影响加工精度因素分析毕业论文

word文档可自由复制编辑潞安职业技术学院毕业论文目录摘要 2关键词 2一.机械零件加工精度的相关概念 3二.定位误差 4（一）基准不重合误差 4（二）定位副制造不准确误差 4（三）定位误差基准不重合误差 4三.机床的几何误差 4（一）导轨误差 5（二）主轴回转误差 5（三）传动链误差 5四.刀具磨损引起的误差 5五.工艺系统受热变形引起的误差 6（一）机床热变形对加工精度的影响 6（二）刀具热变形对加工精度的影响 6（三）工件热变形对加工精度的影响 7六.工艺系统受力变形引起的误差 7（一）工件刚度 7（二）刀具刚度 7（三）机床部件刚度 7（四）机械加工切削力度变化的影响 8（五）减小工艺系统受力变形的途径 8（六）其他作用力的影响 8七.工件残余应力引起的误差 8（一）内应力产生的原因 8（二）减小或消除内应力的措施 8八.内应力重新分布引起的误差 9（一）热加工中内应力的产生 9（二）冷校直产生的内应力...........................................9（三）减小内应力变形误差的途径......................................9九.调整误差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9十.提高机械加工精度的措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9(一)减少原始误差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9（二）误差补偿法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10（三）分化或均化原始误差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10（四）转移原始误差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11（五）就地加工法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....11参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13影响机械加工精度因素分析贺勇摘要:在机械加工过程中，往往有很多因素影响工件的最终加工质量，加工精度是机械加工质量的核心部分，如何使工件的加工达到质量要求，在诸多误差因素中,机床的几何误差、工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的地位,通过懂得这些误差因素是如何影响加工误差的,可以使工件的加工达到质量要求。如何减少各种因素对加工精度的影响，就成为加工前必须考虑的事情，也就是要对影响机械加工精度的因素进行分析。本文结合自己的实践经验，就影响机械加工精度的因素做一阐述。关键词:质量;误差;工艺系统；加工精度一.机械零件加工精度的相关概念(一)机械零件加工精度我们通常所说的机械加工精度是指由设计人员根据零件的使用要求合理规定的，由工艺人员根据设计要求和生产条件等，通过采取适当的工艺方法来保证的加工误差所允许的范围。在这里有必要正确区分机械零件的加工误差与加工精度。（二）加工误差。就是指机械零件加工以后的实际几何参数与标准几何参数偏差的大小。而加工精度，则是指机械零件加工以后的实际几何参数与标准几何参数相符合的程度。一般情况下。存在的偏差越小，则表明机械零件的加工精度就越高，反之则低。因此，机械零件加工精度的高低，一般是以机械零件加工误差的大小来反映的。（三）加工经济精度。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。某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，在这个范围内都可以说是经济的。(四)原始误差。工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。（五）定位误差指的是由于工件在夹具上定位不准而造成的加工误差，它包括基准不重合误差，定位副制造不准确误差，定位误差基准不重合误差。（六）残余应力是指当外部载荷去掉以后仍存留在工件内部的应力。残余应力是由于金属发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破，内应力的分布就会发生变化，从而引起新的变形，影响加工精度。（七）内应力重新分布引起的误差没有外力作用而存在于零件内部的应力，称为内应力。工件上一旦产生内应力之后，就会使工件金属处于一种高能位的不稳定状态，它本能地要向低能位的稳定状态转化，并伴随有变形发生，从而使工件丧失原有的加工精度。二、定位误差（一）基准不重合误差:定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差。在采用调整法加工一批工件时，基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。采用试切法加工则不存在定位误差。只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生，一般情况下，加工过程的工序基准应与设计基准重合。（二）定位副制造不准确误差:工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。（三）定位误差基准不重合误差:定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，只在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。机床的几何误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。(一)导轨误差：导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。（二）主轴回转误差机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。（三）传动链误差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，一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起

。四.刀具磨损引起的误差刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，由此引起工件尺寸和形状的改变。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(如车刀、镗刀及铣刀等)的制造误差,对加工精度没有直接的影响;定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀及槽铣刀等)的尺寸误差,直接影响被加工零件的尺寸精度;成形刀具(成形刀、成形铣刀以及齿轮滚刀等)的误差,主要影响被加工面的形状精度。而刀具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,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(特别是位置精度)有很大影响。夹具的制造误差由定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导引误差、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。另外，刀具安装不当或使用不当，也将影响加工精度。五.工艺系统受热变形引起的误差机械零件加工过程中，其工艺系统一般都会受到各种热能的影响，进而产生了一定的温度，发生热变形，由于工艺系统热源分布的不均匀性及各环节结构、材料的不同，使工艺系统各部分的变形产生差异，尤其对于慎密加工,热变形引起的加工误差占总加工误差的40%～70%这种热变形在很大程度上破坏了刀具、零件的正确位置以及运动等关系，从而产生了机械零件的加工误差，尤其对于精密加工，热变形引起的加工误差。减少工艺系统热变形的途径：A、减少工艺系统发热和采取隔热措施。B、改善散热条件。C、均衡温度场，加快温度场的平衡。D、改善机床结构，合理选材，减小热变形。(一)机床热变形对加工精度的影响机床受热源的影响,各部门温度将发生转变,因为热源分布的不平均和机床机构的复杂性,机床的各部件发生分歧水平的热变形,破损了机床各部件原有的彼此位置关系,影响加工精度。分歧类型的机床因为热源分歧,对加工精度影响也分歧。（二）刀具热变形对加工精度的影响在切削加工中传入刀具的热量只有3%～5%,但因为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。粗加工时刀具的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年夜,使加工概况发生外形误差。（三）工件热变形对加工精度的影响工件的热变形主若是由切削热引起的,热变形情形与加工体例和是否平均受热有关。

1.工件平均受热对于一些简单的平均受热工件,如车、磨轴类件的外圆,待加工后冷却到室温时其长度和直径将有所缩短,由此而发生尺寸误差;加工盘类零件或较短的轴套类零件,因为加工行程较短,可以近似认为沿工件轴向标的目的的温升相等。对于较长工件(如长轴)的加工,起头走刀时,工件温度较低,变形较小。跟着切削的进行,工件温度逐渐升高,直径逐渐增年夜,是以工件概况被切去的金属层厚度越来越年夜,冷却后不仅发生径向尺寸误差,而且还会发生圆柱度误差;对于轴向精度要求较高的工件(如慎密丝杠),其热变形引起的轴向伸长将发生螺距误差。

2.工件不平均受热当工件受热不均时,如磨削零件单一概况,因为工件单面受热而发生向上翘曲变形,加工冷却后将形成中凹的外形误差,这种现象对于加工薄片类零件尤为凸起。减少工艺系统热变形的途径：减少工艺系统发热和采取隔热措施、改善散热条件、均衡温度场，加快温度场的平衡、改善机床结构，合理选材，减小热变形。六、工艺系统受力变形引起的误差(一)工件刚度工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。（二）刀具刚度外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。（三）机床部件刚度1.机床部件刚度:机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。2.影响机床部件刚度的因素:结合面接触变形的影响,摩擦力的影响,低刚度零件的影响,间隙的影响（四）机械加工切削力变化的影响。在加工过程中，因为零件的加工余量发生了改变和零件材质的不均匀等，引起切削力大小发生变化，从而使得工艺系统因受力不同造成的变形大小也相应发生变化，从而产生了加工误差。减少工艺系统受力变形的措施：提高工艺系统刚度：包括合理的装夹方式和加工方法。减小切削力及其变化、改善毛坯制造工艺、合理选择刀具的几何参数、增大前角和主偏角、合理选择刀具材料、对工件材料进行适当的热处理以改善材料的加工性能等（五）减小工艺系统受力变形的途径:由前面对工艺系统刚度的论述可知，若要减少工艺系统变形，就应提高工艺系统刚度，减少切削力并压缩它们的变动幅值。1.提高工艺系统刚度2.减小切削力及其变化:合理地选择刀具材料，增大前角和主偏角，对工件材料进行合理的热处理以改善材料地加工性能等，都可使切削力减小。（六）其它作用力的影响七.工件残余应力引起的误差(一)内应力产生的原因内应力产生的原因主要有：毛坯制造中产生的内应力；冷校正产生的内应力；切削加工产生的内应力。（二）减小或消除内应力的措施采用适当的热处理工序、给工件足够的变形时间、零件结构要合理，结构要简单，壁厚要均匀。八、内应力重新分布引起的误差(一)热加工中内应力的产生在热处理工序中由于工件壁厚不均匀、冷却不均、金相组织的转变等原因，使工件产生内应力。（二）冷校直产生的内应力丝杠一类的细长轴经过车削以后，棒料在轧制中产生的内应力要重新分布，产生弯曲。（三）减小内应力变形误差的途径改进零件结构——设计零件时，尽量做到壁厚均匀，结构对称，以减少内应力的产生。九.调整误差机械加工的工序中，要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。十、提高机械加工精度的措施(一)减少原始误差提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。（二）误差补偿法对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

1.误差抵消法提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削，现在采用了大走刀反向车削法，基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖，则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。2.误差补偿法此法是人为地造出一种新的原始误差，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，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。（三）分化或均化原始误差为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还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。

1.分化原始误差(分组)法根据误差反映规律，将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

2.均化原始误差对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件做相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉（当然，模具也被工件磨去一部分），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