机械加工质量分析
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加工误差是指零件加工后的实际几何参数对 理想几何参数的偏离程度，所以，加工误差的大 小反映了加工精度的高低。
实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零件完全一致，而总 会有一定的偏差，即加工误差。只要这些误差在规定的范围内，即能满足机 器使用性能的要求。
3、尺寸、形状和位臵精度间的关系
独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原则，即尺寸精度和 形位精度按照使用要求分别满足；在一般情况下，尺寸精度高，其形状和位 臵精度也高；通常，零件的形状误差约占相应尺寸公差的30％～50％；位臵 误差约为尺寸公差的65％～85％。
机床导轨误差的基本形式
水平面内的直线度 垂直面内的直线度 前后导轨的平行度
（扭曲）
现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件的加工精度的。
（1）导轨在Leabharlann Baidu平面内直线度误差的影响
当导轨在水平面内的直线度误差为△y时,引起工件在 半径方向的误差为： △R=△y
由此可见：床身导轨在水平面内如果有直线度 误差，使工件在纵向截面和横向截面内分别产生形 状误差和尺寸误差。 当导轨向后凸出时，工件上产生鞍形加工误差； 当导轨向前凸出时，工件上产生鼓形加工误差。
原始误差的种类
工艺系统的几何误差 工艺系统受力变形引起的误差 工艺系统热变形引起的误差 工件的残余应力引起的误差 伺服进给系统位移误差等
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
机床几何误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差 •一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具 • 试切法 •调整法
导轨水平面内直线度
水平面
ΔY
ΔR
D
o
ΔY
图4－1 导轨在水平面内直线度误差
（2）导轨在垂直面内直线度误差的影响
床身导轨在垂直面内有直线度误差，会引起刀尖产生切 向位移△Z，造成工件在半径方向产生的误差为： △R≈△Z2/d 设：△Z=△Y=0.01mm ，R=50mm ， 则由于法向原始误差而产生的加工误差 △R= △Y =0.01mm, 由于切向原始误差产生的加工误差 △ R ≈△Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不计。由于△Z2数值很小，因此该误差对 工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。
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。
理想几何参数
表面——绝对平面、圆柱面等； 位臵——绝对平行、垂直、同
尺寸——位于公差带中心。
轴等；
2、加工误差
机械加工质量分析
内容
第一节 机械加工精度概述 第二节 原理误差与工艺系统几何误差对加工精度的 影响 第三节 工艺系统受力变形对加工精度的影响 第四节 工艺系统受热变形对加工精度的影响 第五节 加工误差的统计分析 第六节 保证和提高加工精度的途径 第七节 机械加工表面质量 第八节 机械加工中的振动
第一节
机床几何误差的组成
①主轴回转误差 ②导轨误差 ③传动链误差
机床的几何误差组成
机床主轴回转误差 •轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差
机床导轨误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差
1) 机床导轨导向误差
机床导轨是机床中确定某些主要部件相对 位置的基准，也是某些主要部件的运动基准。
工艺系统静误差
刀具几何误差 夹具几何误差
工艺系统几何误差
原理误差
调整误差 测量误差 定位误差 工艺系统力变形 •外力作用点变化 •外力方向变化 •外力大小变化 •机床热变形 •工件热变形 •刀具热变形
工艺系统动误差
工艺系统热变形
工艺系统内应力变形
第二节 原理误差与工艺系统的 几何误差对加工精度的影响
各成形运动本身的精度 各成形运动之间的相互位置关系的精度 各成形运动之间的运动精度
采用成形刀具加工时，形状精度还与成形刀具的 制造安装精度有关。 采用非成形运动法获得零件加工表面形状时，影 响加工精度的主要因素是加工表面形状的检测精度。
2、机床几何误差
机床几何误差的来源
机床制造 磨损 安装
一、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近 似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制 造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的 刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切 削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线， 而是折线。 成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。 采用近似的成形运动和刀具刃形，不但可以简化机床 或刀具的结构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。
机械加工精度概述
优质、高产、低消耗是企业发展的必由之路。 优质就是高的产品质量。 高产就是生产效率高。 低消耗就是成本低。 产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质 量密切相关，而零件的加工质量是保证产品质量的 基础。它包括零件的加工精度和表面质量两方面。 零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和相 互位置精度。
二、研究机械加工精度的目的和方法
分析计算法
分析计算法是在掌握各种原始误差对加工精度影响规律 的基础上，分析工件加工中所出现的误差可能是哪一种或哪几 种主要原始误差所引起的，并找出原始误差与加工误差之间的 影响关系，通过估算来确定工件加工误差的大小，再通过试验 测试来加以验证。
统计分析法
统计分析法是对具体加工条件下得到的几何参数进行实际 测量，然后运用数理统计学方法对这些测试数据进行分析处理， 找出工件加工误差的规律和性质，进而控制加工质量。
二、工艺系统原始误差对机械 加工精度的影响及其控制
(一)工艺系统原始误差对尺寸精度的影响及其控制 1、尺寸测量精度 2、微量进给精度 3、微薄切削层的极限厚度 4、工件的定位和刀具的调整精度
(二)工艺系统原始误差对形状精度的影响及其控制 1、影响形状精度的主要因素 三类影响因素---机床几何精度
三、获得加工精度的方法
试切法 定尺寸刀具法
1、获得尺寸精度的方法
调整法
自动控制法
刀尖轨迹法
2、获得形状精度的方法
成形刀具法
展成法
直接找正
3、获得位臵精度的方法
划线找正 夹具定位
四、机械加工过程中的原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工 工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。我 们把工艺系统的各种误差称之为原始误差。
实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零件完全一致，而总 会有一定的偏差，即加工误差。只要这些误差在规定的范围内，即能满足机 器使用性能的要求。
3、尺寸、形状和位臵精度间的关系
独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原则，即尺寸精度和 形位精度按照使用要求分别满足；在一般情况下，尺寸精度高，其形状和位 臵精度也高；通常，零件的形状误差约占相应尺寸公差的30％～50％；位臵 误差约为尺寸公差的65％～85％。
机床导轨误差的基本形式
水平面内的直线度 垂直面内的直线度 前后导轨的平行度
（扭曲）
现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件的加工精度的。
（1）导轨在Leabharlann Baidu平面内直线度误差的影响
当导轨在水平面内的直线度误差为△y时,引起工件在 半径方向的误差为： △R=△y
由此可见：床身导轨在水平面内如果有直线度 误差，使工件在纵向截面和横向截面内分别产生形 状误差和尺寸误差。 当导轨向后凸出时，工件上产生鞍形加工误差； 当导轨向前凸出时，工件上产生鼓形加工误差。
原始误差的种类
工艺系统的几何误差 工艺系统受力变形引起的误差 工艺系统热变形引起的误差 工件的残余应力引起的误差 伺服进给系统位移误差等
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
机床几何误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差 •一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具 • 试切法 •调整法
导轨水平面内直线度
水平面
ΔY
ΔR
D
o
ΔY
图4－1 导轨在水平面内直线度误差
（2）导轨在垂直面内直线度误差的影响
床身导轨在垂直面内有直线度误差，会引起刀尖产生切 向位移△Z，造成工件在半径方向产生的误差为： △R≈△Z2/d 设：△Z=△Y=0.01mm ，R=50mm ， 则由于法向原始误差而产生的加工误差 △R= △Y =0.01mm, 由于切向原始误差产生的加工误差 △ R ≈△Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不计。由于△Z2数值很小，因此该误差对 工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。
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。
理想几何参数
表面——绝对平面、圆柱面等； 位臵——绝对平行、垂直、同
尺寸——位于公差带中心。
轴等；
2、加工误差
机械加工质量分析
内容
第一节 机械加工精度概述 第二节 原理误差与工艺系统几何误差对加工精度的 影响 第三节 工艺系统受力变形对加工精度的影响 第四节 工艺系统受热变形对加工精度的影响 第五节 加工误差的统计分析 第六节 保证和提高加工精度的途径 第七节 机械加工表面质量 第八节 机械加工中的振动
第一节
机床几何误差的组成
①主轴回转误差 ②导轨误差 ③传动链误差
机床的几何误差组成
机床主轴回转误差 •轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差
机床导轨误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差
1) 机床导轨导向误差
机床导轨是机床中确定某些主要部件相对 位置的基准，也是某些主要部件的运动基准。
工艺系统静误差
刀具几何误差 夹具几何误差
工艺系统几何误差
原理误差
调整误差 测量误差 定位误差 工艺系统力变形 •外力作用点变化 •外力方向变化 •外力大小变化 •机床热变形 •工件热变形 •刀具热变形
工艺系统动误差
工艺系统热变形
工艺系统内应力变形
第二节 原理误差与工艺系统的 几何误差对加工精度的影响
各成形运动本身的精度 各成形运动之间的相互位置关系的精度 各成形运动之间的运动精度
采用成形刀具加工时，形状精度还与成形刀具的 制造安装精度有关。 采用非成形运动法获得零件加工表面形状时，影 响加工精度的主要因素是加工表面形状的检测精度。
2、机床几何误差
机床几何误差的来源
机床制造 磨损 安装
一、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近 似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制 造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的 刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切 削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线， 而是折线。 成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。 采用近似的成形运动和刀具刃形，不但可以简化机床 或刀具的结构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。
机械加工精度概述
优质、高产、低消耗是企业发展的必由之路。 优质就是高的产品质量。 高产就是生产效率高。 低消耗就是成本低。 产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质 量密切相关，而零件的加工质量是保证产品质量的 基础。它包括零件的加工精度和表面质量两方面。 零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和相 互位置精度。
二、研究机械加工精度的目的和方法
分析计算法
分析计算法是在掌握各种原始误差对加工精度影响规律 的基础上，分析工件加工中所出现的误差可能是哪一种或哪几 种主要原始误差所引起的，并找出原始误差与加工误差之间的 影响关系，通过估算来确定工件加工误差的大小，再通过试验 测试来加以验证。
统计分析法
统计分析法是对具体加工条件下得到的几何参数进行实际 测量，然后运用数理统计学方法对这些测试数据进行分析处理， 找出工件加工误差的规律和性质，进而控制加工质量。
二、工艺系统原始误差对机械 加工精度的影响及其控制
(一)工艺系统原始误差对尺寸精度的影响及其控制 1、尺寸测量精度 2、微量进给精度 3、微薄切削层的极限厚度 4、工件的定位和刀具的调整精度
(二)工艺系统原始误差对形状精度的影响及其控制 1、影响形状精度的主要因素 三类影响因素---机床几何精度
三、获得加工精度的方法
试切法 定尺寸刀具法
1、获得尺寸精度的方法
调整法
自动控制法
刀尖轨迹法
2、获得形状精度的方法
成形刀具法
展成法
直接找正
3、获得位臵精度的方法
划线找正 夹具定位
四、机械加工过程中的原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工 工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。我 们把工艺系统的各种误差称之为原始误差。