机械加工精度

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1、第七章机械加工精度本章提要机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。机器零件的加工质量一般用机械加工精度和加工表面质量两个重要指标表示，它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。本章研究机械加工精度的问题。本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。内容提纲7.1机械加工精度的基本概念7.2影响加工精度的因素7.3加工误差的统计分析7.4提高加工精度的途径7.1机械加工精度的基本概念7.1.1加工精度与加工误差加工精度：零件加工后的实际几

2、何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。加工误差：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。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。“加工精度”和“加工误差”是评定零件几何参数准确程度的两种不同概念。生产实际中用控制加工误差的方法或现代主动适应加工方法来保证加工精度。7.1.2研究加工精度的方法研究加工精度的方法一般有两种：一是因素分析法，通过分析计算或实验、测试等方法，研究某一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其

3、它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独的变化规律。二是统计分析法，运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。这两种方法在生产实际中往往结合起来应用。一般先用统计分析法找出误差的出现规律，判断产生加工误差的可能原因，然后运用因素分析法进行分析、试验，以便迅速有效地找出影响加工精度的关键因素。7.2影响加工精度的因素零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中进行的。工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都称为原始误差。原始误差的存在，使工艺系统各

4、组成部分之间的位置关系或速度关系偏离了理想状态，致使加工后的零件产生了加工误差。若原始误差是在加工前已存在，即在无切削负荷的情况下检验的，称为工艺系统静误差；若在有切削负荷情况下产生的则称为工艺系统动误差。原始误差的分类归纳原始误差加工前的误差加工过程中的误差加工后的误差加工原理误差调整误差工件装夹误差机床误差夹具误差刀具制造误差误差工艺系统受力变形工艺系统热变形刀具磨损内应力引起的变形测量误差工艺系统动误差工艺系统静误差7.2.1加工原理误差加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理误差是由于采用了近

5、似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。为了获得规定的加工表面，要求切削刃完全符合理论曲线的形状，刀具和工件之间必须作相对准确的切削运动。但往往为了简化机床或刀具的设计与制造，降低生产成本，提高生产率和方便使用而采用了近似的加工原理，在允许的范围内存在一定的原理误差。7.2.2机床误差机床误差是指在无切削负荷下，来自机床本身的制适误差、安装误差和磨损。7.2.2.1主轴回转误差（1）主轴回转误差的概念理论上机床主轴回转时，回转轴线的空间位置是固定不变的，即它的瞬时速度为零。而实际主轴系统中存在

6、着各种影响因素，使主轴回转轴线的位置发生变化。将主轴实际回转轴线对理想回转轴线漂移在误差敏感方向上的最大变动量称为主轴回转误差。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。纯径向跳动：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。主轴回转误差可分为如图7．3所示的三种基本类型：观看动画（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

7、差在不同的加工方式中的影响也不相同。如图7.5、7.6、7.7、7.8和表7.1所示。观看动画观看动画观看动画7.2.2.2导轨误差机床导轨是机床主要部件的相对位置及运动的基准，导轨误差将直接影响加工精度。（1）导轨在垂直面内的直线度误差观看动画卧式车床或外圆磨床的导轨垂直面内有直线度误差△Z【图7.9（a）】，使刀尖运动轨迹产生直线度误差△Z，由于是误差非敏感方向，零件的加工误差△R≈△／2R可忽略不计。平面磨床、龙门刨床这时是误差敏感方向，所以导轨误差将直接反映到被加工的零件上。（2）导轨在水平面

8、内的直线度误差卧式车床或外圆磨床的导轨水平面内有直线度误差△Y【图7.9（b）】，将使刀尖的直线运动轨迹产生同样的直线度误差△Y，由于是误差敏感方向，零件的加工误差△R＝△Y，造成零件的圆柱度误差。平面磨床和龙门刨床的导轨水平方向为误差非敏感方向，加工误差可忽略。（3）前后导轨的平行度误差当卧式车床或外圆磨床的前后导轨存在平行度误差（扭曲）时（见图7.10），刀具和工件之间的相对位置发生了变化，结果引起了工件的形状误差。在垂直于纵向走刀的某一截面内，若前