影响机械加工精度的因素及其分析

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1、影响机械加工精度的因素及其分析一、在机械加工中，把机床、夹具、刀具、工件构成的一个封闭系统称为工艺系统。二、根据切削过程的物理本质和工作阶段，可以把影响机械加工精度，造成加工误差的因素分为三个方面：1．加工前存在的误差：（1）原理误差：某些加工方法即存在着误差；（2）机床、夹具、刀具本身的误差；（3）工作、夹具、刀具调整时的误差。2．切削过程中物理因素所产生的误差：（1）切削力和其它力使工艺系统发生变形；（2）切削热和其他热源使工艺系统发生变形。3．切削后出现的误差：（1）工件内应力重新分布而产生的变形；（2）测量工件时的测量误差。这些误差

2、的产生的原因可以归纳为以下几个方面：（1）加工原理误差（2）工艺系统的几何误差（3）工艺系统受力变形引起的误差（4）工艺系统受热变形引起的误差（5）工件内应力引起的加工误差（6）测量误差n加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。n工艺系统的几何误差一、由于工艺系统中各组成环节的实际几何参数和位置，相对于理想几何参数和位置发生偏离而引起的误差，统称为工艺系统几何误差。工艺系统几何误差只与工艺系统各环节的几何要素有关。二、工艺系统的几何误差对加工误差的影响工艺系统的几何误差对加工误差的影响主要体现在

3、机床的几何误差对加工误差的影响。机床的几何误差是通过各种成形运动反映到加工表面的，机床的成形运动主要包括两大类，即主轴的回转运动和移动件的直线运动。因而分析机床的几何误差主要包括主轴的回转运动误差、导轨导向误差和传动链误差。（一）主轴的回转运动误差1．主轴的回转运动误差是指主轴实际回转轴线相对于理论回转轴线的偏移。2．机床主轴回转轴线的误差运动，可以分解为：（1）轴向窜动：指瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动主要影响工件的的端面形状和轴向尺寸精度。（2）径向跳动：指瞬时回转轴线平行于平均回转轴线的径向运动量主要影响加工工件的圆度和圆柱

4、度。（3）角度摆动：指瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度作公转对工件的形状精度影响很大，如车外圆时，会产生锥度。实际上，主轴回转误差的三种基本形式是同时存在的，主轴回转误差运动是这三种误差的合成运动。3．影响主轴回转运动误差的主要因素有：主轴误差、轴承误差4．提高主轴回转精度的措施：（1）采用高精度的主轴部件（2）使主轴回转的误差不反映到工件上（二）机床导轨误差1．机床导轨副是实现直线运动的主要部件，其制造和装配精度是影响直线运动精度的主要因素，导轨误差对零件的加工精度产生直接的影响。2．机床导轨误差主要反映在以下几个方面：（1）机床导

5、轨在水平面内直线度误差的影响（2）机床导轨在垂直面内直线度误差的影响（3）机床导轨面间平行度误差的影响（4）机床导轨对主轴轴心线平行度误差的影响（三）机床的传动误差为了减少机床传动误差对加工精度的影响，可以采用如下措施：（1）减少传动链中的环节，缩短传动链；（2）提高传动副（特别是末端传动副）的制造和装配精度；（3）消除传动间隙；（4）采用误差校正机构工艺系统的其他几何误差：刀具误差、夹具误差、调整误差n工艺系统受力变形引起的误差一、工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关

6、系，导致加工误差的产生，并影响加工过程的稳定性。二、工艺系统受力变形对加工误差的影响（一）概念：由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统，在切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力等的作用下，会产生相应的变形（弹性变形及塑性变形）。这种变形将破坏工艺系统间已调整好的正确位置关系，从而产生加工误差。（例如车削细长轴时，工件在切削力作用下的弯曲变形，加工后会形成腰鼓形的圆柱度误差）（二）切削加工中工艺系统在各种外力作用下，将在各个受力方向上产生相应的变形。工艺系统受力变形，主要是对加工精度影响最大的敏感方向，即通过刀尖的加工表面的法线方向的位移。1

7、．工艺系统的刚度kxt定义为：零件加工表面法向分力Fy，与刀具在切削力作用下，相对工件在该方向的位移Yxt的比值，即kxt=Fy/Yxt工艺系统的总变形量应是：Yxt=Yjc+Ydj+Yjj+Yg（矢量和）而kxt=Fy/Yxtkjc=Fy/Yjckdj=Fy/Ydjkjj=Fy/Yjjkg=Fy/Yg式中：Yxt——工艺系统的总变形量（mm）；kxt——工艺系统的总刚度（N/mm）；Yjc——机床变形量（mm）；kjc——机床刚度（N/mm）；Ydj——刀具变形量（mm）；kdj——刀具刚度（N/mm）；Yjj——夹具变形量（mm）；kj

8、j——夹具刚度（N/mm）；Yg——工件变形量（mm）；kg——工件刚度（N/mm）。工艺系统刚度的一般式为：kxt=Fy/(Yjc+Ydj+Yjj+Yg)因此，当知道工艺系统各