机床误差对加工精度的影响

主轴回转误差的 基本形式
内、外圆
车床上车削 端面
螺纹
镗床上镗削
孔
端面
纯径向跳动
影响极小
无影响
圆度误差
无影响
纯轴向窜动
无影响
平面度误差 垂直度误差
螺距误差
无影响
平面度误差 垂直度误差
纯角度摆动
圆柱度误差
形响极小
螺距误差
圆柱度误差 平面度误差
第七章 机械加工精度
机 械 制 设 造计 技制 术造 基 础
一般车床H/B≈2/3，外圆磨床H/B≈1。因此这项原始误差对加 工精度的影响不能忽略。
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7.2 影响加工精度的因素
（4）导轨与主轴回转轴线的平行度误差
若车床导轨与主轴回转轴线，在水平面内有平行度误差，则车 出的内外圆柱面产生锥度，如图。
若车床导轨与主轴回转轴线，在垂直面内有平行度误差，则圆 柱面加工成双曲线回转体（鞍形），如图7.11， 因是误差非敏 感方向故可忽略。
机械制造 技术基础
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太原理工大学 机械工程学院 2013-7-19
第七章 机械加工精度
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第七章 机械加工精度
主讲人：张杰 （第二讲）
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7.2 影响加工精度的因素
7.2.2 机床误差
机床误差是指在无切削负荷下，来自机床本身制造误差、安装 误差和磨损，包括主轴回转误差、导轨误差、传动链误差。
7.2 影响加工精度的因素
7.2.2.2 导轨误差 导轨误差是指导轨运动副的运动件实际运动方向与理想运动方 向的偏差，它将直接影响加工精度。
（1）导轨在垂直面内的直线度误差ΔZ 对于卧式车床或外圆磨床加工圆柱面，ΔZ—是误差非敏感方向， 加工误差ΔR≈ΔZ2/2R，可忽略不计； 而平面磨床、龙门刨床，ΔZ—是误差敏感方向，ΔR=ΔZ，导 轨误差将直接反映到被加工的零件上。如图7.9（a）所示。
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 指加工后零件表面的实际几何形状与理想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位置的相符合程度。
纯径圆向跳动：实际回转轴线始终平行于理想回转轴线，在一个平面 内作等幅的跳动。 纯轴向窜动：实际回转轴线始终沿理想回转轴线作等幅的窜动。 纯角度摆动：实际回转轴线与理想回转轴线始终成一倾角，在一个平 面上作等幅摆动，且交点位置不变。
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7.2 影响加工精度的因素
理想回转轴线难以确定，以平均回转轴线代替。
实际回转轴线，每一转中偏离理想轴线的方位和大小都在变化 的现象称为漂移。
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7.2 影响加工精度的因素
2）分类 主轴回转误差对加工精度的影响，可看做是在几个方位上简谐性质变 动的合成。故主轴回转误差可分解为ຫໍສະໝຸດ Baidu径向圆跳动、纯轴向窜动和纯 角度摆动三种基本形式。如图7.3所示。
Δφ ∑= ∑Δφ jn= ∑kjΔisin(ω jt+αj)
传动链误差是周期性变化的，且kj越小传动链误差就越小。
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7.1 机械加工精度的基本概念
零件的几何参数通常包括：尺寸、形状和位置三个方面。
加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度的内容：
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7.2.2.3 传动链误差
传动链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。
传动链一般由齿轮副、蜗杆副、丝杠螺母副等组成。传动链误 差一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。转角误差是转角 的正弦或余弦函数。
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。
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第 j个传动元件转角误差：Δφ j= Δjsin(ωjt+αj) 引起末端元件n转角误差：Δφ jn =kjΔφ j 其中，kj为误差传递系数，kj=ω n/ω j。 各传动件对工件精度影响的总和， 即传动链的总转角误差为：
如图7.9（b）所示。
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（3）前后导轨的平行度误差（扭曲）
车或磨外圆时，垂直于纵向走刀某一轴截面内，前后导轨平行 度误差(扭曲) ΔZ，引起了工件的形状误差，见图7.10。
半径方向上的误差为： R Y Z H (7.3） B
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（2）主轴回转误差对加工精度的影响
不同型式的主轴回转误差对加工精度的影响是不同的；而同一 类型的回转误差在不同的加工方式中的影响也不相同。如图 7.5 、图7.6 、图7.7 、图7.8 所示。
主轴回转误差对加工精度的影响见表7.1所示。
3）影响主轴回转误差的主要因素
一是主轴轴颈与支承座孔的圆度、波度和同轴度误差，止推面 或轴肩与回转轴线的垂直度误差，轴颈间同轴度误差。 二是轴承本身误差、轴承之间同轴度误差、轴承间隙等。 三是主轴系统的刚度等。
如： 滚动轴承滚道的圆度、波度、滚动体的圆度误差和尺寸误差， 滚道与轴承内孔的同轴度误差(如图7.4)；滑动轴承轴颈和孔的 圆度、波度和同轴度误差，端面与回转轴线的垂直度误差；止 推轴承的滚道与回转轴线的垂直度误差等。
7.2.2.1 主轴回转误差 （1）主轴回转误差的概念 将主轴实际回转轴线，相对理想回转轴线，在误差敏感方向上 的最大漂移量称为主轴回转误差。
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1）概念
理想回转轴线空间位置固定不变（即瞬时速度为零），各瞬时 回转轴线的平均位置即平均回转轴线。
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（2）导轨在水平面内的直线度误差ΔY
对于卧式车床或外圆磨床加工圆柱面，ΔY—是误差敏感方向， 加工误差ΔR=ΔY，导轨误差将直接反映到被加工的零件上；
而对于平面磨床、龙门刨床加工平面是，ΔY—是误差非敏感方 向，ΔR≈ΔY2/2R，可忽略不计。