第六章工件第一节机械加工精度课件

第六章工件第一节机械加工精度第六章工件第一节机械加工精度1第一节机械加工精度机器的质量决定了机器的工作性能和使用寿命，而零件的加工质量是整台机器质量的基础。零件的加工质量指标包括：加工精度、加工表面质量。第一节机械加工精度机器的质量决定了机器的2第一节机械加工精度机械制造业遵循的原则：不断地提高产品的质量，提高其使用效能和使用寿命，最大限度地降低废品和次品率，提高产品的合格率，以及最大限度地节约材料和人力的消耗。第一节机械加工精度机械制造业遵循的原则：3第一节机械加工精度一、机械加工精度的概念是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数的符合程度。第一节机械加工精度一、机械加工精度的概念4第一节机械加工精度加工误差：实际几何参数与理想几何参数的偏离程度称为加工误差。第一节机械加工精度加工误差：5第一节机械加工精度加工精度与加工误差的关系：加工精度和加工误差是从不同角度来评定零件几何参数准确程度的，加工精度的高与低是用加工误差的小与大来描述的。即加工误差越小，加工的精度越高；反之，加工的误差越大，加工的精度越低，质量越差。第一节机械加工精度加工精度与加工误差的关系：6第一节机械加工精度生产实践证明：任何一种加工方法不论多么精密，都不可能把零件加工得绝对准确，与理想的完全符合。从实际出发，也没有必要把每个零件的几何参数都加工得绝对准确，只要其误差值不影响机器的使用性能即可。把零件的加工误差保持在一定范围内是完全允许的，所以，在图纸上标有偏差值。第一节机械加工精度生产实践证明：任何一种7第一节机械加工精度加工精度是评定零件质量的一项重要指标。零件有关表面的尺寸精度、形状精度和相互位置精度之间是互相联系的。各精度之间的关系：形状误差应该限制在位置公差内，位置误差应该限制在尺寸公差内。第一节机械加工精度加工精度是评定零件质量的一项重8第一节机械加工精度一般情况下，尺寸精度高，相应的形状和位置精度也高。

但有些特殊功用的零件，如检验平板，其工作面的平面度（形状精度）要求很高，但该平面与底面的尺寸要求（尺寸精度）和平行度要求（位置精度）却很低。第一节机械加工精度一般情况下，尺寸精度高9第一节机械加工精度二、获得加工精度的方法1.获得尺寸精度的方法：（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法（4）主动测量法第一节机械加工精度二、获得加工精度的方法10第一节机械加工精度（1）试切法是通过试切－－测量－－调整刀具－－再试切，反复进行，直至符合规定的尺寸，然后以此尺寸切出加工的表面的方法。此方法特点：可达到的精度可能很高，但比较费时，效率低，且依赖操作者的技术水平，故只用于单件小批量生产。第一节机械加工精度（1）试切法11第一节机械加工精度（2）调整法是按图样规定的尺寸和形状，预先调整好机床、刀具、夹具与工件的相对位置，经过试加工测量合格后，再连续成批加工工件。调整法的特点：加工精度稳定性好，生产率高，适用于成批大量生产。第一节机械加工精度（2）调整法12第一节机械加工精度（3）定尺寸刀具法是用具有一定形状和尺寸精度的刀具对工件进行加工，以保证工件被加工部位尺寸的方法。如：麻花钻、铰刀、拉刀、丝锥、板牙等刀具加工以获得规定的尺寸精度。定尺寸刀具法的特点：所得到的加工精度与刀具的制造精度及磨损有很大的关系，生产效率高，应用广泛。第一节机械加工精度（3）定尺寸刀具法13第一节机械加工精度（4）主动测量法（自动控制法）是在加工过程中，采用专门的测量装置主动测量工件的尺寸，并控制工件尺寸精度的方法。主动测量法的特点：能直观地反映出加工过程中，工件所达到的尺寸精度，并能控制自动退刀和停止切削。第一节机械加工精度（4）主动测量法（自动控制法）14第一节机械加工精度2.获得几何形状精度的方法（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法第一节机械加工精度2.获得几何形状精度的方法15第一节机械加工精度（1）轨迹法是依靠刀具和工件的相对运动轨迹来获得工件形状的方法。即以刀具的刀尖做为一个点相对工件做有规律的成形切削运动，从而使加工表面获得所要求形状的加工方法。第一节机械加工精度（1）轨迹法16第一节机械加工精度XY步进电机步进电机工件丝杠丝杠车床上用轨迹法获得工件形状第一节机械加工精度XY步进电机步进电机工件丝杠丝杠车床上用17第一节机械加工精度在刨床上用轨迹法获得工件形状工件刀具第一节机械加工精度在刨床上用轨迹法获得工件形状工件刀具18第一节机械加工精度（2）成形法是用成形刀具加工工件的成形表面以得到所要求的形状精度的方法。如成形刀具宽刃刀具的车削加工、凹面球刀加工球面等特点：可以简化机床结构，提高生产率，其加工精度主要取决于刀刃的形状精度。第一节机械加工精度（2）成形法19第一节机械加工精度（3）展成法是利用工件和刀具作展成切削运动（展成运动），工件被加工表面是刀刃在相应啮合运动中的包络面。主要用于加工齿轮齿廓、花键键齿、蜗轮轮齿的加工。第一节机械加工精度（3）展成法20第一节机械加工精度3.获得相互位置精度的方法（1）一次安装法（2）多次安装法第一节机械加工精度3.获得相互位置精度的方法21第一节机械加工精度（1）一次安装法是对有位置精度要求的零件各相关表面在同一次安装中加工出来。精度的高低取决于机床的运动精度。如车削端面与轴线的垂直度和中拖板的运动精度有关。第一节机械加工精度（1）一次安装法22第一节机械加工精度（2）多次安装法是指零件在加工时，虽经多次安装，但其相关表面的位置精度是由加工表面与定位基准面之间的位置精度决定的。因此，要获得各相关表面之间的位置精度就必须保证机床、夹具及工件的定位精度。第一节机械加工精度（2）多次安装法23第一节机械加工精度多次装夹获得法主要有以下几种：1.直接装夹法2.找正装夹法3.夹具装夹法第一节机械加工精度多次装夹获得法主要有以下几种：24第一节机械加工精度1.直接装夹法通过在机床上直接装夹工件，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。如车床上加工一个与外圆同轴的内孔表面，即可通过采用三爪卡盘直接装夹工件。第一节机械加工精度1.直接装夹法25第一节机械加工精度2.找正装夹法通过找正工件相对刀具切削刃口成形运动之间的准确位置，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。如在车床上加工一个与外圆同轴度精度很高的内孔，可采用四爪卡盘和千分表找正工件的位置，使其外圆表面与车床主轴回转轴线同轴后再夹紧进行加工。第一节机械加工精度2.找正装夹法26第一节机械加工精度3.夹具装夹法通过夹具确定工件与刀具切削刃口成形运动之间的准确位置，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。如在钻床上扩钻加工车床尾座体的内孔。第一节机械加工精度3.夹具装夹法27第二节影响加工精度的主要因素在机械加工的过程中，影响加工精度的因素比较多，常见的有以下几种：

一、工艺系统的几何误差二、工艺系统的受力变形三、工艺系统的热变形四、工件的内应力第二节影响加工精度的主要因素在机械加工28第二节影响加工精度的主要因素一、工艺系统的几何误差包括以下几种误差：1.加工原理误差2.机床的几何误差3.刀具误差4.夹具误差5.调整误差第二节影响加工精度的主要因素一、工艺系统的几何误差29第二节影响加工精度的主要因素1.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。如用滚刀加工渐开线齿轮时，就有两种误差存在：一是由于制造上的困难采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线蜗杆，而导致刀刃轮廓近似造成误差；二是由于滚刀刀齿数有限，导致实际加工出的齿廓是一条折线，与理论上的光滑渐开线有差异。第二节影响加工精度的主要因素1.加工原理误差30第二节影响加工精度的主要因素加工原理误差的特点：采用近似的成形运动或刀刃轮廓，虽然会产生加工原理误差，但这样做往往可以简化机床和刀具的结构，反而有利于保证加工精度，并且有利于保证加工精度，并且能提高生产率和经济性。第二节影响加工精度的主要因素加工原理误差的特点：31第二节影响加工精度的主要因素2.机床的几何误差机床的制造误差、安装误差及使用中的磨损等，都会在加工中直接影响刀具与工件之间的相互位置精度，造成加工误差。

主要包括以下几种误差：（1）主轴回转运动误差（2）导轨导向误差（3）机床的传动误差第二节影响加工精度的主要因素2.机床的几何误差32第二节影响加工精度的主要因素（1）主轴回转运动误差是指主轴实际回转轴线相对理论回转轴线的偏离程度。它包括三种基本形式：轴向窜动径向跳动角度摆动第二节影响加工精度的主要因素（1）主轴回转运动误差33第二节影响加工精度的主要因素ΔxxZYO主轴轴向窜动误差第二节影响加工精度的主要因素ΔxxZYO主轴轴向窜动误差34第二节影响加工精度的主要因素ΔrxZYO主轴径向跳动误差第二节影响加工精度的主要因素ΔrxZYO主轴径向跳动误差35第二节影响加工精度的主要因素ΔrxZYO主轴的角度摆动第二节影响加工精度的主要因素ΔrxZYO主轴的角度摆动36第二节影响加工精度的主要因素实际上，这三种基本形式往往是同时存在的。机床主轴是安装工件或刀具的基准，并把动力和运动传递给工件或刀具，因此，主轴回转精度是机床的重要精度指标之一。主轴回转精度决定加工表面几何形状精度、表面波度和表面粗糙度的主要因素。第二节影响加工精度的主要因素实际上，这37第二节影响加工精度的主要因素（2）导轨导向误差

导轨在机床中起导向和承载作用。它即是确定机床主要部件相对位置的基准，又是运动的基准。其制造和装配精度是影响直线运动精度的主要因素，并直接反映到零件的加工精度上。第二节影响加工精度的主要因素（2）导轨导向误差38第二节影响加工精度的主要因素导轨导向误差包括：

①导轨在水平面内的直线度误差②导轨在垂直平面内的直线度误差③导轨面间的平行度误差第二节影响加工精度的主要因素导轨导向误差包括：39第二节影响加工精度的主要因素①导轨在水平面内的直线度误差对于普通车床和外圆磨床，它将直接反映在工件已加工表面的法线方向上，对加工精度影响很大，使工件产生圆柱度误差。第二节影响加工精度的主要因素①导轨在水平面内的直线度误差40第二节影响加工精度的主要因素YZX导轨在水平面内的直线度误差水平面内的直线度误差第二节影响加工精度的主要因素YZX导轨在水平面内的直线度41第二节影响加工精度的主要因素②导轨在垂直平面内的直线度误差对普通车床和外圆磨床，它发生在工件已加工表面的切线方向上，对零件的形状精度影响不大。但对平面磨床、刨床、铣床，它将引起工件的法向位移，造成形状误差。第二节影响加工精度的主要因素②导轨在垂直平面内的直线度误42第二节影响加工精度的主要因素YZX导轨在垂直平面内的直线度误差在垂直平面内的直线度误差第二节影响加工精度的主要因素YZX导轨在垂直平面内的直线43第二节影响加工精度的主要因素③导轨面间的平行度误差车床两导轨的平行度产生误差（扭曲），使大拖板产生横向倾斜，刀具产生位移，因而引起工件的形状误差。机床的安装对导轨的原有精度影响很大。尤其是床身较长的龙门刨床、导轨磨床等，因导轨长，刚性差，并在本身自重的作用下容易产生变形，如果安装不正确或地基不坚实，都会导致导轨产生较大的变形，使工件的加工精度受到影响。第二节影响加工精度的主要因素③导轨面间的平行度误差44第二节影响加工精度的主要因素导轨面间的平行度误差第二节影响加工精度的主要因素导轨面间的平行度误差45第二节影响加工精度的主要因素（3）机床的传动误差是指实现机床切削运动的传动机构本身的制造误差、安装误差和工作中的磨损，引起切削运动的不准确程度。滚齿机的传动链中，影响传动误差最大的环节是工作台下面的分度蜗杆副，因为它们的传动比为1/96。在蜗杆副以前各环节的传动误差，以蜗杆副以后就只有原来的1/96了，而分度蜗轮的转角误差则将1：1的直接反映到了工件上，所以，要尽量提高蜗杆副的精度。第二节影响加工精度的主要因素（3）机床的传动误差46第二节影响加工精度的主要因素3.刀具误差是指刀具的制造误差和尺寸磨损，它们对工件加工精度的影响，随刀具的种类而异。第二节影响加工精度的主要因素3.刀具误差47第二节影响加工精度的主要因素一般刀具（如普通车刀、平面铣刀等）的制造误差对工件加工精度没有直接影响。但当这些刀具与工件之间的相对位置调整好后，在加工过程中，刀具的磨损将会影响加工精度。成形刀具（如成形车刀、成形铣刀等）的制造误差和尺寸磨损，都会影响工件的形状精度和尺寸精度。定尺寸刀具（如钻头、铰刀、丝锥等）的制造误差和尺寸磨损，均会影响工件的尺寸精度。刀具安装不正确、刃磨不对称，也会影响工件的尺寸精度。第二节影响加工精度的主要因素一般刀具48第二节影响加工精度的主要因素4.夹具误差是指夹具的定位元件、导向元件及夹具体等的加工误差和装配误差。它对被加工零件的位置误差影响较大，其次是影响尺寸误差和形状误差。夹具的磨损是缓慢的，故对加工误差的影响不太明显。另外，夹紧变形也会造成工件的加工误差。第二节影响加工精度的主要因素4.夹具误差49第二节影响加工精度的主要因素5.调整误差在机械加工的每一道工序中，总是要对工艺系统进行调整，但调整总不可能绝对准确，也就带来了一些原始误差，即调整误差。加工中，因工件的生产批量和加工精度的不同，其调整方法亦不同。如大量生产时，常用样件、样板、靠模等调整工艺系统；单件小批生产时，则多采用试切法来调整。不同的调整方法，有不同的误差来源。第二节影响加工精度的主要因素5.调整误差50第二节影响加工精度的主要因素调整误差包括：（1）试切法调整误差（2）用调整法调整误差第二节影响加工精度的主要因素调整误差包括：51第二节影响加工精度的主要因素（1）试切法调整试切法调整的误差来源有：①测量误差②进给机构的位移误差③最小切削厚度极限的影响第二节影响加工精度的主要因素（1）试切法调整52第二节影响加工精度的主要因素①测量误差测量工具的制造误差、读数误差及测量温度、测量力的变化所引起的误差。

第二节影响加工精度的主要因素①测量误差53第二节影响加工精度的主要因素②进给机构的位移误差在试切中，由于低速微量进给，常会出现进给机构的“爬行”现象，其结果是实际进给量比转动刻度盘的数值要偏大或偏小些，造成加工误差。

第二节影响加工精度的主要因素②进给机构的位移误差54第二节影响加工精度的主要因素③最小切削厚度极限的影响精加工时，试切的最后一刀余量总是很小的，当达到切削厚度的极限值时，则刀具只起挤压而不起切削作用。但正式切削时，加工余量较大，刀具正常切削，因此，工件尺寸就与试切时不同，产生了尺寸误差。第二节影响加工精度的主要因素③最小切削厚度极限的影响55第二节影响加工精度的主要因素（2）用调整法调整误差①用定程机构调整在半自动机床、自动机床和自动线上，广泛采用行程挡块、靠模、凸轮等机构来保证加工精度。这些机构的制造精度和刚度以及与之配合使用的离合器、控制阀等的灵敏度，就是影响调整误差的主要原因。第二节影响加工精度的主要因素（2）用调整法调整误差56第二节影响加工精度的主要因素②用样件或样板调整

在各种仿形机床、多刀机床和专用机床加工中，常采用样板或样板来调整刀具、机床与工件之间的相对位置。此时，样板或样板的制造误差、安装误差和对刀误差就是调整误差的来源之一。第二节影响加工精度的主要因素②用样件或样板调整57第二节影响加工精度的主要因素二、工艺系统的受力变形在机械加工中，工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹紧力及重力等作用下，会产主相应的变形（弹性和塑性变形），由此导致刀具与工件之间已调整好的正确位置关系被破坏，从而产生加工误差。第二节影响加工精度的主要因素二、工艺系统的受力变形58第二节影响加工精度的主要因素1.切削力作用点位置变化引起的加工误差在切削过程中，工艺系统的刚度随切削力作用点位置的变化而变化，从而引起工艺系统变形的不断变化，使已加工表面产生几何形状误差。第二节影响加工精度的主要因素1.切削力作用点位置变化引起59第二节影响加工精度的主要因素第二节影响加工精度的主要因素60第二节影响加工精度的主要因素第二节影响加工精度的主要因素61第二节影响加工精度的主要因素第二节影响加工精度的主要因素62第二节影响加工精度的主要因素第二节影响加工精度的主要因素63第二节影响加工精度的主要因素2.切削力变化引起的加工误差

在切削过程中，由于被加工表面的几何形状误差和材质的不均匀，而引起切削力的变化，导致工件的加工误差。第二节影响加工精度的主要因素2.切削力变化引起的加工误差64第二节影响加工精度的主要因素刀具ap2ap1y1y2零件形状误差的复映第二节影响加工精度的主要因素刀具ap2ap1y1y2零件65第二节影响加工精度的主要因素上图中，由于毛坯的圆度误差，使车削时刀具的背吃刀量在ap1和ap2之间变化，因此背向力Fp也随背吃刀量的变化由最大变到最小，致使工艺系统产生相应的变形即由y1变到y2，也就使得已加工表面形成了圆度误差，这种现象称为“误差的复映。第二节影响加工精度的主要因素66第二节影响加工精度的主要因素3.惯性力和传动力引起的加工误差在高速旋转切削质量不平衡工件时，离心力和背向力的方向，有时相同，有时相反，使工件产生圆度误差。第二节影响加工精度的主要因素3.惯性力和传动力引起的加工67第二节影响加工精度的主要因素惯性力引起的加工误差背吃刀力与惯性力相反背吃刀力与惯性力相同第二节影响加工精度的主要因素惯性力引起的加工误差背吃刀力68第二节影响加工精度的主要因素在车床或磨床上加工轴类零件时，常用单爪拨盘带动工件旋转。传动力在拨盘的每一转中，经常改变方向，有时和背向力同向，有时反向，因此，它也会造成工件的圆度误差。所以，在应用时应考虑动平衡及静平衡的问题。以免产生加工误差。第二节影响加工精度的主要因素69第二节影响加工精度的主要因素4.夹紧力和重力引起的加工误差工件在装夹过程中，由于工件刚度较低或夹紧力的着力点不当，将会引起工件变形，造成加工误差。在工艺系统中，因零部件自重也会引起变形，造成加工误差。第二节影响加工精度的主要因素4.夹紧力和重力引起的加工误70第二节影响加工精度的主要因素F着力点不当引起的加工误差第二节影响加工精度的主要因素F着力点不当引起的加工误差71第二节影响加工精度的主要因素主轴箱摇臂轴摇臂自重引起的加工误差第二节影响加工精度的主要因素主轴箱摇臂轴摇臂自重引起的加72第二节影响加工精度的主要因素在工艺系统中，因零件自重也会引起变形，造成加工误差。如上图中摇臂钻床的摇臂在主轴箱自重的作用下，所产生的变形。第二节影响加工精度的主要因素73第二节影响加工精度的主要因素三、工艺系统的热变形机械加工中，工艺系统在各种热源的影响下，常产生复杂的变形，破坏了工件与刀具之间的相对位置和相对运动关系，造成加工误差。在精密加工中，热变形引起的加工误差约占总加工误差的40％～70％。热变形不仅降低了系统的加工精度，而且还降低了加工效率。第二节影响加工精度的主要因素三、工艺系统的热变形74第二节影响加工精度的主要因素1.工艺系统的热源工艺系统的热源大致来自：内部热源外部热源。内部热源包括：切削热、摩擦热外部热源包括：环境温度、辐射热第二节影响加工精度的主要因素1.工艺系统的热源75第二节影响加工精度的主要因素2.机床热变形引起的加工误差机床受热源的影响，各部分温度将发生变化，因热源分布的不均匀性和机床结构的复杂性、使机床各部件产生不同程度的热变形，破坏了机床原有的几何精度，从而造成加工误差。第二节影响加工精度的主要因素2.机床热变形引起的加工误差76第二节影响加工精度的主要因素不同类型的机床因其结构和工作条件的差异，而使热源和变形形式各不相同。如车、铣、钻、镗等机床的主要热源则是主轴箱内轴承、齿轮、离合器等传动副的摩擦引起发热，导致主轴及与它连接部分的床身温度升高，而产生热变形。第二节影响加工精度的主要因素不同类型的77第二节影响加工精度的主要因素车床的热变形形式热源为床头箱第二节影响加工精度的主要因素车床的热变形形式热源为78第二节影响加工精度的主要因素铣订热变形趋势第二节影响加工精度的主要因素铣订热变形趋势79第二节影响加工精度的主要因素3.工件热变形引起的加工误差

工件的热变形主要是切削热引起的。

热变形情况与加工方法和受热是否均匀有关。第二节影响加工精度的主要因素3.工件热变形引起的加工误差80第二节影响加工精度的主要因素在车、磨外圆时，工件均匀受热而产生热伸长，当工件能够自由伸长时，工件的热变形主要影响尺寸精度，否则，还会产生圆柱度误差。加工螺纹时由于工件热变形将产生螺距误差。第二节影响加工精度的主要因素81第二节影响加工精度的主要因素当工件进行铣削、刨削、磨削等平面加工时，工件单面受热，上下表面温升不等，从而导致工件产生中凸变形，加工冷却后，致使已加工表面呈中凹形。如下图所示第二节影响加工精度的主要因素82第二节影响加工精度的主要因素HL工件Y磨削加工时工件Δ加工后的工件第二节影响加工精度的主要因素HL工件Y磨削加工时工件Δ加83第二节影响加工精度的主要因素4.刀具热变形引起的加工误差在切削过程中，有部分切削热传给刀具，虽然热量很少，但因刀具体积小，热容量小，刀具的温升很高，从而引起刀具热伸长变形，造成加工误差。所以，当刀具连续切削时，传给刀具的切削热随时间不断增加，刀具的热伸长量逐渐增加，使工件产生圆柱度误差。第二节影响加工精度的主要因素4.刀具热变形引起的加工误差84第二节影响加工精度的主要因素四、工件的内应力工件在铸造、锻造、焊接及切削加工之后，内部存在的各种应力（也称为残余应力）处于暂时平衡，可以保持形状的暂时稳定。但只要外界条件发生变化（如温度变化、继续切削加工、受到撞击等），内应力的暂时平衡就会被打破而重新分布，致使工件产生变形，甚至出现裂纹。内应力是造成加工误差的一个隐患，必须予以重视。第二节影响加工精度的主要因素四、工件的内应力85第二节影响加工精度的主要因素工件的内应力有以下几方面产生的：1.毛坯制造中产生的内应力2.冷校直产生的内应力3.切削加工产生的内应力第二节影响加工精度的主要因素工件的内应力有以下几方面产生86第二节影响加工精度的主要因素1.毛坯制造中产生的内应力

在铸、锻、焊及热处理等毛坯的热加工中，由于毛坯各部分受热不均或冷却速度不等，以及金相组织的转变都会引起其体积的不均匀变化，从而在其内部产生较大的内应力。毛坯结构越复杂，壁厚越不均匀，散热条件差别越大，则毛坯内部产生的内应力也越大。第二节影响加工精度的主要因素1.毛坯制造中产生的内应力87第二节影响加工精度的主要因素2.冷校直产生的内应力

细长轴类零件（如丝杠、曲轴等）在加工和搬运中很容易产生弯曲变形，常采用冷校直的方法使之变直。第二节影响加工精度的主要因素2.冷校直产生的内应力88第二节影响加工精度的主要因素F校直引起的内应力第二节影响加工精度的主要因素F校直引起的内应力89第二节影响加工精度的主要因素如上图，一根无内应力但向上弯曲的长轴，当中部受到载荷F作用时，其轴心线以上将产生压应力，轴心线以下将产生拉应力，两条虚线之间为弹性变形区，虚线之外为塑性变形区。当去掉载荷后，工件的弹性恢复将受到塑性变形区的阻碍，致使内应力重新分布。可见，工件经冷校直后，内部产生的内应力处于不稳定状态，若再进行切削加工，工件将重新产生弯曲变形。第二节影响加工精度的主要因素如上图，一90第二节影响加工精度的主要因素3.切削加工产生的内应力产生原因：在切削加工形成的力和热的作用下，使被加工表面产生内应力。产生的应力的位置及性质：在切削力的作用下，使工件表层产生压应力，里面产生拉应力；而在切削热的作用下，使工件表层产生拉应力，里层产生压应力。在大多数情况下，切削热的影响大于切削力的影响。第二节影响加工精度的主要因素3.切削加工产生的内应力91第三节经济精度和经济表面粗糙度不同的加工设备加工工件所能达到的加工精度和表面粗糙度也是不同的。即使是同一种方法，使用同一台机床，由于操作者技术水平、刀具刃磨质量、机床调整质量和切削用量的不同，所得到的加工精度和表面粗糙度也会有很大的差别。工件的加工精度越高，工件的成本也就越高。第三节经济精度和经济表面粗糙度不同的加工92第三节经济精度和经济表面粗糙度一、经济精度是指每种加工方法在正常生产条件（完好的设备、使用必要的刀具和夹具、操作者具有熟练的技术、合理的定额工时）下，能较经济（成本较低）地达到的加工精度范围。第三节经济精度和经济表面粗糙度一、经济精度93第三节经济精度和经济表面粗糙度任何一种加工方法的加工成本与加工误差之间的关系可用如图所示的曲线表示：加工成本与加工误差关系曲线加工成本Q加工误差ΔABC第三节经济精度和经济表面粗糙度任何一种加工94第三节经济精度和经济表面粗糙度经济精度是由几种不同加工方法相互比较的结果。在应用时应当根据现有的条件来综合考虑，选择成本较低的加工方法进行加工生产，以降低工件的生产成本。达到优质、高效、低成本。第三节经济精度和经济表面粗糙度经济精度是95第三节经济精度和经济表面粗糙度加工的经济精度也不是一成不变的，它随着工艺技术的发展，设备和工艺装备的改进而变化。如现在应用较多的数控车床在加工单件的曲面工件时的加工精度比普通车床的加工精度高的多，但加工成本比普通车床的加工成本低的很多。第三节经济精度和经济表面粗糙度加工的经济96第三节经济精度和经济表面粗糙度经济表面粗糙度：是指每种加工方法在正常生产条件（完好的设备、使用必要的刀具和夹具、操作者具有熟练的技术、合理的定额工时）下，能较经济地达到的加工表面粗糙度范围。第三节经济精度和经济表面粗糙度经济表面粗糙度：97第三节经济精度和经济表面粗糙度二、常用加工方法所能达到的经济精度1.常用加工方法所能达到的尺寸经济精度第三节经济精度和经济表面粗糙度二、常用加工方法所能达到的经98第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm车磨研磨用钢珠或滚柱工具滚压粗半精精一次粗精加工的公差等级和偏差值/um13~12121110979765109761~3>3~6>6~10>10~18>18~30>30~50>50~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500120160200240280620~340740~400870~4601000~5301150~6001350~6801550~760120160200240280340400460530600680760608010012014017020023026030034038040485870841001201401601852152502025303545506070809010012091215182125303540475462202530354550607080901001209121518212530354047546268101214172023273035404568911131518202225404858708410012014016018521525020253035455060708090100120912151821253035404754606810121417202327303540外圆柱表面加工尺寸经济精度第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm车磨研磨用钢珠99第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm钻及扩孔扩孔铰孔拉孔无钻模有钻模粗扩铸孔或冲孔后一次扩孔粗扩或钻后精扩粗铰半精铰精铰粗拉铸孔或冲孔加工的公差等级和偏差值/um12111211121211101110987611101~3>3~6>6~10>10~18>18~30>30~50------2402803406080100----------------3406080100120140--------240280340----------340------120140170------7084100--80100120140170--48587084100--2530354550--1822273339--1316192327--8911--------------170----------100圆柱形孔加工尺寸经济精度表1第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm钻及扩孔扩孔铰100第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm钻及扩孔扩孔铰孔拉孔无钻模有钻模粗扩铸孔或冲孔后一次扩孔粗扩或钻后精扩粗铰半精铰精铰粗拉铸孔或冲孔加工的公差等级和偏差值/um1211121112121110111098761110>50~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500------------------------400----------------------400460--------400460--------200230--------120140--------200230260300340--120140160185215--60708090100--4654637384--3035404550--------------200230260------120140160------圆柱形孔加工尺寸经济精度续表1第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm钻及扩孔扩孔铰101第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm拉孔镗孔粗拉孔后或钻孔后精拉机粗半精精细加工的公差等级和偏差值/um98712111098761~3>3~6>6~10>10~18>18~3030~50>50~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500------354550607080------------273339465463------------192327303540------------240280340400460530600680760------120140170200230260300340380------7084100120140160185215250------35455060708090100120------273339465463738495------192327303540455060------1113151821--------圆柱形孔加工尺寸经济精度续表1第三节经济精度和经济表面粗糙度公称直径/mm拉孔镗孔粗拉孔102第三节经济精度和经济表面粗糙度圆柱形孔加工尺寸经济精度续表1公称直径/mm磨孔研磨用钢珠、挤压杆校准，用钢珠或滚柱扩孔器挤孔粗精加工的公差等级和偏差值/um9876109871~3>3~6>6~10>10~18>18~3030~50>50~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500－－－－－－35455060708090100120－－－－－－273339465463738495－－－－－－192327303540455060－－－－－－111315182124273035－－－－－－7084100120140160185215250－－－－－－35455060708090100120－－－－－－273339465463738495－－－－－－192327303540455060第三节经济精度和经济表面粗糙度圆柱形孔加工尺寸经济精度续103第三节经济精度和经济表面粗糙度注：1.孔加工精度与工具的制造精度有关。2.6级细镗孔要采用金刚石工具。3.用钢珠或挤压杆校准适用于孔径≤50mm.第三节经济精度和经济表面粗糙度注：104第三节经济精度和经济表面粗糙度公称尺寸（高或厚）/mm刨削和圆柱铣刀及套式面铣刀铣削粗半精或一次加工精细公差等级和偏差值/um13121112111097610~18>18~3030~50>50~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~5004305206207008701000115013501550240280340400460580600680760120140170200230260300340380240280340400460530600680760120140170200230260300340380708410012014016018521525035455060708090100120182125303540475462121417202327303540平面加工尺寸经济精度表1第三节经济精度和经济表面粗糙度公称尺寸（高或厚）/mm刨削105第三节经济精度和经济表面粗糙度平面加工尺寸经济精度续表1公称尺寸（高或厚）/mm拉削磨削研磨用钢珠或滚柱工具滚压粗拉铸造冲压表面精拉一次加工粗精细公差等级和偏差值/um1110976979765109710~18>18~3030~50>50~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500－－140170200230260300－－－－－－84100120140160185－－－－－－455060708090－－－－－－212530354047－－－－－－141720232730－－－－35455060708090100120182125303540475462354550607080901001201821253035404754621214172023273035408911131518202225708410012014016018521525035455060708090100120182125303540475462第三节经济精度和经济表面粗糙度平面加工尺寸经济精度续表1106第三节经济精度和经济表面粗糙度注：1.表内资料适用于尺寸＜1m，结构刚性好的零件加工；用光洁的加工表面作为定位基准和测量基准。2.套式面铣刀铣削的加工精度在相同的条件下大体上比圆柱铣刀铣削高一级。3.细铣仅用于套式面铣刀铣削。第三节经济精度和经济表面粗糙度注：107第三节经济精度和经济表面粗糙度普通螺纹加工的经济精度表1加工方法精度等级（GB/T197—1981）螺纹公差（GB/T197—1981）车螺纹外螺纹1～24h~6h内螺纹2～35H~7H圆板牙套螺纹2～36h~8h丝锥攻内螺纹1～34H,5H~7H带圆流刀自动张开式板牙1～24h~6h带径向或切向梳刀的自动张开式板牙头26h第三节经济精度和经济表面粗糙度普通螺纹加工的经济精度108第三节经济精度和经济表面粗糙度普通螺纹加工的经济精度续表1加工方法精度等级（GB/T197—1981）螺纹公差（GB/T197—1981）梳形刀车螺纹外螺纹1～24h~6h内螺纹2～35H~7H梳形铣刀铣螺纹2～36h~8h旋风铣螺纹2～36h~8h搓丝板搓螺纹26h滚丝模滚螺纹1～24h~6h砂轮磨螺纹1或更高4h以上研磨螺纹14h第三节经济精度和经济表面粗糙度普通螺纹加工的经济精度109第三节经济精度和经济表面粗糙度2.常用加工方法所能达到的形状经济精度常用加工方法所能达到的直线度、平面度、圆度和圆柱度的经济精度如表：第三节经济精度和经济表面粗糙度2.常用加工方法所能达到的110第三节经济精度和经济表面粗糙度加工方法超精密加工精细加工精加工半精加工粗加工超精磨、精研、细刮高精度磨、研磨、精刮高精度车、磨、刮精车、铣、刨、拉、粗磨半精车、插、铣、刨各种机械加工方法公差等级1～23～45～67～89～1011～12直线度、平面度的经济精度第三节经济精度和经济表面粗糙度加工方法超精密加工精细加工精111第三节经济精度和经济表面粗糙度注：形状公差等级的公差值查直线度、平行度公差表（GB/T1184—1996的附录B）第三节经济精度和经济表面粗糙度注：112第三节经济精度和经济表面粗糙度圆度、圆柱度经济精度加工方法超精密加工精细加工精加工半精加工粗加工研磨、细磨及高精度金刚镗细车、细镗、细磨、金刚镗、研磨、珩磨精车、精镗、磨、珩、拉、细铰半精车、镗、铰、拉、精扩及钻粗车及镗、钻公差等级1～23～45～67～89～10第三节经济精度和经济表面粗糙度圆度、圆柱度经济精度加工方法113第三节经济精度和经济表面粗糙度注：公差等级值查圆度、圆柱度公差表（GB/T1184—1996的附录B）第三节经济精度和经济表面粗糙度注：114第三节经济精度和经济表面粗糙度3.常用加工方法能达到的位置经济精度常用加工方法所能达到的平行度、倾斜度、垂直度、同轴度、圆跳动、全跳动的经济精度如表。第三节经济精度和经济表面粗糙度3.常用加工方法能达到的位115第三节经济精度和经济表面粗糙度平行度、倾斜度、垂直度的经济精度加工方法超精密加工精细加工精加工半精加工粗加工超精研、细磨、刮、金刚石加工研磨、精磨及刮、珩、细车磨、刮、珩、车、铣、刨、坐标镗车、镗、刨、铣、粗磨、导套钻铰各种粗加工方法公差等级1～23～45～78～1011～12第三节经济精度和经济表面粗糙度平行度、倾斜度、垂直度的经济116第三节经济精度和经济表面粗糙度注：公差等级的公差值查平行度、垂直度、倾斜度公差表（GB/T1184—1996的附录B）第三节经济精度和经济表面粗糙度注：117第三节经济精度和经济表面粗糙度同轴度、圆跳动、全跳动的经济精度加工方法超精密加工精细加工精加工半精加工粗加工研磨、细磨、珩、高精度金刚石加工细磨、细车、一次安装下的内圆磨、珩磨、研磨精车及磨，一次安装下的内圆磨及镗车、镗、拉、铰及粗磨车、镗、钻公差等级1～23～45～67～910～12第三节经济精度和经济表面粗糙度同轴度、圆跳动、全跳动的经济118第三节经济精度和经济表面粗糙度注：公差等级的公差值查同轴度、对称度、圆跳动和全跳动的公差表（GB/T1184—1996的附录B）第三节经济精度和经济表面粗糙度注：119第三节经济精度和经济表面粗糙度轴心线相互平行的孔的位置经济精度表1加工方法两孔中心线的距离误差或自孔中心线到平面的距离误差立钻或摇臂钻上钻孔按划线500～1000用钻模100～200车床上镗孔按划线1000～3000在角铁式夹具上100～300立钻或摇臂钻上镗孔用镗模50～100坐标镗床上镗孔用光学仪器4～15金刚镗床上镗孔－－8～20多轴组合机床上镗孔用镗模50～200第三节经济精度和经济表面粗糙度轴心线相互平行的孔的位置经济120第三节经济精度和经济表面粗糙度轴心线相互平行的孔的位置经济精度续表1加工方法两孔中心线的距离误差或自孔中心线到平面的距离误差卧式镗床上镗孔按划线400～600用游标尺200～400用内径规或用塞尺50～250用镗模50～80按定位器的指示读数40～60用程序控制的坐标装置40～50按定位样板80～200用块规50～100第三节经济精度和经济表面粗糙度轴心线相互平行的孔的位置经济121第三节经济精度和经济表面粗糙度注：对于钻、卧镗及组合机床的镗孔偏差同样适于铰孔第三节经济精度和经济表面粗糙度注：122第三节经济精度和经济表面粗糙度轴心线相互垂直的孔的位置经济精度加工方法在100mm长度上轴心线的垂直度轴心线的位置度立钻上钻孔按划线500～1000500～2000用钻模100500铣床上镗孔回转工作台20～50100～200回转分度头50～100300～500多轴组合机床上镗孔用镗模20～5010～30卧式镗床上镗孔按划线500～1000500～2000用镗模40～20020～60回转工作台60～30030～80在带有百分表的回转工作台上50～15050～100第三节经济精度和经济表面粗糙度轴心线相互垂直的孔的位置经济123第三节经济精度和经济表面粗糙度注：在镗空间的垂直孔时，中心距误差可按上述相应的找正方法选用。第三节经济精度和经济表面粗糙度注：124第三节经济精度和经济表面粗糙度三、常用加工方法能达到的表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面粗糙度的参考数据，如下表所示：第三节经济精度和经济表面粗糙度三、常用加工方法能达到的表面125第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面粗糙度表1加工方法表面粗糙度值Ra/um车削外圆粗12.5～6.3半精6.3～1.6精0.8～0.2端面粗12.5～6.3半精6.3～1.6精0.8～0.4钻孔12.5～6.3扩孔粗精12.5～6.33.2～1.6铰孔粗半精精6.3～1.61.6～0.40.8～0.1拉孔半精精1.6～0.40.2～0.1镗孔粗半精精12.5～6.33.2～0.80.8～0.4金刚镗孔0.2～0.05第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面126第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面粗糙度续表1加工方法表面粗糙度值Ra/um铣削周铣粗半精精12.5～3.23.2～0.80.8～0.4端铣粗半精精6.3～3.23.2～0.40.4～0.2刨削粗半精精50～6.33.2～0.80.8～0.4磨削外圆粗半精精3.2～0.80.8～0.20.2～0.025平面粗半精精1.60.8～0.40.2～0.025第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面127第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面粗糙度续表1加工方法表面粗糙度值Ra/um螺纹加工车丝锥板牙滚磨研磨6.3～0.83.2～0.80.4～0.20.8～0.20.8～0.05齿轮及花键加工刨3.2～0.8滚齿粗精3.2～1.61.6～0.8插齿粗精3.2～1.61.6～0.8磨齿剃齿拉齿研齿0.8～0.10.8～0.23.2～1.60.4～0.2第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面128第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面粗糙度续表1加工方法表面粗糙度值Ra/um珩磨平面圆柱0.8～0.0250.2～0.012研磨粗半精精0.8～0.20.2～0.050.05～0.012超精加工平面圆柱0.1～0.0120.2～0.006第三节经济精度和经济表面粗糙度常用加工方法能达到的经济表面129课后作业第138页6－1、6－26－3、6－46－5、6－66－7课后作业第138页130第六章工件第一节机械加工精度第六章工件第一节机械加工精度131第一节机械加工精度机器的质量决定了机器的工作性能和使用寿命，而零件的加工质量是整台机器质量的基础。零件的加工质量指标包括：加工精度、加工表面质量。第一节机械加工精度机器的质量决定了机器的132第一节机械加工精度机械制造业遵循的原则：不断地提高产品的质量，提高其使用效能和使用寿命，最大限度地降低废品和次品率，提高产品的合格率，以及最大限度地节约材料和人力的消耗。第一节机械加工精度机械制造业遵循的原则：133第一节机械加工精度一、机械加工精度的概念是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数的符合程度。第一节机械加工精度一、机械加工精度的概念134第一节机械加工精度加工误差：实际几何参数与理想几何参数的偏离程度称为加工误差。第一节机械加工精度加工误差：135第一节机械加工精度加工精度与加工误差的关系：加工精度和加工误差是从不同角度来评定零件几何参数准确程度的，加工精度的高与低是用加工误差的小与大来描述的。即加工误差越小，加工的精度越高；反之，加工的误差越大，加工的精度越低，质量越差。第一节机械加工精度加工精度与加工误差的关系：136第一节机械加工精度生产实践证明：任何一种加工方法不论多么精密，都不可能把零件加工得绝对准确，与理想的完全符合。从实际出发，也没有必要把每个零件的几何参数都加工得绝对准确，只要其误差值不影响机器的使用性能即可。把零件的加工误差保持在一定范围内是完全允许的，所以，在图纸上标有偏差值。第一节机械加工精度生产实践证明：任何一种137第一节机械加工精度加工精度是评定零件质量的一项重要指标。零件有关表面的尺寸精度、形状精度和相互位置精度之间是互相联系的。各精度之间的关系：形状误差应该限制在位置公差内，位置误差应该限制在尺寸公差内。第一节机械加工精度加工精度是评定零件质量的一项重138第一节机械加工精度一般情况下，尺寸精度高，相应的形状和位置精度也高。

但有些特殊功用的零件，如检验平板，其工作面的平面度（形状精度）要求很高，但该平面与底面的尺寸要求（尺寸精度）和平行度要求（位置精度）却很低。第一节机械加工精度一般情况下，尺寸精度高139第一节机械加工精度二、获得加工精度的方法1.获得尺寸精度的方法：（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法（4）主动测量法第一节机械加工精度二、获得加工精度的方法140第一节机械加工精度（1）试切法是通过试切－－测量－－调整刀具－－再试切，反复进行，直至符合规定的尺寸，然后以此尺寸切出加工的表面的方法。此方法特点：可达到的精度可能很高，但比较费时，效率低，且依赖操作者的技术水平，故只用于单件小批量生产。第一节机械加工精度（1）试切法141第一节机械加工精度（2）调整法是按图样规定的尺寸和形状，预先调整好机床、刀具、夹具与工件的相对位置，经过试加工测量合格后，再连续成批加工工件。调整法的特点：加工精度稳定性好，生产率高，适用于成批大量生产。第一节机械加工精度（2）调整法142第一节机械加工精度（3）定尺寸刀具法是用具有一定形状和尺寸精度的刀具对工件进行加工，以保证工件被加工部位尺寸的方法。如：麻花钻、铰刀、拉刀、丝锥、板牙等刀具加工以获得规定的尺寸精度。定尺寸刀具法的特点：所得到的加工精度与刀具的制造精度及磨损有很大的关系，生产效率高，应用广泛。第一节机械加工精度（3）定尺寸刀具法143第一节机械加工精度（4）主动测量法（自动控制法）是在加工过程中，采用专门的测量装置主动测量工件的尺寸，并控制工件尺寸精度的方法。主动测量法的特点：能直观地反映出加工过程中，工件所达到的尺寸精度，并能控制自动退刀和停止切削。第一节机械加工精度（4）主动测量法（自动控制法）144第一节机械加工精度2.获得几何形状精度的方法（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法第一节机械加工精度2.获得几何形状精度的方法145第一节机械加工精度（1）轨迹法是依靠刀具和工件的相对运动轨迹来获得工件形状的方法。即以刀具的刀尖做为一个点相对工件做有规律的成形切削运动，从而使加工表面获得所要求形状的加工方法。第一节机械加工精度（1）轨迹法146第一节机械加工精度XY步进电机步进电机工件丝杠丝杠车床上用轨迹法获得工件形状第一节机械加工精度XY步进电机步进电机工件丝杠丝杠车床上用147第一节机械加工精度在刨床上用轨迹法获得工件形状工件刀具第一节机械加工精度在刨床上用轨迹法获得工件形状工件刀具148第一节机械加工精度（2）成形法是用成形刀具加工工件的成形表面以得到所要求的形状精度的方法。如成形刀具宽刃刀具的车削加工、凹面球刀加工球面等特点：可以简化机床结构，提高生产率，其加工精度主要取决于刀刃的形状精度。第一节机械加工精度（2）成形法149第一节机械加工精度（3）展成法是利用工件和刀具作展成切削运动（展成运动），工件被加工表面是刀刃在相应啮合运动中的包络面。主要用于加工齿轮齿廓、花键键齿、蜗轮轮齿的加工。第一节机械加工精度（3）展成法150第一节机械加工精度3.获得相互位置精度的方法（1）一次安装法（2）多次安装法第一节机械加工精度3.获得相互位置精度的方法151第一节机械加工精度（1）一次安装法是对有位置精度要求的零件各相关表面在同一次安装中加工出来。精度的高低取决于机床的运动精度。如车削端面与轴线的垂直度和中拖板的运动精度有关。第一节机械加工精度（1）一次安装法152第一节机械加工精度（2）多次安装法是指零件在加工时，虽经多次安装，但其相关表面的位置精度是由加工表面与定位基准面之间的位置精度决定的。因此，要获得各相关表面之间的位置精度就必须保证机床、夹具及工件的定位精度。第一节机械加工精度（2）多次安装法153第一节机械加工精度多次装夹获得法主要有以下几种：1.直接装夹法2.找正装夹法3.夹具装夹法第一节机械加工精度多次装夹获得法主要有以下几种：154第一节机械加工精度1.直接装夹法通过在机床上直接装夹工件，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。如车床上加工一个与外圆同轴的内孔表面，即可通过采用三爪卡盘直接装夹工件。第一节机械加工精度1.直接装夹法155第一节机械加工精度2.找正装夹法通过找正工件相对刀具切削刃口成形运动之间的准确位置，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。如在车床上加工一个与外圆同轴度精度很高的内孔，可采用四爪卡盘和千分表找正工件的位置，使其外圆表面与车床主轴回转轴线同轴后再夹紧进行加工。第一节机械加工精度2.找正装夹法156第一节机械加工精度3.夹具装夹法通过夹具确定工件与刀具切削刃口成形运动之间的准确位置，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。如在钻床上扩钻加工车床尾座体的内孔。第一节机械加工精度3.夹具装夹法157第二节影响加工精度的主要因素在机械加工的过程中，影响加工精度的因素比较多，常见的有以下几种：

一、工艺系统的几何误差二、工艺系统的受力变形三、工艺系统的热变形四、工件的内应力第二节影响加工精度的主要因素在机械加工158第二节影响加工精度的主要因素一、工艺系统的几何误差包括以下几种误差：1.加工原理误差2.机床的几何误差3.刀具误差4.夹具误差5.调整误差第二节影响加工精度的主要因素一、工艺系统的几何误差1