机械加工质量分析与控制

Δφ ∑= ∑Δφ wi=∑Ki Δφ i
减少传动链误差的措施：
① 尽可能缩短传动链，减少传动元件数目； ② 尽量采用降速传动，误差被缩小； ③ 提高传动元件、特别是末端元件的制造和
装配精度； ④ 消除传动间隙； ⑤采用误差补偿机构或自动补偿装置。
（3）刀具的几何误差
包括刀具切削部、装夹部的制造误差及刀具安装误差
对卧式车床ΔR ≈Δ22/D 若设Δ2= 0.1mm ,D=40mm ，则 ΔR =0.00025mm ，影响可忽略不计。 而对平面磨床、龙
门刨床误差将直接反映在工件上。
导轨在垂直面内的直线度的特殊情况为斜坡状， 加工的工件轴向形状为鞍形。
③ 前后导轨的平行度（扭曲）
卧式车床或外圆磨床若前后导轨存在平行度误差时， 刀具和工件之间相对位置发生变化，刀尖运动轨迹是一 条空间曲线，使工件产生形状误差。
镗床主轴受力随镗刀旋转方向不断变化 轴承孔误差影响大
滚动轴承结构复杂，影响主轴精度因素也较复杂
除轴承本身精度外，与配合件精度有很大关系如主轴轴 颈、支承座孔等精度
产生轴向窜动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。
主轴不同形式的回转误差引起的加工误差不同
车床上加工外圆内孔时，主轴径向跳动引起工件圆度和 圆柱度误差，对工件端面无影响；
３）机床传动链误差
指机床内传动链始末两端的传动元件间相对运动的误差， 一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。产生的原因 是传动链中各传动元件的制造误差、装配误差及磨损等。
若传动齿轮 i 在某一时刻产生转角误差为Δφi，则它所
造成传动链末端元件的转角误差：Δφ wi =KiBaidu NhomakorabeaΔφi
Ki 为该轴到末端元件的总传动比，称为误差传递系数， 若Ki大于1则误差被扩大；反之，若Ki小于1误差被缩小。 各传动件对工件精度影响的总和为：
机械加工质量分析与控制
机械加工精度
产品质量是企业的生命线
按现代质量观它包括设计质量、制造质量和服务质量
一、加工精度的基本概念
零件制造质量是保证产品质量的基础
加工质量指标分加工精度和加工表面质量
加工精度指零件加工后实际几何参数 (尺寸、形状
常用加工误差的大小来评价加工精度的高低 加工误差越小，加工精度越高
2）成形刀具法 由刀刃的形状形成工件表面形状
3）展成法
由切削刃包络面形成工件表面形状
（3）获得相互位置精度的方法
主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证
二、影响加工精度的因素
1. 原始误差 零件加工的误差是由于工件与刀具在切削过程
中相互位置发生变动而造成。工件和刀具安装在 夹具和机床上，工件、刀具、夹具、机床构成了 一个完整的工艺系统。工艺系统的种种误差，是 造成零件加工误差的根源，故称之为 原始误差。
① 定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度 ② 成形刀具 刀具形状精度直接影响工件形状精度 ③ 展成刀具 刀刃形状精度会影响工件加工精度 ④ 一般刀具 制造精度对工件加工精度无直接影响
（4）夹具的几何误差
包括夹具制造误差、安装误差及磨损 对工件尺寸精度和位置精度影响很大
（5）定位误差
包括基准不重合误差、定位副制造不准确误差 直接影响工件的尺寸精度和位置精度
轴向窜动对圆柱表面影响不大，对端面垂直度平面度影 响大，车削螺纹时会造成导程的周期性误差；
纯角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差； 在镗孔 时，会镗出的孔为椭圆形。
纯角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差；在镗孔 时，若工件进给会使镗出的孔为椭圆形。
提高主轴及支承座孔的加工精度，选用高精度轴承，提高 主轴部件装配精度、预紧和平衡等，提高主轴回转精度。
三种基本形式： a. 纯径向跳动 b. 轴向窜动 c.纯角度摆动
② 影响主轴回转精度的主要因素
轴承本身误差、轴承间隙、轴承间同轴度误差，各段轴 颈、轴孔的同轴度误差主轴系统的刚度和热变形等。 但它们对主轴回转精度的影响大小随加工方式而不同
主轴采用滑动轴承的车床类，主轴受力方向一定，主轴颈 圆度误差影响较大，轴承内径圆度误差没影响
? 零件的加工精度包括 尺寸精度、形状精度、位置精度
通常尺寸精度要求高,形位精度要求也越高
? 获得加工精度的方法
（1）获得尺寸精度的方法
1）试切法
用于单件小批生产
2）调整法
用于成批大量生产
3）定尺寸刀具法
生产率高，刀具制造复杂
4）自动控制法
切削测量补偿调整
（2）获得形状精度的方法
1）轨迹法
利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状
2）机床导轨误差
导轨精度要求主要有以下三方面：
① 在水平面内的直线度 （以卧式车床为例）
Δ 1将直接反映在工件加工表面法线方向（误差敏感方向） 上，误差ΔR =Δ1 ，对加工精度影响最大。
刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。
② 在垂直面内的直线度 Δ ２对工件的尺寸和形状误差影响比 Δ 1小得多
3.工艺系统的受力变形
（1）基本概念
（1）工艺系统刚度 工艺系统抵抗变形的能力可用工艺系统刚度 k系来描述。 垂直作用于工件加工表面的径向切削分力 F y与工艺系统在 该方向上的变形y之间的比值，称为工艺系统刚度 k 系
（6）调整误差
在工序的调整工作中所存在的误差即调整误差
一次调整后存在的误差对这一批零件的影响是不变的。 但大批量加工中存在多次调 整，不可能每次完全相同。 对全部零件来说，每次调整 误差为偶然性误差。机床调 整误差可理解为零件尺寸分 布曲线中心的最大偏移量。
加工中不产生废品的
条件：Δ fb+Δ t≤T
加工原理误差
调整误差
加工前误差
机床误差 夹具误差
原
始
误
加工中误差
差
工件装夹误差 刀具制造误差
工艺系统受力变形 工艺系统热变形 刀具磨损
加工后误差
残余应力引起变形 测量误差
２.工艺系统的几何误差
（1）加工原理误差
近似的成形运动或刃形所产生的误差，多为形状误差
（2）机床的误差 1）主轴回转误差
① 主轴回转误差概念 主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量
若扭曲误差为Δ3,工件误差ΔR≈(H/B)Δ3 ，一般车床
H/B≈2/3，外圆磨床H/B≈1，误差对加工精度影响很大
除导轨制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也 是造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降 的主要原因之一。可采用耐磨合金铸铁、镶钢导轨、贴 塑导轨、滚动导轨导轨表面淬火等措施。