影响机械加工精度的主要因素 毕业论文

1、河北劳动关系职业学院机电一体化专业毕业论文设计论文题目 影响机械加工精度的主要因素 学生姓名 学 号 20100109003 指导教师 专 业 机电一体化 年 级 10机电（一）班 影响机械加工精度的主要因素摘要在机械加工中，误差是不可避免的，只有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施减少加工误差，提高机械加工精度。本文主要阐述了机械加工精度的概念和零件加工精度的主要内容，分析了重点分析了加工原理误差、主轴回转误差和刀具和夹具制造误差三个影响加工精度的因素。并提出了提高机械加工精度的措施和方法。关键词：机械加工：加工精度；影响因素目 录摘要1前言3第1章、机械加工精度概述31.

2、1机械加工精度的概念31.2零件加工精度的主要内容4第2章、机械加工精度的影响因素分析52.1加工原理误差52.2主轴回转误差62.3刀具和夹具制造误差7第3章、提高机械加工精度的措施83.1直接减少误差法83.2误差补偿法83.3实行实时补偿控制93.4均化原始误差9总束语9参考文献10致谢10前言理想的零件参数和零件经过加工之后的参数相差程度就是通常所说的加工精度 ，往往在加工过程中因为机械加工设备以及其他条件的制约，在这些几何参数之间总会出现一些加工误差。误差的大小直接表明了整个加工过程中的精度的高低。一般情况下，都是把加工精度划分成三个方面的内容来研究，首先是尺寸的精度，它只局限于零部

3、件表面和基准之间的尺寸误差；其次是几何形状的精度 ，它只局限于零部件表面几何形状的误差；第三是相互位置的精度，它只局限于零部件表面与其基准之间的具体位置的误差。其实无论是用什么器具去加工 ，误差是不可避免的 ，只是我们能够通过精密的仪器将这种生产误差减少到的最低，让所加工的产品靠近理想的几何参数，也就是时平常所说的可容许的生产误差之内。实践告诉我们，只要造作者能够认真、仔细的依照生产器具去生产 ，很多误差都是可以避免的，精准度的高低并不完全是机器的精密与否就能达到的，在传统的机械加工行业，很多精密的仪器都是通过生产者的细心调整和精密设置，才生产出一系列的精密产品，在机械加工过程中，影响整个加工

4、精度的因素有很多。所以我们必须在生产之前对材料和需要加工的零件的形状、尺寸以及表面之间具体位置都要经过严格的分析和研究，才能在整个加工的过程中提高精度而降低加工误差。第1章、机械加工精度概述1.1机械加工精度的概念机械加工精度是指零件经机械加工后的实际几何参数(尺寸、形状、表面相互位置)与零件的理想几何参数相符合的程度。符合的程度愈高，加工精度也愈高。加工精度包括如下三个方面：（1）尺寸精度：限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围；（2）几何形状精度：限制加工表面的宏观几何形状误差，如：圆度，圆柱度，平面度，直线度等；（3）相互位置精度：限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如：平行度

5、，垂直度，同轴度，位置度等。在机械加工中，误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。通过误差分析，掌握其变化的基本规律，从而采取相应的措施减少加工误差，提高加工精度。由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高。在机械加工实际生产过程中，影响加工精度的因素是复杂的。零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成，取决于工件和刀具在切削过程中的相互位置关系，而工件和刀具是安装在夹具和机床上，并受其约束。在加工过程中要加工出符合设计精度要求的零件

6、是机械加工追求的目标之一。我们在了解加工误差产生的诸多原因后，在掌握消除和减少加工误差方法的同时，要在加工零件过程中认真总结分析产生误差的因素及原因，并加以控制，使加工误差控制在零件需求的许可范围之内，从而保证零件的加工质量。保证和提高加工精度，实际上就是限制和降低加工误差。研究加工精度的目的，就是要就如何把各种误差控制在规定的公差范围之内，掌握各种因素对加工精度的影响规律，从而寻找降低加工误差，提高加工精度的措施。从保证产品的使用性能要求和降低生产成本考虑，没有必要将每个零件都加工得绝对精确，只要满足规定的公差要求即可。保证零件的加工质量就是使实际加工误差小于规定的公差.1.2零件加工精度的

7、主要内容零件加工精度的主要内容为：（1）尺寸精度：指加工表面的尺寸（如孔径、轴径、长度）及加工表面到基面的尺寸（如孔到面、面到面的距离）的精度。几何形状精度：指加工表面的宏观几何形状（如圆度、圆柱度、平面度等）精度。相对位置精度：指加工表面与其他表面的相对位置（如平行度、垂直度、同轴度等）的精度。（2）设计基准：产品设计人员按零件在机器中的作用及装配位置所选用的基准。有的设计基准在加工中不可直接用作定位。（3）工艺基准：在工艺过程中所采用的基准为工艺基准，按其作用可以分为装配基准、测量基准、定位基准及工序基准。（4）研究机械加工精度的方法：分析计算法和统计分析法。第2章、机械加工精度的影响因素

8、分析机械加工中，是将刀具和工件安装在机床和夹具上进行的，它们构成了一个完整系统，称为工艺系统。加工后的零件，在尺寸、形状及相互的位置所产生的误差，主要是由于引起工艺系统各部分位置变化的各种因素，使工件与刀具在切削运动过程中相互位置不能达到理论要求而产生的。这些误差因素成为原始误差。它包括两大类:一类是与切削负载无关的误差因素，如原理误差、工艺系统几何误差和测量误差等;另一类是在加工过程中，伴随着切削力和切削热的产生而产生的误差因素，如工艺系统受力、受热变形和刀具磨损等;如图1所示。在机械加工中，上述各种原始误差并不是在任何情况下都会出现，而且在不同情况下，它们对加工误差的影响程度也不同。在分析

9、生产中存在的精度问题时，要具体分析，分清主次，抓主要矛盾。根据工艺系统误差的性质，可将其归纳为工艺系统的几何误差、工艺系统受力变形引起的误差、工艺系统受热变形引起的误差及工件内应力面引起的误差等四方面。图1数控机床加工误差分布2.1加工原理误差原理误差是由于在进给中因为采用了近似加工运动或近似的刀具切刃形状轮廓而产生的误差。例如当用齿轮模数铣刀以成形法加工齿轮时，理论上要求刀具轮廓与工件的齿槽形状完全相同，即一种模数的每种齿轮都应有相同的铣刀、但这样就必须备用大量不同规格的铣刀，这是很不经济的，同时管理也很不方便。实际生产中是将每种模数的齿数，.按齿数分组，在组内使用同一把铣刀加工所有齿数的齿

10、轮，这样对组内其它齿数的齿轮来说加工后便会出现起齿形误差。在生产中，采用近似加工方法，可使刀具形状和机床结构简化，刀具数量减少，生产率提高，成本降低。因此，只要将误差能合理地限制在规定的精度范围之内，近似加工就是一种合理、完善的行之有效的加工方法。另外，原理误差不能通过提高机床和刀具的制造精度来消除。又如，滚齿加工用的齿轮滚刀有两种误差：（1）切削刃齿廓近似造形误差，由于制造上的困难，采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆；（2）由于滚刀刀齿数有限，实际加工出的齿形是一条折线，和理论的光滑渐开线有差异。通过采用近似的成形运动或近似的切削刃轮廓，虽然会带来加工原理误差，但往往可

11、简化机床或刀具的结构，提高生产效率，有时反而能得到较高的加工精度。因此，只要误差不超过规定的精度要求、在生产中仍能得到广泛的应用。2.2主轴回转误差主轴回转误差。机床主轴决定了工件或刀具的位置基准和运动基准，它的误差直接影响着工件的加工精度。对于主轴的精度要求，最主要的就是在回转时能保持轴心线的位置稳定不变，即主轴回转精度。机床主轴的回转精度是机床主要精度指标之一，其在很大程度上决定着工件加工表面的形状精度。主轴的回转误差可分为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。径向圆跳动是指主轴实际回转轴线平行于平均回转轴线作径向运动。主轴的径向圆跳动会使工件产生圆度误差，但对加工端面无直接影响。轴

12、向窜动是指主轴实际回转轴线在轴向的位置变化。主轴的轴向窜动会使工件端面产生平面度误差或垂直度误差，以及加工螺纹时，在单个螺距内会产生周期误差。但在加工内外圆柱而时没有影响。角度摆动是指主轴实际回转轴线与平均轴线成一倾斜角度。主轴的角度摆动会使工件产生圆度误差和圆柱度误差。提高主轴回转精度的方法主要是提高主轴组件的设计、制造和安装精度，采用高精度的轴承等。（1）导轨误差。导轨是确定机床移动部件相对位置及其运动的基准，它的各项误差直接影响工件的加工精度。导轨误差可分为直线度误差、扭曲度误差、相互位置误差三种形式。从理论上说，导轨都应该是直线，但实际上由于制造的原因，导轨总是存在直线度误差。以卧式车

13、床为例，当床身导轨在水平面内出现弯曲(前凸)时，产生让刀现象，工件形成腰鼓形;当床身导轨弯曲(后凸)时，产生进刀现象，工件形成马鞍形;当床身导轨与主轴轴心在水平面内不平行时，产生倾斜现象，工件形成锥形。扭曲度是指因两条导轨不平行而使涸板箱产生倾斜的程度。倾斜的结果使车刀刀尖产生两个方向的位移，影响工件的加工精度。相互位置度是指导轨相对于主轴两者在空间相互平行的程度。实际上不可能完全平行，使得车、锉后的工件表而形成锥面。有些机床(如铣床)的导轨应与主轴垂直，实际同样存在垂直度误差，分析时应区别对待。提高导轨精度的方法主要是提高导轨的制造、安装和调整精度。另外，可以利用误差非敏感方向(刀具与工件的

14、相对位移产生在加工表面的切线方向)来设计安排定位加工。（2）传动链误差。机床的切削运动是通过某些传动机构实现的。这些传动机构由于本身的制造误差、安装误差和工作中的磨损，必将引起传动链两端件之间的相对运动误差，这种误差称为传动链误差。（3）传动链误差主要是机床传动链中各传动元件(齿轮、分度蜗轮副、丝杠螺母副等)的制造误差、装配误差一以及在使用中的磨损等原因造成的;各元件在传动链中的位置不同，其影响程度不同。减少传动链误差的措施主要有:减少传动链中的元件数目，缩短传动链;提高传动元件中的制造、装配精度;消除间隙;采用误差校正系统等2.3刀具和夹具制造误差(1)刀、夹具制造误差。刀具的误差。用定尺寸

15、刀具(钻头、铰刀、拉刀等)加工时.刀具的制造误差直接影响工件的尺寸精度。用成形刀具加工时，刀具的形状误差直接影响工件的形状精度。一般刀具(车刀、铣刀、铿刀等)的制造误差对加工精度没有直接影响，但刀具的磨损会引起工件尺寸和形状的改变。夹具的误差。夹具上的定位元件、刀具引导体、分度机构以及夹具在机床上定位部分的制造误差和磨损都会影响工件的加工精度。当设计夹具时，凡影响加工精度的元件，应严格限制其制造误差。刀具误差对加工精度的影响随刀具的种类不同而不同。一般刀具的制造误差，对加工精度没有直接的影响；定尺寸刀具的尺寸误差，直接影响被加工零件的尺寸精度；成形刀具的误差，主要影响被加工面的形状精度。而刀具

16、的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置，造成被加工零件的尺寸误差。另外，夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。夹具的制造误差由定位误差、夹具的安装误差、分度误差以及夹具的磨损组成。夹具的磨损会引起工件的定位误差。部件发生不同程度的热变形，破坏了机床各部件原有的相互位置关系，影响加工精度。不同类型的机床由于热源不同，对加工精度影响也不同。由于刀具的尺寸和热容量小，故仍有很高的温升，从而引起刀具的热伸长并造成加工误差。粗加工热变形对加工精度的影响可忽略不计；对于加工要求较高的零件，刀具的热变形对加工精度影响较大，使加工表面产生形状误差。(

17、2)调整误差。为了获得零件的精度，总得对机床、夹具、刀具进行各种各样的调整。调整不可能绝对准确，必然会带来一些误差，称为调整误差。机械加工中工件的生产量和加工精度往往要求不同。其所用的调整方法也不一致。调整方法有试切法调整、定程机构调整、样板或样件调整等三种。调整误差是由多方面因素决定的，调整方法不伺，调整误差也不一样。第3章、提高机械加工精度的措施3.1直接减少误差法待添加的隐藏文字内容2直接减少误差法在生产中应用较广，是在查明产生加工误差的主要因素直进行消除或减少的方法。例如：细长轴的车削，由于受力和热的影响而使工件产生弯曲变形，现采用“大进给反向切削法”，再辅之以弹簧后顶尖，可进一步消除

18、热伸长的危害。3,2误差补偿法误差补偿法，是人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值，反之，取负值，并尽量使两者大小相等；或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差，也是尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。就是人为地造出一种新的原始误差. 去抵消原来工艺系统中固有的原始误差，从而减少加工误差，提高加工精度。3.3实行实时补偿控制补偿控制技术主要应用在传动精度要求很高的机床中，其补偿控制装置由校正尺及接收附加运动的螺母等组成。补偿控制装置简单可靠，但补偿精度依赖于校正尺的制作精度，另外校正尺的调整也比较复杂。在

19、数控机床上都采用软件补偿，事先测量好的误差数据放在数据表中，数控系统在完成每一次精插补后，根据坐标位置从数据表中查找误差补偿值，据此控制坐标轴附加的运动。软件补偿实现起来较简单，误差数据随时可以修改调整。实时补偿控制是通过高精度测量装置在加工过程中定时采集误差数据，根据误差的方向和大小由补偿控制装置控制刀架走一个微量位移。实时补偿控制采集的是当前状态下的实际误差，虽然补偿装置的机枕惯性使补偿的位置会稍微滞后，但补偿精度仍然比较高，实时补偿控制的缺点是补偿装置复杂且调试相对困难。3.4均化原始误差对有加工精度要求的零件表面，可以采取在不断试切加工过程中逐步均化原始误差的方法。 对配合精度要求很高

20、的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程，就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较，相互检查从对比中找出差异，然后进行相互修正或互为基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均。在生产中，许多精密基准件都是利用误差均化法加工出来的。均化原始误差是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。原理是通过有密切联系的工件相互比较和检查，找出它们的差异，再进行相互加工精度，若将切削刀具安装到适当位置，使分度转位误差处于零件加工表面的切向，这样可减小分度转位误差对加工精度的影响。总束语在加工过程中要加工出符合设计精度要求的零件是机械加工追求的目标之一,我们