《机械制造基础》课件 4.1机械加工精度

机械加工精度《机械制造基础》12机械加工精度概述影响加工精度的因素3加工误差的综合分析4提高加工精度的措施一、机械加工精度概述机械加工精度（简称加工精度）是指零件在机械加工后的几何参数（尺寸、刚体形状和表面间相互位置）的实际值和理论值相符合的程度。加工后零件的实际几何参数与理想零件的几何参数总有所不同，其差值称为加工误差。一、机械加工精度概述一、机械加工精度概述工艺系统——机床、夹具、刀具、工件二、影响加工精度的因素及其分析二、影响加工精度的因素及其分析原始误差——工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源，工艺系统的误差即原始误差。原始误差加工前的误差加工中的误差加工后的误差工艺系统静误差工艺系统动误差二、影响加工精度的因素及其分析1、加工原理误差是在加工中采用了近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而产生的原始误差。例如，在车床上车削模数蜗杆，传动关系如图4-1-1，传动比i可用下式表示：式中由于P1=πm，π为无限不循环小数。在选用挂轮时只能近似取值计算，

因此蜗杆的螺距必然存在误差。图4-1-1车蜗杆时的传动关系二、影响加工精度的因素及其分析2、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损（1）机床误差——包括机床本身各部件的制造误差、

安装误差和使用过程中的磨损。

1）主轴误差对主轴的精度要求最主要的就是在运转时能保持轴心线

在空间的位置稳定不变，即回转精度。

主轴运动误差表现为三种形式：纯径向跳动误差、轴向窜动误差、角度摆动误差。图4-1-2主轴回转轴线的运动误差二、影响加工精度的因素及其分析2、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损（1）机床误差2）导轨误差床身导轨是确定机床主要部件的相对位置和运动的基准。其误差分为：

导轨在水平面内误差；导轨在垂直平面内误差；两导轨间的平行度误差

二、影响加工精度的因素及其分析2、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损（1）机床误差2）导轨误差床身导轨是确定机床主要部件的相对位置和运动的基准。其误差分为：

导轨在水平面内误差；导轨在垂直平面内误差；两导轨间的平行度误差

图4-1-3车床导轨扭曲对工件形状的影响二、影响加工精度的因素及其分析2、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损（1）机床误差3）传动链误差特定情况下，要求刀具和工件之间具有准确的传动比。

若控制这些成形运动间的传动链存在误差，会成为影响精度的主要因素。

减少传动误差可采取下列措施：①减少传动链中的元件数目，缩短传动链，以减少误差来源②提高传动元件，特别是末端传动元件的制造精度和装配精度③传动链齿轮间存在间隙，同样会产生传动链误差，因此要消除间隙。④采用误差校正机构来提高传动精度。二、影响加工精度的因素及其分析2、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损（2）刀具误差1）刀具的制造误差：成形刀具、展成刀具、定径刀具、一般刀具。2）刀具的磨损：刀具在加工表面法向的磨损量，直接反映出刀具磨损对加工精度的影响。图4-1-4刀具的尺寸磨损图4-1-5刀具磨损量与切削路程的关系初期磨损阶段(L<L0)正常磨损阶段(L0<L<L1)急剧磨损阶段(L1<L)二、影响加工精度的因素及其分析2、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损（3）夹具的制造误差与磨损夹具误差包括工件的定位误差和夹紧变形误差、夹具的安装误差、分度误差以及夹具的磨损等。夹具误差首先影响工件被加工表面的位置精度，其次影响尺寸精度和形状精度。图4-1-6夹具误差的影响二、影响加工精度的因素及其分析3、工艺系统受力变形及其对加工精度的影响（1）工艺系统刚度工艺系统（机床、夹具、工件、刀具）——弹性系统切削力、夹紧力、重力、传动力、惯性力等作用——弹性变形——位移——加工误差。图4-1-7车床各部位弹性联接二、影响加工精度的因素及其分析3、工艺系统受力变形及其对加工精度的影响（2）工艺系统受力变形对加工精度的影响车细长轴车短粗轴工件的加工精度除受切削力大小的影响外，还受切削力作用点位置变化的影响。二、影响加工精度的因素及其分析3、工艺系统受力变形及其对加工精度的影响（3）误差复映规律在加工过程中，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的变化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因而产生工件的尺寸误差和形状误差。图4-1-8毛坯形状的误差复映二、影响加工精度的因素及其分析3、工艺系统受力变形及其对加工精度的影响（4）惯性力、重力和夹紧力所引起的加工误差图4-1-9惯性力引起的加工误差图4-1-10夹紧力引起的加工误差图4-1-11部件自重引起的加工误差二、影响加工精度的因素及其分析4、工艺系统热变形及其对加工精度的影响（1）工艺系统热源——内部热源（切削热、磨擦热）和外总热源。（2）机床热变形——不同类型机床因其结构与工作条件的差异面使热源和变形形式各不相同。（3）工件热变形——切削热引起。（4）刀具热变形——热源主要也是切削热，因刀具体积小，加热温度很高。图4-1-12车床热变形图4-1-13薄板磨削单侧受热弯曲图4-1-14车刀热变形曲线二、影响加工精度的因素及其分析5、工件的内应力引起的变形（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图4-1-15毛坯制造产生的内应力图4-1-16冷校直产生的内应力二、影响加工精度的因素及其分析6、调整误差（1）试切法调整

测量误差、微量进给的影响、切削厚度影响。（2）按定程机构调整机构制造精度、磨损，以及行程开关、控制阀的灵敏度等。（3）用样件或样板调整

样件或样板的制造误差、安装误差、对刀误差等。图4-1-17试切调整三、加工误差的综合分析三、加工误差的综合分析1、加工误差的性质

（1）系统性误差当顺次加工一批零件时，误差的大小和方向基本保持不变或误差随加工时间按一定的规律而变化，都称为系统性误差（常值、变值）。

（2）随机性误差

在顺次加工一批工件时，误差出现的大小或方向作无规律变化的称为随机性误差。三、加工误差的综合分析2、加工误差的数理统计方法

（1）分布曲线法

（2）点图法

实际分布曲线直方图和分布折线图正态分布曲线个值点图点图四、提高加工精度的措施四、影响加工精度的因素1、直接消除和减少原始误差

1）采用反向进给的切削方式，进给方向由卡盘一端指向尾架。2）采用大进给量和较大主偏角的车刀，抑制振动的作用而切削平稳。3）在卡盘一端的工件上车出一个缩颈以增加工件柔性，减少了因坯料弯曲而在卡盘强制夹持下产生

轴线歪斜的影响。图4-1-18不同进给方向加工细长轴的比较四、影响加工精度的因素2、补偿或抵消原始误差

四、影响加工精度的因素3、转移变形或转移误差图4-1-19用附加梁转移横梁的变形四、影响加工精度的因素4、均分与均化原始误差当前道工序误差较大时，由于本工序的定位误差或复映误差的影响，可能会使本工序超差。

可采用分组调整，均分误差的方法。心轴φ25.002mm齿轮内孔φ25+0.013mm四、影响加工精度的因素5