能量流统称制造过程的三流。
机械制造工艺学第三章
工序号 1 2
3
4 5
工序名称
工步
备料
1车大头端面
车
2车大外圆
3大端倒角
调头车
1车小头端面 2车小端外圆
3小端倒角
铣键槽
1粗铣键槽 2精铣键槽
（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。 注意：在同一工序内完成的工作必须是连续的。只要工人、工作地点、工作对
象之一发生变化或工作不是连续的，那么，工作内容就应变成另一工序。
d1 d2
l L
工序2和3可合成一道工序
2、安装：
安装是工序中装夹工件所完成的那部分工艺过程。在一道工序中可以进
行多次安装。如上图…；在平面磨床上，磨车床的刀架座需装夹4次。
注意：从减少安装误差和装夹工件的时间来考虑，应尽量减少安装次数。
3、工位
在同一工序中，为了减少因多次安装带来的误差和时间损失往往采用 转位工作台或者转位夹具。
工位：是在工件的一次安装中，工件相对于机床刀具或机床固定部分所 占住一个每一个位置。
4、工步 在一道工序中可能需加工多个表面而只用一把刀具，也可能加工
2、如果必须保证某加工表面余量均匀就应该选择表面为粗基准
3、选择粗基准时务求定位准确夹紧可靠，选作粗 基准的平面要求平整光洁，有足够大的尺寸， 不允许有锻造飞边，铸造浇冒口，更不能用分 型面作粗基准。
4、粗基准应尽量避免重复使用，在同一尺寸方向 上只允许使用一次，以后加工都要选已经加工 过的表面作为精基准。
具体方法: 一般总是根据零件的结构特点、主要表面的技术要求(包括从工艺角 度提出来的)和工厂的具体条件，首先选择它的最终加工方法，然后再逐一选择前 道工序的加工方法，选择主要表面的加工方法以后，再选择次要表面的加工方法。
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（设车刀刀夹中心与工件轴或等高） 2）在垂直面内的直线度△Z （图3－6b）
(R R z)2 R 2 Z 2
忽略 R项Z2
RZ
Z 2 2R
R ∵
R＜ ＜ Ry Z
∴ Z RZ＜ ＜ Ry
可以忽略
（3）扭曲误差
与机床导轨结构及主轴中心高有关（图3－7）
RYrHH
B
（4）导轨与主轴轴线相互位置误差 水平面内平行度误差 车——锥度 镗——椭圆 垂直内平行度误差 车（度）—双曲线 镗——椭圆 图3-9
转角误差计算
x 1 0
y
0
cos
z 0 sin
x1
E
i
y
1
z1
0 x1
sin
y1Leabharlann cos z1 Ei ——坐标变换矩阵
记列矩阵：rx y zT r1x1 y1 z1T
则： rEir1
同理：有 E j ， Ek
Ei
当σ1旋转α、β、γ时
有： r Ei Ej Ek r1 Er1 式中：E Ei Ej Ek
例如：自动或半自动磨床，
取决于自动检测装置精度和自动反馈控制系统 控制精度。
三、机床误差 例如：铣床的精度检验项目有多项
（一）机床导轨导向误差（来源于加工，装配， 安装，磨损，温度等）
1、导向误差（直线度，扭曲度及偏离，平行， 垂直等）
例车床直线度（图3－5） 1）在水平面内的直线度 △Y （图3－6a）
R02 2 2R0 cos R0
cos 2
2R0
当 0 时， Rmax
当 900
时，
R m in
2
2 R0
2 （忽略了2 R 0
）
（当δ很小时，△Rmin可忽略）
四、研究加工精度的方法 1、单因素分析法：分析某一原始误差对加工
精度的影响。 通过分析计算，测量，实验等方法。 2、统计分析法： 对一批工件测量，并对测量数据进行处理，判
（5）减少导轨误差的措施 设计：结构、材料、热处理方式、润滑方式、
防护装置等。 制造：时效处理、表面待火年理、精度工序等。 调整：调间隙、调水平等。 使用：地基、安装、维护（清洗、防锈、润滑）
2．导轨误差的理论分析方法 滑板在导轨上运动，导向：限制了5个自由度。 坐标系的建立：
直角坐标系： o,i,j,k——与导轨固连
通常i轴与主轴平行或垂直
直角坐标系 1o 1;i1,j1,k1——与滑板固连 直角坐标系 o;i,j,k——滑板上的参考坐
标系。随滑板平移时，各坐标轴方向始终与导
轨固连各坐标轴方向一致。
设：刀具或工件
上的任意点： P ( x ,y ,z )( x 1 ,,y 1 ,z 1 )( x , ,y ,z )
第三章机械加工精度
第一节 概述 1、机械产品的质量
取决于零部件的加工质量，产品的装配质量。 2、零件的加工质量
1）几何形状——加工精度、表面粗糙度 2）物理性能——硬度、强度、韧性、耐磨 性等。 3）化学性能——耐磨蚀性能。 4）其它性能
机械加工精度： 尺寸、形状、位置
加工精度与加工误差： 加工的大小，表明加工精度的高低。 加工精度与设计精度、生产效率、加工成本
若点P随σ沿j、k平移， 绕坐标i′j′k′转动α，β，γ角，则P点位
置变化，产生加工误差。 其中： △yt ，△zt——由与i轴的偏离而造成（导轨与
主轴轴线在水平、垂直面内平行度误差）。 α——由扭曲造成 β——由垂直面内直线度造成 γ——由水平面内直线度造成
（图3－10），其中
x x1
:y y1 cosz1sin z y1sinz1 cos
断加工误差的性质，从而找出产生误差的原 因。 3、实际生产中，两种方法结合应用。
第二节 工艺系统的几何精度对加工精度的影 响
一、加工原理误差 1、近似的切削成形运动 例如：数控插补原理：直线或圆弧逼近曲线的
加工，数控铣床上用球头铣刀加工曲面（行 切法）（图3－3） 2、近似的切削刀形状 例如：滚齿刀具 3、近似的计算
当α、β、γ值很小时，近似有： sin,sin,sin
cos 1,cos1,cos 1
0
得：
1
E
1
1
P点的线位移误差（由转角误差引起的）为：
xr x x1
yryy1rr11 E1 rr1EIr1
zr z z1
I——单位矩阵 综合△xt(进给误差)、△yt、△z t和转角引起的
例：精镗活塞销孔工序的原始误差。（图3－1）
三、误差敏感方向 在误差敏感方向上系统原始误差对加工精度
的影响最大。 例如：车削外圆时，刀尖在工件法向方向上的
误差δ，引起最大加工误差△R 。 （图3－2）
R OA OA
R02 2 2R0 cos R0 cos 2
2R0
分析：
R OA OA
有关。 加工精度与工艺系统精度（原始误差）。
工艺系统——由机床、夹具、刀具、工件组成 的统一体。
设计精度：由零件工作图上的尺寸，形状，位 置公差确定。
二、影响机械加工精度的因素（原始误差分析）
原始误差——工艺系统偏离理想位置产生的误 差。
1、几何误差——工艺系统初始状态的误差 （加工前） 二、影响机械加工精度的因素（原始误差分析）
原始误差——工艺系统偏离理想位置产生的误差。 1、几何误差——工艺系统初始状态的误差（加工前）
A、静态误差 A、静态误差 B、动态误差
B、运动误差 2、动（效应）误差——切削过程的物理因素所产生的误差（受力，受热，磨损等） A．加工过程中 B．加工后
2、动（效应）误差——切削过程的物理因素 所产生的误差（受力，受热，磨损等） A．加工过程中 B．加工后
（二）调整法 如车台阶长度时的位置调整
引起调整误差的因素 1、定程机构误差
液压死挡铁＜0.01(精度高) 电气行程开关＜0.01（灵敏度）
2、样件或样板误差 3、测量有限试件造成误差
（三）其它方法 1、定尺寸刀具法
例如：钻孔，铰孔，浮动镗等
取决于刀具的相关尺寸精度（与刀具制造，安 装，磨损有关） 2、自动控制法
二、调整误差 尺寸精度的获得方法 （一）试切法（如车外圆的5个步骤：开车对 刀；右退出车刀；进刀；走刀切削1-3mm；退 出车刀；测量；按尺寸进刀；走刀切削。） 试切法引起调整误差的因素 1、测量误差：量具，测量方法，使用条件等。 2、机床进绘机构的位移误差 3、切削状态不同产生的误差。例如：刀尖的 圆角影响。