机械加工精度的概念
机械加工质量控制
机械加工质量控制机械零件的加工质量包括两个方面：加工精度和表面质量。
（一）加工精度的概念加工精度就是指加工后的零件在形状、尺寸、表面相互边线等方面与理想零件的合乎程度。
它由尺寸精度、形状精度和边线精度共同组成。
尺寸精度：指加工后零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度。
形状精度：指加工后零件表面本身的实际形状与理想零件表面形状之间的符合程度。
边线精度：指加工后零件各表面之间的实际边线与理想零件各表面之间的边线的合乎程度。
（二）机械加工精度获得的方法1．尺寸精度的赢得方法1）试切法这是一种通过试切工件—测量—比较—调整刀具—再试切—……再调整，直至获得要求的尺寸的方法。
2）调整法就是按试切不好的工件尺寸、标准件或对刀块等调整确认刀具相对工件定位基准的精确边线，并在维持此精确边线维持不变的条件下，对一批工件展开加工的方法。
3）定尺寸刀具法在加工过程中采用具有一定尺寸的刀具或组合刀具，以保证被加工零件尺寸精度的一种方法。
4）自动控制法通过由测量装置、切削装置和焊接机构以及控制系统共同组成的掌控加工系统，把加工过程中的尺寸测量、刀具调整和焊接加工等工作自动顺利完成，从而赢得所建议的尺寸精度的一种加工方法。
2．形状精度的获得方法机械加工中赢得一定形状表面的方法可以概括为以下三种。
1）轨迹法此法利用刀具的运动轨迹形成要求的表面几何形状。
刀尖的运动轨迹取决于刀具与工件的相对运动，即成形运动。
用这种方法赢得的形状精度依赖于机床的成形运动精度。
2）成形法此法利用成形刀具代替普通刀具来获得要求的几何形状的表面。
机床的某些成形运动被成形刀具的刀刃所取代，从而简化了机床结构，提高了生产效率。
用这种方法赢得的表面形状精度既依赖于刀刃的形状精度，又离不开机床成形运动的精度。
3）范成法零件表面的几何形状是在刀具与工件的啮合运动中，由刀刃的包络面形成的。
因而刀刃必须是被加工表面的共扼曲面，成形运动间必须保持确定的速比关系，加工齿轮常用此种方法。
机械加工的精度
机械加工的精度引言机械加工的精度是评估加工工艺和零件质量的重要指标之一。
精度是指零件与其设计尺寸之间的偏差程度。
在机械加工领域，精度的提高可以直接影响到产品的质量和性能。
因此，了解机械加工的精度对于保证产品质量具有重要意义。
精度的定义精度可以分为几个不同的概念，包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
下面分别对这些概念进行探讨。
尺寸精度尺寸精度指的是零件尺寸与其设计尺寸之间的差异。
这个差异可以通过测量零件的尺寸并与设计尺寸进行比较来确定。
尺寸精度通常用公差来表示，即在设计阶段就规定的可接受的尺寸范围。
尺寸精度的提高需要采用更加严格的制造工艺和更加精密的加工设备。
形状精度形状精度是指零件表面形状与其设计形状之间的偏差程度。
形状精度通常涉及到轮廓、直线度、平面度、圆度等各种形状参数。
形状精度对于一些需要与其他零件配合的零件尤其重要，因为形状精度的差异可能会影响到零件的配合性能。
位置精度位置精度是指零件特定特征的相对位置与其设计位置之间的差异。
这个差异可以通过零件的测量和位置分析来确定。
位置精度通常与夹持、定位和加工顺序等因素有关。
位置精度的提高需要更加精细的工艺控制和更加准确的加工设备。
提高精度的方法要提高机械加工的精度，可以采取以下几种方法：1. 选择合适的加工工艺不同的加工工艺对于不同的零件具有不同的适应性。
选择合适的加工工艺可以减少加工误差并提高加工精度。
例如，对于需要加工高精度的零件，可以选择数控加工或激光加工等高精度加工工艺。
2. 优化机床和刀具机床和刀具是机械加工的重要设备。
优化机床和刀具的性能可以提高加工的稳定性和精度。
例如，采用更加刚性和稳定的机床可以减少振动和变形；选择质量优良的刀具可以提高切削质量和加工表面精度。
3. 控制加工参数加工参数的调整对于提高机械加工的精度至关重要。
合理地设置切削速度、进给速度和切削深度等加工参数可以减小加工误差并提高加工质量。
此外，对于一些需要特殊处理的零件，可以采用后处理的方法来进一步提高精度。
机械加工精度名词解释
机械加工精度名词解释
机械加工精度指的是针对零件或工件加工过程中所要求的尺寸、形状、位置、表面粗糙度等方面的精确度。
精度是指实际测得结果与理论值之间的偏差或误差程度，常用的机械加工精度名词包括以下几个：
1. 尺寸精度：指零件加工后尺寸测量值与设计尺寸之间的偏差。
这是表征零件尺寸准确程度的指标，通常用公差表示。
2. 形状精度：指零件加工后形状特征与设计要求之间的偏差。
例如，平整度、圆度、直线度等，用来描述零件表面的平整程度以及曲线、直线等特征的精确程度。
3. 位置精度：指零件加工后特定特征之间的相对位置偏差。
常用的位置精度名词包括平行度、垂直度、同轴度等，用来描述零件特征在空间中的位置关系。
4. 表面粗糙度：指加工后零件表面的光洁程度。
常用参数包括Ra（平均粗糙度）、Rz（Z向平均粗糙度）等，用来描述零件表面的粗糙度。
这些机械加工精度的指标对于确保零件的质量和功能至关重要，能够影响到零件的装配性能和使用寿命。
机械加工精度与加工表面质量
机械加工精度与加工表面质量机械加工精度和加工表面质量是衡量机械加工工艺质量的两个重要指标。
机械加工精度是指加工件在尺寸、形状、位置和几何特征等方面的精确度，而加工表面质量则是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。
这两个指标在现代制造业中具有重要的意义，直接关系到产品的质量和性能。
1. 机械加工精度机械加工精度通常表示加工件与其设计尺寸之间的误差。
机械加工精度的高低直接影响着加工件的装配性能和使用寿命。
常见的机械加工精度包括以下几个方面：1.1 尺寸精度尺寸精度是指加工件的几何尺寸与其设计尺寸之间的偏差。
尺寸精度可以通过测量加工件的长度、直径、角度等几何参数来评估。
通常，尺寸精度可以分为直线度、平行度、圆度、圆柱度、角度度等几个方面。
1.2 形状精度形状精度是指加工件的形状与设计形状之间的误差。
形状精度通常包括圆度、平面度、圆锥度、曲率半径等方面。
1.3 位置精度位置精度是指加工件上各个特征点的位置与设计位置之间的误差。
位置精度可以通过测量加工件上的特征点坐标来评估。
常见的位置精度指标有平行度、垂直度、位置误差等。
2. 加工表面质量加工表面质量是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。
加工表面质量直接影响着摩擦、磨损、润滑等性能，同时也会影响产品的外观质量。
常见的加工表面质量指标包括以下几个方面：2.1 光洁度光洁度是指加工件表面的光亮程度。
光洁度往往是使用表面粗糙度指标来评估的，一般可通过光学显微镜、表面形貌仪等设备进行测量。
2.2 粗糙度粗糙度是指加工件表面的不规则程度。
表面粗糙度通常用Ra值表示，Ra值越小代表表面越光滑。
可以通过表面粗糙度仪进行测量，也可以使用触摸法、光学法等方法。
2.3 表面缺陷表面缺陷是指加工件表面的瑕疵、裂纹、划痕等缺陷。
表面缺陷会降低产品的整体质量和可靠性，因此正常加工过程中要尽量避免表面缺陷的产生。
3. 如何提高机械加工精度和加工表面质量为了提高机械加工精度和加工表面质量，可以从以下几个方面入手：3.1 选择合适的机床和刀具机床和刀具是机械加工的基础设备，选择合适的机床和刀具对于提高加工精度和表面质量非常重要。
机械加工精度的概念
机械加工精度的概念1. 加工精度与加工误差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。
实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
2.加工经济精度由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。
任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。
加工误差δ与加工成本C成反比关系。
某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，在这个范围内都可以说是经济的。
3. 原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。
4.研究机械加工精度的方法a) 研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。
b) 采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动二、工艺系统集合误差1.机床的几何误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。
机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
机床的磨损将使机床工作精度下降。
主轴回转误差机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
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。
它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。
机械加工质量
（4）调整误差 机械加工过程中的每一道工序都要进行各种各样 的调整工作，由于调整不可能绝对准确，因此必 然会产生误差，这些误差称为调整误差。
2、工艺系统的受力变形 （1）工艺系统的刚度 机械加工过程中，工艺系统在切削力、传动力、惯
性力、夹紧力、重力等外力的作用下，各环节将 产生相应的变形，使刀具和工件间已调整好的正 确位置关系遭到破坏而造成加工误差。例如，在 车床上车削细长轴时，工件在切削力的作用下会 发生变形，使加工出的工件出现两头细中间粗的 腰鼓形
第七章 机械加工质量
尺寸精度
机械加工精度
形状精度
加 工 质 量
表面质量
位置精度 表面粗糙度
表面层的物理、力学性能
第一节 概述 一、机械加工精度 1、机械加工精度的概念
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。
3）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。 4）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。
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。
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。
41
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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机械加工精度的相关概念
机械加工精度的相关概念1. 简介机械加工精度是指工件在加工过程中所能达到的尺寸和几何形状的精确程度，也是衡量加工质量的重要指标之一。
机械加工精度的提高可以提高零部件的互换性、可靠性和使用寿命，对提高产品的质量和效益具有重要意义。
2. 加工精度的分类根据加工对象的不同，机械加工精度可以分为整体精度和局部精度两种。
2.1 整体精度整体精度是指整个工件所具备的尺寸和几何形状的精确程度。
在机械加工中，常用的整体精度指标有：•尺寸精度：即工件加工后尺寸与设计尺寸之间的偏差。
常见的尺寸精度表示方法有公差、偏差、界限尺寸等。
•形状精度：描述工件的几何形状特征，如直线度、平面度、圆度、平行度、垂直度等。
•位置精度：描述工件间的位置关系，如平行度、垂直度、同轴度等。
2.2 局部精度局部精度是指工件上某一局部区域的尺寸和形状精度。
在机械加工中，常用的局部精度指标有：•表面粗糙度：描述工件表面的光洁程度，常用的表面粗糙度参数有Ra、Rz等。
•轮廓误差：描述工件轮廓与理论轮廓之间的偏差，常用的轮廓误差参数有最大偏差、最小偏差等。
•合拢误差：描述工件套合尺寸与设计尺寸之间的偏差，常用的合拢误差参数有最大间隙、最小间隙等。
3. 加工精度的影响因素机械加工精度受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 设备精度设备精度是指加工设备本身的精确程度。
设备数控系统的精度、主轴精度、传动系统精度以及位置测量系统的精度等都会影响到加工精度。
3.2 工艺参数工艺参数对加工精度具有重要影响。
如切削速度、进给速度、切削深度等参数的选择会直接影响到工件的精度。
3.3 刀具刃磨刀具刃磨的质量对加工精度影响很大。
刃磨时要注意刃磨角度的控制，刃磨后的刃口应具备良好的切割能力，避免加工出现毛刺、切屑、划痕等问题。
3.4 工件材料工件材料的性能和物理特性也会对加工精度产生影响。
不同材料的切削特性不同，对切削工具的磨损、切削力等都会产生影响。
4. 加工精度的控制方法为了提高机械加工精度，可以采取以下控制方法：4.1 设备检修与校准定期对加工设备进行检修和校准，确保设备处于最佳工作状态。
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
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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
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三、影响加工精度的因素(原始误差)
误差敏感方向
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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
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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。
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1.获得尺寸精度的方法
机械加工精度与加工误差
机械加工精度与加工误差机械加工是制造业中的重要工艺之一，主要涉及到钣金加工，车削加工，铣削加工等不同类型的加工工艺。
在加工过程中，精度和误差是非常重要的概念，精度指的是加工零件尺寸与设计图纸所规定尺寸之间的偏差，而加工误差则是指加工零件实际尺寸与设计要求尺寸之间的差异。
本文就从这两个方面来介绍机械加工中精度和误差的相关知识。
一、机械加工精度机械加工的精度主要包括工件尺寸精度和几何精度两个方面。
1. 工件尺寸精度工件尺寸精度指的是加工出的工件的各个尺寸参数的精度程度，这种精度关系到一个零部件是否能够与其他零部件匹配，从而保证整个装配的精度。
在机械加工过程中，尺寸精度主要由机床本身的精度、刀具和夹具等的精度、加工材料的性质以及机工操作的技术水平等多种因素综合作用所决定。
在机械加工中需要控制的工件尺寸精度可以根据精度要求的不同，分为以下几类：（1）高精度：±0.001mm以内（2）中等精度：±0.01mm 以内（3）一般精度：±0.1mm以内2. 几何精度几何精度是指加工出的零件与其要求的几何形状要求之间的误差。
几何精度包括以下几个方面：直线度、平面度、圆度、圆柱度、倾斜度、同轴度、互相垂直度、翻转度和角度误差等。
在机械加工过程中需要控制的几何精度同样可以根据不同的要求进行分类：（1）高精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度都要求在0.005mm以内。
（2）中等精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度不超过0.01mm，而其他几个精度值需达到中等精度要求即可。
（3）一般精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度需达到一般精度要求（0.1mm以内），而其他几个精度值可以稍高一些。
二、机械加工误差机械加工误差是由于加工过程中所产生的无法避免的错误，包括各个零部件之间的误差、机床刚性等因素带来的误差及非机械因素带来的误差等。
1. 设备误差设备误差是指加工设备本身的误差造成的误差，包括机床热变形、运动误差、加工速度误差、机床导轨偏差等因素。
简析控制机械加工质量的措施
简析控制机械加工质量的措施1.机械加工精度的概念及内容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）与理想几何参数相符合的程度。
它们之间的差异称为加工误差。
加工误差的大小反映了加工精度的高低。
误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。
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。
在相同中的各种因对准确和完足产品的工加工方法，的生产条件下所加工出来的一批零件，由于加工素的影响，其尺寸、形状和表面相互位置不会绝全一致，总是存在一定的加工误差。
同时，从满作要求的公差范围的前提下，要采取合理的经济以提高机械加工的生产率和经济性。
2.机械加工产生误差主要原因2.1机床的几何误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。
机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
机床的磨损将使机床工作精度下降。
（1）主轴回转误差，机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
（2）导轨误差，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。
除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使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。
（3）传动链误差，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。
一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
2.2 刀具的几何误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。
采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，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，其制造误差对工件加工精度无直接影响。
夹具的几何误差：夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。
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
3-1机械加工精度与获得方法
面之间位置精度的加工方法。
12
9
自动控制法 这种方法是用度量装置、进给机构和控制系统构成加工过 程的自动循环，即自动完成加工中的切削、度量、补偿调整等
一系列的工作，当工件达到要求的尺寸时，机床自动退刀，停
止加工。
10
2.获得形状精度的方法 成形刀具法: 加工精度主要取决于刀 刃的形状精度。
轨迹法: 加工精度则与机床的精度关系密切。例如，车
进而控制加工质量。
6
三 获得机械加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法
（1）试切法：试切-测量-调整-再试切-……（单件小批量） （2）调整法：预先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并 在一批零件的加工过程中保持此位置不变，以保持被加工零件尺 寸的加工方法。（大批量生产） （3）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部分 的尺寸的加工方法。（孔，槽和成形表面的加工） （4）自动控制法：在加工过程中，通过由尺寸测量装置、动力 进给装置和控制机构等组成的自动控制系统，自动完成工件尺寸 的测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列动作，当工件达到 要求的尺寸时，发出指令停止进给和此次加工，从而自动获得所 7 要求尺寸精度的一种加工方法。（数控机床）
华中科技大学机械科学与工 程学院熊良山制作
零件的的加工精度包括：尺寸精度、形状精度和相互位置精 度，三者之间是既有区别又有联系的。 形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差又要限制在尺
寸公差之内。
例如：为保证轴颈的直径尺寸精度，则轴颈的圆度误差不应
超出直径的尺寸公差。当尺寸精度要求高时，相应的位置、
第一节
机械加工精度与获得方法
一 机械加工精度的基本概念 1.加工精度
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、 形状及各表面相互位置等参数）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。反之，越低。
机械加工精度的基本概念
机械加工精度的基本概念机械加工精度，这个词一听就有点高大上，但其实它跟我们生活中的很多东西都有关系。
想象一下，你要做个精致的手工艺品，结果发现每一刀都歪歪扭扭，那可真是让人抓狂呀。
就像我们平常做菜，一刀切下去要是菜不齐整，那吃起来的感觉都不对劲。
所以，机械加工精度其实就是讲究一个“准”字，能不能把每个零件加工得刚刚好。
就像师傅的手艺，能把刀刃磨得恰到好处，既不多也不少。
说到机械加工，很多朋友可能想到的是那些嘈杂的工厂和忙碌的机器。
没错，机械加工就是在这些车间里进行的。
机器一开动，声音就像打雷一样，震耳欲聋。
可就是在这样的环境里，师傅们用他们的智慧和技巧，把一块冰冷的金属变成你想要的形状。
就像魔术师变戏法，几下功夫，一个复杂的零件就诞生了。
你说这多神奇啊，真是让人忍不住想鼓掌！在机械加工的世界里，精度可以说是王道。
它就像是万里长征的第一步，只有迈好了，后面的路才能顺畅。
如果一个零件的精度不过关，那可就像穿错鞋，走路都觉得别扭。
你想啊，汽车的发动机、飞机的翅膀，哪个不是靠精度来确保它们的安全和性能的？如果发动机的零件稍微差点，那发动机就可能“罢工”，结果你可就麻烦了。
安全第一，大家都懂这个道理。
什么是精度呢？简单来说，精度就是指加工后零件的实际尺寸和理想尺寸之间的差距。
理想的尺寸就像我们的目标，大家都想追求完美，但在实际加工中，难免会有一些误差。
这个误差有时候就像你做数学题时的“失误”，看似不大，可是凑到一起就显得很关键了。
人们常说“千里之行，始于足下”，在机械加工中，这句话同样适用。
每一个小细节都得注意，才能达到想要的结果。
在实际操作中，影响加工精度的因素有很多。
机器的精度、刀具的磨损、操作工的经验，都对最终的效果有很大的影响。
就像开车，车的性能、路况、司机的技术都得配合得当，才能开得又快又稳。
为了提高加工精度，很多工厂会使用先进的设备，比如数控机床。
这些高科技的玩意儿，能帮你在精度上省下不少力气。
机械加工精度
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7、提高主轴回转精度的措施 1）提高主轴部件的制造精度
首先应提高轴承的回转精度．其次是提高箱体支承孔 、主轴轴颈和与轴承相配合有关表而的加工精度。此外， 还可在装配时先测出滚动轴承及主轴锥孔的径向圆跳动， 然后调节径向圆跳动的方位，使误差相互补偿或抵消，以 减少轴承误差对主轴回转精度的影响。 2）对滚动轴承进行预紧，消除间隙
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★ 主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）
仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在y方向上作简谐 直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖 运动轨迹接近于正圆。
➢ 结论：主轴径向跳动对 车外圆时，基本不影响加 工表面的加工误差
3 e
径向跳动对车外圆精度影响
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1
22
★ 主轴端面圆跳动对加工精度的影响 ➢被加工端面不平，与圆柱面不垂直； ➢加工螺纹时，产生螺距周期性误差。
第三章 机械加工精度及其控制
加工质量
加工精度
尺寸精度 形状精度 位置精度
（通常形状误差限制在位置公差内，位 置公差限制在尺寸公差内）
表面质量
表面几何形状精度
表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）
表面缺陷层
表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力
加工质量包含的内容
1
§3－1 概述
两者从不同角度来评定加工零件的几何参数。加工精 度的高低是由加工误差的小大来表示的，保证和提高加工精 度问题，实际上是限制和降低加工误差问题。
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机械加工精度的概念1. 加工精度与加工误差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。
实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
2.加工经济精度由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。
任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。
加工误差δ与加工成本C成反比关系。
某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个围，在这个围都可以说是经济的。
3. 原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。
4.研究机械加工精度的方法a) 研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。
b) 采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动二、工艺系统集合误差1.机床的几何误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。
机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
机床的磨损将使机床工作精度下降。
主轴回转误差机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
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。
它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。
但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。
譬如，在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时，切削力F的作用方向可认为大体上时不变的，见右图，在切削力F的作用下，主轴颈以不同的部位和轴承径的某一固定部位相接触，此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而轴承径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大；在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转，在切削力F的作用下，主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承表面的不同部位接触，因此，轴承表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而主轴颈圆度误差的影响则不大。
图中的δd表示径向跳动量。
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。
不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。
在车床上加工外圆和孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则无直接影响。
主轴轴向回转误差对加工外圆和孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。
在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。
导轨误差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。
车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面的直线度；在垂直面的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。
卧式车床导轨在水平面的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向（加工误差的敏感方向）上，对加工精度的影响最大。
卧式车床导轨在垂直面的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。
但△2对加工精度的影响要比△1小得多。
由右图2可知，若因△2而使刀尖由a下降至b，不难推得工件半径R的变化量。
当前后导轨存在平行度误差(扭曲)时，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。
由右图可见，当前后导轨有了扭曲误差△3之后，由几何关系可求得△y≈(H/B)△3。
一般车床的H/B≈2/3，车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。
卧式车床导轨直线度误差卧式车床导轨垂直面直线度误差对加工精度的影响卧式车床导轨扭曲对加工精度的影响除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使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。
传动链误差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。
一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
工件在夹具中装夹示意图2.刀具的几何误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。
采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，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)，其制造误差对工件加工精度无直接影响。
任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。
正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。
必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
3.夹具的几何误差夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别使位置精度)有很大影响。
如右图钻床夹具中，钻套轴心线f至夹具定位平面c间的距离误差，影响工件孔a至底面B尺寸L的精度；钻套轴心线f至夹具定位平面c间的平行度误差，影响工件孔轴心线a至底面B的平行度；夹具定位平面c与夹具体底面d底的垂直度误差，影响工件孔轴心线a与底面B间的尺寸精度和平行度；钻套孔的直径误差亦将影响工件孔a至底面B的尺寸精度和平行度。
三、定位误差定位误差是指一批工件采用调整法加工时因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量。
定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。
a) 零件图b) 加工f面c) 加工g面方案Ⅰd) 加工g面方案Ⅱ基准不重合误差分析示例1.基准不重合误差在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。
在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。
一般情况下，工序基准应与设计基准重合。
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(或测量基准)，如果所选用的定位基准(或测量基准)与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。
基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。
图示零件，设e面已加工好，今在铣床上用调整法加工f面和g面。
在加工f面时若选e面为定位基准，则f面的设计基准和定位基准都是e面，基准重合，没有基准不重合误差，尺寸A的制造公差为TA。
加工g面时，定位基准有两种不同的选择方案，一种方案(方案Ⅰ)加工时选用f面作为定位基准，定位基准与设计基准重合，没有基准不重合误差，尺寸B的制造公差为TB；但这种定位方式的夹具结构复杂，夹紧力的作用方向与铣削力方向相反，不够合理，操作也不方便。
另一种方案(方案Ⅱ)是选用e面作为定位基准来加工g面，此时，工序尺寸C是直接得到的，尺寸B是间接得到的，由于定位基准e与设计基准f不重合而给g面加工带来的基准不重合误差等于设计基准f面相对于定位基准e面在尺寸B方向上的最大变动量TA。
定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，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。
a) 孔和定位心轴不存在间隙时b) 孔和定位心轴存在间隙时由定位副制造不准确引起的误差2.定位副制造不准确误差工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。
夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公差围变动。
同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。
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。
右图所示工件的孔装夹在水平放置的心轴上铣削平面，要求保证尺寸h，由于定位基准与设计基准重合，故无基准不重合误差；但由于工件的定位基面(孔D)和夹具定位元件(心轴d1)皆有制造误差，如果心轴制造得刚好为d1min，而工件得孔刚好为Dmax(如图示)，当工件在水平放置得心轴上定位时，工件孔与心轴在P点接触，工件实际孔中心得最大下移量△ab＝(Dmax－d1min)/2，△ab就是定位副制造不准确而引起的误差。
基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。
四、工艺系统受力变形引起的误差a) 车细长轴b) 磨圆受力变形对工件精度的影响1.基本概念机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下降。
如右图a示，车细长轴时，工件在切削力的作用下会发生变形，使加工出的轴出现中间粗两头细的情况；又如在圆磨床上进行切入式磨孔时，右图b，由于圆磨头轴比较细，磨削时因磨头轴受力变形，而使工件孔呈锥形。
垂直作用于工件加工表面(加工误差敏感方向)的径向切削分力Fy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, k系=Fy/y式中的变形y不只是由径向切削分力Fy所引起，垂直切削分力Fz与走刀方向切削分力Fx也会使工艺系统在y 方向产生变形，故y=yFx+yFy+yFz2.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加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。
3.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。
镗直径较小的孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。
刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。
4.机床部件刚度机床部件刚度机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。
分析实验曲线可知，机床部件刚度具有以下特点：变形与载荷不成线性关系；加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。
两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零；机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。