影响机械加工精度的因素及其提高措施

郑州工业安全职业学院

毕业论文（设计）

题目影响机械加工精度的因素及其提高措施

姓名闫成硕

系别机电工程系

专业机电一体化

班级机电10—5班

指导教师

2013年05月20日

毕业论文（设计）成绩评定表

目录

内容摘要 (1)

前言 (2)

第一章工艺系统的几何误差 (3)

1.1机床的几何误差 (3)

1.2刀具误差 (4)

1.3夹具和装夹误差 (4)

1.4其他几何因素 (4)

第二章工艺系统受力变形引起的误差 (6)

2.1工艺系统的刚度 (6)

2.2工艺系统受力变形对加工精度的影响 (6)

2.3减少工艺系统受力变形的主要措施 (7)

第三章工艺系统热变形引起的误差 (8)

3.1机床热变形对加工精度的影响 (8)

3.2工件热变形对加工精度的影响 (8)

3.3刀具热变形对加工精度的影响 (9)

3.4减少工艺系统热变形的途径 (9)

第四章工件内应力引起的误差 (11)

4.1内应力的产生 (11)

4.2减少或消除内应力的措施 (11)

第五章数控机床产生误差的独特性 (13)

5.1数控车床与普通车床产生误差的区别 (13)

5.2数控车床的误差对加工精度的影响及提高措施 (13)

第六章提高加工精度的措施 (14)

6.1直接减少误差法 (14)

6.2误差补偿法 (14)

6.3误差转移法 (14)

6.4“就地加工”法 (15)

6.5误差分组法 (15)

6.6误差平均法 (15)

6.7控制误差法 (15)

参考文献 (16)

致谢 (17)

内容摘要

随着国民经济和科学技术的发展，人们对机械产品的质量要求也越来越高。而机械产品的质量与组成该机械的零部件的制造质量密切相关。但是在机械加工过程中，存在着一些因素会对工件的质量产生影响。如何使工件的加工质量达到要求,如何减少各种因素对加工精度的影响，这就是研究加工精度的目的所在。把各种误差控制在规定范围内，从而寻找降低加工误差，提高加工精度的方法。本文主要探讨了影响机械加工精度的因素及其具体的提高措施。

关键词：精度，误差，提高措施

前言

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。由于这些因素的影响，加工出来的工件不可能与理想的要求完全符合，总会有一些偏差。设计时应根据零件在机器上的功能，将加工精度规定在一定的范围内。从而在保证加工精度的前提下尽量降低成本提高生产率。

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)与理想几何参数的符合程度。实际几何参数与理想几何参数的偏离程度称为加工误差。一个零件的加工误差越小，加工精度就越高。

零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。零件的尺寸精度主要通过试切法、调整法、定尺寸刀具法和自动控制法来获得；形状精度则由机床精度或刀具精度来保证；位置精度主要取决于机床精度、夹具精度和工件的安装精度。一般来说，形状精度应高于尺寸精度，位置精度在大多数情况下也应高于尺寸精度。

研究加工精度的目的，就是要分析影响加工精度的各种因素及其存在规律，从而找出减少加工误差，提高加工精度的合理途径。

而我们研究加工精度时，通常按照工艺系统误差的性质将其归纳为四个方面。即：（1）工艺系统的几何误差。

（2）工艺系统的受力变形引起的误差。

（3）工艺系统的热变形引起的误差。

（4）工件内应力变化引起的误差。

以上各种误差因素，在机械加工过程中将对加工精度产生综合性的作用。加工条件不同，误差构成不同，不是在任何加工中都会同时出现。因此，必须具体问题具体分析，找出产生误差的主要因素，从而预防或是采取有效的补救措施来提高零件的加工精度。

第一章工艺系统的几何误差

1.1机床的几何误差

机床的制造、安装以及使用中的磨损都会造成误差。机床的几何误差主要包括主轴回转误差、导轨导向误差和传动链误差。

1主轴回转误差

机床的主轴是安装工件或刀具的基准，并把动力和运动传给工件或刀具。因此，主轴回转精度是机床的重要精度指标之一。

（1）主轴回转误差可分为轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种基本形式。

①轴向窜动：瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的漂移运动。它主要影响所加工工件的端面形状精度。

②径向跳动：瞬时回转轴线始终平行与平均回转轴线，但沿y轴和z轴方向有漂移运动。

③角度摆动：瞬时回转轴线与平均回转轴线成一斜角，但其交点位置固定不变的漂移运动。主要影响工件圆柱面的形状精度和端面的形状精度。

实际上，这三种基本形式同时存在。故不同横截面内轴心的误差运动轨迹既不相同，又不相似。

（2）提高主轴回转精度的途径

我们需要根据机床精度的要求选择相应精度等级的轴承，还需要恰当确定支撑轴颈、支撑座孔等有关零件的精度及与其轴承的配合精度，并严格保证装配质量要求。

2导轨导向误差

机床导轨副是实现直线运动的主要导向部件，有支撑和导向的作用，是影响直线运动的主要因素。

导轨要满足高精度及保持、高刚度、平稳性好、耐磨性好、温度变化小、结构简单、工艺性好、便于加工装配以及调整和维修。

3传动链误差

（1）机床传动链误差是指传动链始末两端传动元件之间相对运动误差。它由传动链各元件的制造、装配、加工过程中的力和热变形以及磨损等引起的。其中末端元件对传动链的误差影响最大。

（2）减少传动链误差的途径

①尽量缩短传动链。

②采用降速比传动，特别是末端传动副的传动比越小则传动精度就越高。

③提高传动元件，尤其是末端传动元件的制造和装配精度。

④采用校正装置，就是人为的加入一个与传动误差大小相等方向相反的误差，来抵消原有的传动误差。

1.2刀具误差

刀具误差包括刀具的制造、安装及磨损的误差。刀具基本可分为一般刀具、定尺寸刀具和成型刀具。其中，一般刀具主要在切削过程中产生的磨损对工件的加工精度有影响；定尺寸刀具的制造和磨损直接影响被加工工件的尺寸精度；成型刀具的制造和磨损对工件的形状精度产生影响。

为减少刀具制造和磨损误差，应合理规定定尺寸刀具和成型刀具的制造误差，正确选材、切削用量和冷却润滑，提高刀具的刃磨质量以减少初期磨损。

1.3夹具和装夹误差

夹具误差主要指夹具的定位和导向元件及夹具体等的加工与装配误差，它对工件的位置误差有较大影响。夹具的磨损对加工误差的影响不是很明显，对它进行定期的检测和维修，便可提高其几何精度。

1.4其他几何因素

（1）调整误差：为了保证加工精度必须对机床、夹具和刀具进行调整，由于调整