第章机械加工精度

第五章机械加工精度第一节概述第二节影响加工精度的因素及其分析第三节加工误差的综合分析第四节提高加工精度的工艺措施了解各种因素对加工精度的影响规律，找出提高加工精度的途径，以保证零件的加工质量。本章学习目标：第一节概述加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状及各表面相互位置等参数）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。

一、加工精度理想几何参数表面—绝对平面、圆柱面等；位置—绝对平行、垂直、同轴等；尺寸—位于公差带中心。机械加工精度尺寸精度形状精度位置精度二、获得加工精度的方法1、获得尺寸精度的方法试切法：用于单件小批生产；调整法：用于成批大量生产；定尺寸刀具法：生产率高，刀具制造复杂；自动控制法：切削测量补偿自动完成。2、获得形状精度的方法轨迹法：利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状；成形刀具法：由刀刃的形状形成工件表面形状；展成法：由切削刃包络面形成工件表面形状；3、获得相互位置精度的方法主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证。仿形法：在普通铣床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿槽形状完全相同的铣刀切制齿轮的方法。三、加工误差与原始误差加工误差是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各种误差称之为原始误差。使工艺系统各组成部分之间的位置关系或速度关系偏离了理想状态，致使加工后的零件产生了加工误差。原始误差对加工误差的影响各种原始误差的大小和方向各有不同，而加工误差则必须在工序尺寸方向上测量。所以原始误差的方向不同时对加工误差的影响也不同。把对加工误差影响最大的那个方向（即通过刀刃的加工表面的法线方向）称为误差敏感方向。当主轴在Z方向存在误差△Z时，反映到工件半径方向上的误差为△Rz当主轴在Y方向存在误差△Y时，则此误差将是1：1反映到工件半径方向上★dΔRR+ΔRRΔYoDΔRΔZ原始误差与加工误差的关系以车削为例说明原始误差与加工误差的关系ZY图例

加工精度尺寸精度形状精度位置精度

加工误差与理想零件的偏离加工精度的另一描述

工艺系统机床刀具夹具工件

原始误差工艺系统的误差产生加工误差的根源包括工艺系统静误差、动误差

研究加工精度方法统计分析法第二节影响加工精度的因素及其分析一、加工原理误差原理误差是指由于采用了近似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。多为形状误差。（1）展成法加工渐开线齿轮（2）成形圆弧铣刀铣圆弧面二、丽机床席误差机床池误差是指边在无拌切削筐负荷视下，词来自扰机床孩本身陕制造怪误差相、安狭装误您差和触磨损。机床究误差的组页成主轴夕回转狮误差导轨斗误差传动怪链误担差机床躲误差的来趟源机床劲制造磨损安装a）纯径大向跳赶动c）纯角他度摆员动b）纯轴艇向窜薪动实际郑回转渣轴线么始终亏平行赔于理伪想回劈燕转轴哑线，握在一网个平狮面内呢作等幅闹的跳京动，影响梨工件康圆度。实际友回转绑轴线愧始终安沿理培想回很转轴复线作旷等幅愿的窜派动，影响觉轴向线尺寸。实际江回转垄轴线屋与理狂想回然转轴汪线始竞终成毕一倾钢角，悲在一钥个平据面上碧作等幅蓄摆动期，且岔交点恩位置赴不变，影响曾圆柱胀度。主轴复工作反时，识其回垃转轴庭线的简运动埋误差健是以布上三翅种运劣动方展式的鬼综合挽。1、主鸟轴回肝转误葛差主轴闸回转辟轴线纽奉的运扇动误背差提高杂主轴忽回转幼精度趴的因盼素1）提淘高主柏轴部彻件的忠制造焦精度2）对腿滚动凭轴承贴进行丹预紧画，以感消除盘间隙主轴伞回转移误差周产生讯的原扬因1）主犹轴的印误差2）轴竿承的违误差3）配方合间炒隙2、导暮轨误集差机床烂导轨是机祝床中容确定词某些苍主要副部件歪相对巷位置弟的基坦准，牛也是来某些纲主要佣部件狂的运须动基习准。表现锯形式水平责面内酿的直辽线度垂直煮面内好的直别线度前后泽导轨闭的平掀行度泥（扭置曲）ΔYΔYoDΔR水平洞面导轨膊水平火面内佛直线哭度敏感抵方向轻，使蛛工件河产生矮圆柱受度误氧差垂直帝平面导轨啄垂直召面直蚂线度ΔZdΔRΔZRd/挣2非敏廊感方润向，耐可忽暖略不戒计刀架然倾倒傻，刀冈尖相庭对工竖件在追水平广和垂报直两芳个方地向上朗产生芒偏移化。3、传异动链猴误差传动吉链误尝差是指娃机床粪内联司系传锻动链忌始末览两端虎传动走元件仆之间派相对掀运动政的误桥差。eg：车舟螺纹保、滚团齿、宿插齿产生窃原因铲：传器动链亚中各延传动瓶元件虑的制造查误差约、装搜配误从差及前磨损。车螺雨纹的慨传动灾误差郑示意租图S-工件虏导程鱼，T-丝杠缓导程冶，i-齿轮欧传动德比S=iT三、腿工艺寨系统迫其它蛋几何代误差1、刀免具误券差一般圆刀具对加馒工精城度没恰有直画接影膜响，靠胳对刀删来保默证精填度。扭但磨棉损后尤对工梅件尺霸寸或爆形状率精度镰有一净定影悉响。定尺距寸刀亮具直接葡影响太被加舒工工缎件的造尺寸瓣精度。成形句刀具影响扛被加倒工面咏的形德状精悲度。2、夹淹具误友差包括夹具陶制造衬误差项、安腿装误横差及利磨损，对绸工件母尺寸谎精度帮和位壮置精乎度影皮响很蜂大。3、工线件的嫩安装既误差共、调款整误参差及承测量束误差四、培工艺冈系统欲受力型变形俩引起毕的加臣工误追差工艺辫系统机床救、夹遇具、土工件州、刀阵具破换旷了刀茶具、坐工件间相恶对位箭置外力亦作用闹下切削吃力、锤传动喜力、兆惯性映力、偷夹紧者力、发重力产生完了加锡工误机差夹紧天变形镗杆津变形1、工啄艺系五统刚再度工艺气系统泰抵抗线外力爪使其鲁变形境的能童力。计算盲工艺厦系统旷刚度肾只考古虑y方向井上的盈切削渡分力Fy和变形忧位移揭量y。2、工水艺系常统受单力变真形对通加工羞精度浪的影风响1）切葱削力妇作用队点位午置不宅同对搅加工城精度佳的影谷响工艺此系统饺的刚价度，公随着贪受力分点位路置的移变化娃而变束化。细长箱零件壶，刚植度低吨，工森艺系尾统的搬变形让取决卧于零兄件的浴变形拴，产京生鼓索形加悦工误量差。短粗彻工件喘，工叨件刚祖度较取大，坛变形派小，饼工艺灶系统筒的变劳形取晓决于企机床孔头、碰尾架役、顶猪尖、灭刀架底和刀辛具的哀变形支，零被件产语生鞍冈形加舅工误摧差。图例2）切智削过求程中尸受力皇大小看变化卵对加牺工精筑度的量影响当毛具坯有粱形状召误差定或位侨置误雾差时凡，加幸工后鸡工件顺仍会慢有同锈类的彻加工滔误差烂，但跟每次菠走刀习后加捆工误胃差将详逐步贤减少花。误差士复映绢规律以车阅削短倘圆柱导工件伐外圆忙为例赚：毛坯秃存在李的圆券度误柿差△m=践ap1-a溉p2工件射产生阵圆度诱误差△w=逮y1-y2△m越大执，△w越大在零筐件同凡一截击面内搁切削嗓，由男于材料嗽硬度群不均意或加爹工余肠量的史变化将引答起切签削力晃大小牧的变搂化，原而此晓时工排艺系狮统的划刚度K是常辈量，套所以练变形蔽不一备致，舍导致饥零件咽的加岁工误责差。毛坯惨形状钢误差彩复映3、减租少工熄艺系稼统受乎力变缘瑞形的建措施1）提高拜工艺蹄系统躬的刚野度；2）转移贤或补故偿变浓形。1、热代源工艺系统热源内部热源外部热源切削热摩擦热环境热辐射热工件跑、刀闭具、蜡切屑填、切日削液电机依、轴撞承、台齿轮礼、油碎泵等气温订、室肆温变讽化、李热、母冷风惕等日光遮、照才明、葵暖气孝、体村温等机械笋加工扇过程欣中，普工艺处系统漫在各希种热源的影瞒响下热，产介生复醒杂的猾变形术，破室坏了崭工件掏与刀偿具相挠对位弃置和盈相对危运动推的准库确性膝，引晃起加浑工误类差。五、盗工艺酿系统峡热变典形对崇加工犁精度既的影亩响2、热跳变形运对加书工精乏度的僵影响机床敲热变耽形工件忠热变巧形刀具遭热变享形图例导轨蜡磨床山热变奇形立式蔬铣床进受热辆变形乐形态机床垃工作日时的省温度醉和时痛间关扯系均匀碑受热怨（锥执度）不均看匀受茄热（巩弯曲攀变形象）车刀查热变音形曲软线3、减岩少工炎艺系鼓统热固变形偿的措朵施3）控制戚温度肥变化1）减少融发热脑和隔太离热兰源2）冷铅却与尸散热六、扁工件采内应懂力对笨加工碑精度吧的影毫响残余舱应力(内应啄力)是指伐当外袋部载量荷去爽除以卵后，酷仍然库残存男在工霸件内集部的态应力拢。毛坯闸制造旗中产址生的慌残余上应力冷校炭直带喝来的兽残余饲应力切削逗加工湖产生盼的残矮余应协力由于涨切削客力和船切削算热的晕综合穷作用土，使含表面对层金柴属晶促格发闯生变横形或通使金昏相组私织变苦化，仰从而稻会造具成表绳面层掌的残逼余应岁力。图例图例减小翼或削箱除内董应力驱的措锤施1）合肉理设损计零醒件的哑结构挥；2）尽摔量不半采用傻冷校错直工眨艺，啊对精乓密零纳件应确严禁马使用恩冷校堆直；3）合赛理安等排时邪效及炸其他编去应腐力的哲热处安理；小结加工洒前的左误差加工束中的晓误差加工弃后的杀误差加工吗原理奏误差晕、机庆床制诊造误项差工艺亲系统视受力红、受眠热变驻形工件洪内应国力第三丹节种加爹工误也差的盲综合壶分析一、致加工雾误差逝的性绞质及叶分类加工误差随机误差系统误差常值误差变值误差连续加工一批工件，误差大小和方向保持不变。连续加工一批工件，误差大小和方向有规律变化。连续加工一批工件，误差大小和方向无规律变化，但具有一定的统计规律。

误差种类常值系统误差变值系统误差随机误差特点与加工顺序无关；预先可以估计；较易完全消除；不会引起工件尺寸波动；不会影响尺寸分布曲线的形状与加工顺序有关；预先可以估计；较难完全消除；会造成工件尺寸的增大或缩小；影响尺寸分布曲线的形状预先不能估计；不能完全消除，只能减小；工件尺寸忽大忽小，造成一批工件的尺寸分散随机桨性误长差：可采板用统薯计分婶析法因，缩朋小它犯们的胡变动躬范围文。变值纹系统犬性误杰差：查明缺其大懂小和趣方向男随时呢间变啊化的乱规律版后，萌采用自动光连续毙补偿犁或自轿动周热期补抗偿的方鉴法消纷除。常值扒系统顷性误图差：查明额其大利小和持方向屋后，露通过调整消除锋。不同那性质优误差托的解乡丰决途恨径二、敬加工脖误差苍的统宣计分闻析法加工锐误差给的统蚕计分潮析法指以飞生产对现场牙观察肢、检熟测所值得的晒结果常为基灿础，粉运用矿数理竿统计嘉的方呼法进及行归驶纳、臣分析鹿和判收断，溪找出婶产生料误差猫的原址因，随从而午采取冲相应宏的措转施。误差较的统看计分绕析常运用2类方蝇法：实际被分布恋图（持直方挠图）理论误分布苏曲线除（正参态分椅布曲诵线）★分布消图分皇析法点图敏分析烛法分布晴图分率析法1、实权际分里布图醉（直笛方图伪）加工呀一批立工件椒，由危于各张种误蒸差的探存在没，加系工尺饼寸的绢实际爽数值粒是各绒不相优同的拜，这桥种现皮象称且为尺寸染分散。以工依件尺泳寸为臣横坐扣标，挂以频倘数或级频率昆为纵屠坐标，即可搂作出详该工既序工停件加程工尺逗寸的状实际挣分布轰图—直方由图。直方蜘图：可以滑判断痛生产捞过程暗是否胁稳定迅，估扣计生胃产过桨程的附加工诸质量鸦及产订生废得品的忙可能肝性。图例零件忘尺寸牲直方乓图直方材图的厦作法打与步敏骤1）宜收集杯数据抽取扫一个四样本,样本幅容量崇一般务取1缘瑞00正件左右右，野测量防各零段件的贷尺寸盗，并太找出xma观x和xmi起n。2）分组组数畏过多怖，分唤布图虾会被千频数膝的随员即波僻动所黄歪曲本；组搬数太岁少，固分布民特征做将被受掩盖孕。3）拔确定役组距厚及分董组组鬼界组距伞：h=怪(xma巾x-苦xmi肥n)/味(k-1)第一奥组上睡界值乏：s1=xmi简n+h/宁2第一事组下仅界值左：x1=xmi渣n-h/早24）融统计恩频数末分布将各顿组的仆尺寸坏频数热、频射率和欢频率抚密度舞填入滑表中旁。5）愚绘制游直方踏图按表厨列数彩据以慨频率紫为纵疏坐标掏，组漏距为宽横坐栽标画煎出直怕方图拉。取在尼一次田调整弹下加茄工出右来的站轴件20航0个，万经测谁量，素得到答最大瓜轴颈弹为Φ15绣.1穗45跑mm，最岛小轴择颈为Φ15丘.0呢15德mm，统子计每皱组的允工件疤数，忽结果碍如下待表，誉画出赛实际允分布雁曲线蒙。组号尺寸间隔频数频率频率密度组号尺寸间隔频数频率频率密度115.01-15.0220.0101.0815.08-15.09580.29029.0215.02-15.0340.0202.0915.09-15.10260.13013.0315.03-15.0450.0252.51015.10-15.11180.0909.0415.04-15.0570.0353.51115.11-15.1280.0404.0515.05-15.06100.0505.01215.12-15.1360.0303.0615.06-15.07200.10010.01315.13-15.1450.0252.5715.07-15.08280.14014.01415.14-15.1530.0151.5工件侮频数抬分布违表2、勾理论只分布先图—敢正态喊分布虾曲线在分雕析工魂件的慌加工籍误差叮时，缎通常钞用正态悬分布忌曲线代替发实际或分布村曲线勾，可树使问缎题的龙研究材大大责简化蛋。大量秆实践脉经验愿表明网，在她用调山整法丙加工目时，尾当所欧取工肾件数宝量足挨够多偷，且躲无任形何优纱势误刻差因底素的价影响塔，则年所得谊一批掌工件志尺寸由的实店际分直布曲付线便举非常宾接近滨正态灭分布泛曲线缩慧。正态价分布栋曲线夜方程抄式为年：尺寸雄分布耗概率售密度工序超的标宴准偏孝差工件批平均炎尺寸桨（分跪散中泄心）1）直渣线以x=μ左右宣对称仓；2）对μ正负阶偏差荐相等惠；3）分羽布曲迫线与剑横坐捆标所认围成阻的面侄积包耽括了殿全部枕零件叙数(l览00％)，故牌其面概积等释于1；取秤正态粱分布床曲线欣的分逝布范傍围为金土3σ（占99引.7叛3％逮）。μ-+正态扁分布绞曲线佩的特求征参葵数蛋和σ算术蹲平均苹值，免是确烟定曲除线位脊置的铜参数孝。决定示一批道工件取尺寸分散廉中心塘的坐姓标位磨置。艳改变挑时，渐整个匠曲线滥沿χ轴平厕移，但曲竭线形坦状不副变。值主任要由飘常值搭系统竿误差币确定挥。(2遗)σ工序劈燕标准恢偏差掘，决馅定了飞分布障曲线待的形卡状和佣分散毫范围昂。σ值减慨小时同曲线险形状娃陡峭件，尺拥寸分毙散的腾范围及小；σ值增趋大时央曲线筐形状挎平坦乔，尺梨寸分键散的昏范围笑大。σ值主镰要由度随机扬误差算和变痕值系朋统误归差决朝定。1）判断鬼加工航方法竟是否便合适工序田能力顶系数局：判断赔工艺笼能力竭能否助满足勇加工具精度快要求崖。3、分咐布曲仙线法奥的应晨用2）估算等工序挤加工贩的合臣格率高及废家品率令则有醉：φ(z)为图纯中阴床影线悦部分挥的面税积。对于次不同z值的φ(z)，可由吴表查介出。φ(z)标准明正态拨分布Q废品途率＝0.伟5-Φ(Z躺)计算拥简单徒，能躺及时眯提供尾主动然控制撤信息笼，可魂用于猴稳定伍过程各、也断可用踪蝶于不尘稳定于过程萝。分布追图分销析法隙缺点1）宁不能稠反应举误差帜的变哨化趋纸势，霜很难额把随挎机性刑误差烦与变遍值系杠统误谋差区梢分开降来；2）不蛛能及钥时提唯供工从艺过章程精唐度的插信息慰，事后壤分析。点图恳分析箱法点图桐分析调法1、个连值点她图依次驳测量说每件轿尺寸观，记娱入以腥零件居号为俩横坐趴标，男以尺赛寸为断纵坐暑标的扭图表箱中，能较浴清楚傲地揭锻示出茅加工探过程搜中误均差的维性质醋及其简变化慨趋势激。瞬时任尺寸驱分散为中心坐，变迈值系帆统误牵差。2、均帮值-衫极差阔点图采用摊顺序运小样什本（盟4～喜6）株，由胜小样副本均劈燕值点叨图和梯极差福点图接组成彼，横梢坐标宫为小辱样本婶组序单号。朴小样恼本组长一般毛为2筝0～脏30躬。反映借了系余统性烘误差厅、随蛾机误愧差及粥其变纯化趋祖势。①渐定期帐测小雕样本厚尺寸线；②涨计算炎均值饮和极疾差R；③确定逮中心朗线和真上下队控制削线，秩定期悠描点泡。图例均值毯点图丙反映孔了质坦量指狸标分挺布中疏心(擦系统介误差骡)的辰变化极差初点图本反映愤了质准量指甩标分猪布范政围(晴随机个误差歼)的疯变化③栏点仍子无重明显刚规律红性。生产业过程龄稳定烫的标垃志：①粥没有肆点子齐超出德控制筐线；②蜓大部袋分点姥子在折中线叫附近扇波动绞，小巩部分柴点子想在控访制线值附近；一、丛加工层误差吧的性厨质及洞分类二、乳加工察误差欠的统软计分攀析法1、分染布图阶分析振法2、点糠图分北析法小结第四售节扁提姨高加叫工精引度的肠工艺祸措施（1）士减少味误差鼻法（2）闪误差添补偿有法（3）捆误差川分组让法（4）泻误差腿转移知法（5）既“就明地加寒工”染法（6）沈控制闭误差椒法六大绳措施一、丽减少干误差法查明业产生稍加工恋误差红的主劲要因右素后勇