几何误差对加工精度的影响

1、 9.3.1 原理误差 9.3.2 机床误差 9.3.3 刀具误差 9.3.4 夹具误差 9.3.5 工件安装误差 9.3.6 测量误差 9.3.7 调整误差l定义： 加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。机床误差主要包括机床本身各部件的机床误差主要包括机床本身各部件的制造制造误差、安误差、安装装误差误差 和机床磨损和机床磨损所带来的误差。这里所带来的误差。这里着重分析对着重分析对工件加工精度影响较大工件加工精度影响较大的三个误差的三个误差: :（一）（一）机床主轴的回转误差机床主轴的回转误差（二）（二）机床导轨导向误差机床导轨导向误差（三）机床传动链的传动

2、误差（三）机床传动链的传动误差 主轴回转时实际回转轴线与理想回转线的主轴回转时实际回转轴线与理想回转线的偏移量。偏移量。2.2.主轴回转误差可分解为主轴回转误差可分解为三种基本形式三种基本形式：1. 1.主轴回转误差概念主轴回转误差概念 同一形式的主轴回转误差，对不同机床和加工表面会产生不同形式的加工误差，如：u主要因素主要因素 轴承本身误差、轴承间隙、与轴承配合零件的误差、 主轴系统的刚度和热变形、主轴转速、各段轴颈、轴孔的同轴度误差等。u轴承轴承误差的影响误差的影响主轴采用滑动轴承时，轴承误差主要是指主轴颈和轴承内孔的圆度误差和波度。工件回转类机床（如车床，磨床），主轴受力方向一定，主轴颈

3、圆度误差影响较大，轴承内径圆度误差没影响。u（1）提高主轴部件的制造精度。）提高主轴部件的制造精度。 （轴承，轴颈，支承孔，配合表面等）u（2）对滚动轴承进行预紧）对滚动轴承进行预紧 适当预紧以消除间隙，甚至产生微量过盈，可 增加轴承刚度，又对轴承内外圈滚道和滚动体 的误差起均化作用。u（3）使主轴的回转误差不反映到工件上。）使主轴的回转误差不反映到工件上。 这是最简单而有效的方法。如:外圆磨床磨削,用前后顶尖支承，主轴只起传动作用，工件回转精度完全取决于顶尖和中心孔的形状误差和同轴度误差。提高顶尖和中心孔的精度要比提高主轴部件的精度容易且经济的多。 1. 1. 概念概念 导轨导轨导向精度导向

4、精度是指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度。这两者之间的偏差值则称为机床导轨导向误差。导轨导向误差分导轨导向误差分水平面内的直线度误差水平面内的直线度误差垂直面内的直线度误差垂直面内的直线度误差两导轨间的平行度误差两导轨间的平行度误差 当当导轨在水平面内的直线度误差为导轨在水平面内的直线度误差为y y时，此项误差使刀时，此项误差使刀尖在水平面内产生位移尖在水平面内产生位移y y，造成工件在半径方向的误差，造成工件在半径方向的误差 R Ry y( (这时这时 R Ry y = = y y) )，使，使工件表面产生圆柱度误差工件表面产生圆柱度误差。车床导轨在水平面内的直线度对加

5、工精度的影响 床身导轨在垂直面内有直线度误差，会引起刀尖产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生切向位移Z Z，造成工件在半径方向产生的误差为：造成工件在半径方向产生的误差为：)2/(2RRzz非常小原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若产生在加工表原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若产生在加工表面法向方向（误差敏感方向），对加工精度有直接影响；产生面法向方向（误差敏感方向），对加工精度有直接影响；产生在加工表面切向方向（误差非敏感方向）在加工表面切向方向（误差非敏感方向） ，可忽略不计。，可忽略不计。 床身前后导轨有平行床身前后导轨有平行度误差度误差（扭曲）（扭曲

6、）时，会使时，会使车床溜板在沿床身移动时车床溜板在沿床身移动时发生偏斜，从而使发生偏斜，从而使刀尖相刀尖相对工件产生偏移对工件产生偏移，使工件，使工件产生形状误差产生形状误差（鼓形、鞍（鼓形、鞍形、锥度）。形、锥度）。导轨扭曲对加工精度的影响制造误差 机床设计制造时，应从结构、润滑、防护装置、采取措施提高导向精度。安装误差 机床安装时，应校正好水平和保证地基质量。磨损误差 使用时，注意调整导轨配合间隙，同时保证良好的润滑和维护。 传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差，它是螺纹、齿两端传动元件之间相对运动的误差，它是螺纹、

7、齿轮、蜗轮及其它按展成原理加工时，影响加工精度轮、蜗轮及其它按展成原理加工时，影响加工精度的主要因素。的主要因素。例例. 用用滚齿滚齿机加工直齿轮时，要求滚刀和工件之间具有严格的运机加工直齿轮时，要求滚刀和工件之间具有严格的运动关系。即：滚刀转一转，工件转过一个齿，这种运动关系是动关系。即：滚刀转一转，工件转过一个齿，这种运动关系是由刀具与工件的传动链来保证的。由刀具与工件的传动链来保证的。 当传动链中各传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杆、螺母等当传动链中各传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杆、螺母等有制造误差，装配误差和磨损时，就会破坏正确的运动关系，有制造误差，装配误差和磨损时，就会破坏正确的运

8、动关系，是被加工工件产生误差。是被加工工件产生误差。1传动链精度（误差传动链精度（误差） 尽可能缩短传动链，减少传动元件数目；尽可能缩短传动链，减少传动元件数目； 尽量采用降速传动，误差被缩小；尽量采用降速传动，误差被缩小； 提高传动元件、特别是末端元件的制造和提高传动元件、特别是末端元件的制造和 装配精度；装配精度； 消除传动间隙；消除传动间隙；采用误差补偿机构或自动补偿装置。采用误差补偿机构或自动补偿装置。l刀具的误差主要是指刀具的制造误差刀具的误差主要是指刀具的制造误差 刀具的制造误差对加工精度的影响，根据刀具种刀具的制造误差对加工精度的影响，根据刀具种类的不同而不同类的不同而不同定尺寸

9、刀具（钻头，铰刀，拉刀，丝锥，键槽铣刀等定尺寸刀具（钻头，铰刀，拉刀，丝锥，键槽铣刀等 ）刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度。 成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮）成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮） 刀具形状精度直接影响工件形状精度。 展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀）展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀） 刀刃形状精度会影响工件加工精度。 一般刀具（如车刀、镗刀、铣刀）一般刀具（如车刀、镗刀、铣刀） 制造精度对工件加工精度无直接影响 夹具的误差主要是指：夹具的误差主要是指： 1 1）定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具）定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等零件的制

10、造误差。体等零件的制造误差。 2 2）夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对）夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差。尺寸误差。 3 3）夹具在使用过程中工作表面的磨损。）夹具在使用过程中工作表面的磨损。 工件的安装误差包括定位误差和夹紧误差。工件的安装误差包括定位误差和夹紧误差。测量误差测量误差概念：概念： 在机械加工的每一个工序中，总要对工艺在机械加工的每一个工序中，总要对工艺系统进行各种各样的调整工作，由于调整系统进行各种各样的调整工作，由于调整不可能绝对准确，因此必然会产生误差，不可能绝对准确，因此必然会产生误差，这些误差称为调整误差。这些误差称为调整误差。 工艺系统的调整有工艺系统的调整有试切法试切法和和调整法调整法两两种基本形式。种基本形式。试切法调整时，影响调整误差的因素：试切法调整时，影响调整误差的因素：测量误差测量误差（量具本身，测量方法和使用条件）（量具本身，测量方法和使用条件）进给机构位移误差进给机构位移误差（爬行现象）（爬行现象）加工误差加工误差（试切与正式切削时切削厚度不一致）（试切与正式切削时切削厚度不一致）调整法调整时，影响调整误差的因素：调整法调整时，影响调整误差的因素：定程机构调整定程机构调整大批量生产时常采用行程挡块、靠大批量生产时常采用行