《機械制造基礎(chǔ)》課件 4.1機械加工精度

機械加工精度《機械制造基礎(chǔ)》12機械加工精度概述影響加工精度的因素3加工誤差的綜合分析4提高加工精度的措施一、機械加工精度概述機械加工精度（簡稱加工精度）是指零件在機械加工后的幾何參數(shù)（尺寸、剛體形狀和表面間相互位置）的實際值和理論值相符合的程度。加工后零件的實際幾何參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)總有所不同，其差值稱為加工誤差。一、機械加工精度概述一、機械加工精度概述工藝系統(tǒng)——機床、夾具、刀具、工件二、影響加工精度的因素及其分析二、影響加工精度的因素及其分析原始誤差——工藝系統(tǒng)中的誤差是產(chǎn)生零件加工誤差的根源，工藝系統(tǒng)的誤差即原始誤差。原始誤差加工前的誤差加工中的誤差加工后的誤差工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)動誤差二、影響加工精度的因素及其分析1、加工原理誤差是在加工中采用了近似的加工運動、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差。例如，在車床上車削模數(shù)蝸桿，傳動關(guān)系如圖4-1-1，傳動比i可用下式表示：式中由于P1=πm，π為無限不循環(huán)小數(shù)。在選用掛輪時只能近似取值計算，

因此蝸桿的螺距必然存在誤差。圖4-1-1車蝸桿時的傳動關(guān)系二、影響加工精度的因素及其分析2、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損（1）機床誤差——包括機床本身各部件的制造誤差、

安裝誤差和使用過程中的磨損。

1）主軸誤差對主軸的精度要求最主要的就是在運轉(zhuǎn)時能保持軸心線

在空間的位置穩(wěn)定不變，即回轉(zhuǎn)精度。

主軸運動誤差表現(xiàn)為三種形式：純徑向跳動誤差、軸向竄動誤差、角度擺動誤差。圖4-1-2主軸回轉(zhuǎn)軸線的運動誤差二、影響加工精度的因素及其分析2、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損（1）機床誤差2）導(dǎo)軌誤差床身導(dǎo)軌是確定機床主要部件的相對位置和運動的基準。其誤差分為：

導(dǎo)軌在水平面內(nèi)誤差；導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)誤差；兩導(dǎo)軌間的平行度誤差

二、影響加工精度的因素及其分析2、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損（1）機床誤差2）導(dǎo)軌誤差床身導(dǎo)軌是確定機床主要部件的相對位置和運動的基準。其誤差分為：

導(dǎo)軌在水平面內(nèi)誤差；導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)誤差；兩導(dǎo)軌間的平行度誤差

圖4-1-3車床導(dǎo)軌扭曲對工件形狀的影響二、影響加工精度的因素及其分析2、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損（1）機床誤差3）傳動鏈誤差特定情況下，要求刀具和工件之間具有準確的傳動比。

若控制這些成形運動間的傳動鏈存在誤差，會成為影響精度的主要因素。

減少傳動誤差可采取下列措施：①減少傳動鏈中的元件數(shù)目，縮短傳動鏈，以減少誤差來源②提高傳動元件，特別是末端傳動元件的制造精度和裝配精度③傳動鏈齒輪間存在間隙，同樣會產(chǎn)生傳動鏈誤差，因此要消除間隙。④采用誤差校正機構(gòu)來提高傳動精度。二、影響加工精度的因素及其分析2、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損（2）刀具誤差1）刀具的制造誤差：成形刀具、展成刀具、定徑刀具、一般刀具。2）刀具的磨損：刀具在加工表面法向的磨損量，直接反映出刀具磨損對加工精度的影響。圖4-1-4刀具的尺寸磨損圖4-1-5刀具磨損量與切削路程的關(guān)系初期磨損階段(L<L0)正常磨損階段(L0<L<L1)急劇磨損階段(L1<L)二、影響加工精度的因素及其分析2、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損（3）夾具的制造誤差與磨損夾具誤差包括工件的定位誤差和夾緊變形誤差、夾具的安裝誤差、分度誤差以及夾具的磨損等。夾具誤差首先影響工件被加工表面的位置精度，其次影響尺寸精度和形狀精度。圖4-1-6夾具誤差的影響二、影響加工精度的因素及其分析3、工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響（1）工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)（機床、夾具、工件、刀具）——彈性系統(tǒng)切削力、夾緊力、重力、傳動力、慣性力等作用——彈性變形——位移——加工誤差。圖4-1-7車床各部位彈性聯(lián)接二、影響加工精度的因素及其分析3、工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響（2）工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響車細長軸車短粗軸工件的加工精度除受切削力大小的影響外，還受切削力作用點位置變化的影響。二、影響加工精度的因素及其分析3、工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響（3）誤差復(fù)映規(guī)律在加工過程中，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而產(chǎn)生工件的尺寸誤差和形狀誤差。圖4-1-8毛坯形狀的誤差復(fù)映二、影響加工精度的因素及其分析3、工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響（4）慣性力、重力和夾緊力所引起的加工誤差圖4-1-9慣性力引起的加工誤差圖4-1-10夾緊力引起的加工誤差圖4-1-11部件自重引起的加工誤差二、影響加工精度的因素及其分析4、工藝系統(tǒng)熱變形及其對加工精度的影響（1）工藝系統(tǒng)熱源——內(nèi)部熱源（切削熱、磨擦熱）和外總熱源。（2）機床熱變形——不同類型機床因其結(jié)構(gòu)與工作條件的差異面使熱源和變形形式各不相同。（3）工件熱變形——切削熱引起。（4）刀具熱變形——熱源主要也是切削熱，因刀具體積小，加熱溫度很高。圖4-1-12車床熱變形圖4-1-13薄板磨削單側(cè)受熱彎曲圖4-1-14車刀熱變形曲線二、影響加工精度的因素及其分析5、工件的內(nèi)應(yīng)力引起的變形（1）毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（2）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（3）切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力圖4-1-15毛坯制造產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力圖4-1-16冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力二、影響加工精度的因素及其分析6、調(diào)整誤差（1）試切法調(diào)整

測量誤差、微量進給的影響、切削厚度影響。（2）按定程機構(gòu)調(diào)整機構(gòu)制造精度、磨損，以及行程開關(guān)、控制閥的靈敏度等。（3）用樣件或樣板調(diào)整

樣件或樣板的制造誤差、安裝誤差、對刀誤差等。圖4-1-17試切調(diào)整三、加工誤差的綜合分析三、加工誤差的綜合分析1、加工誤差的性質(zhì)

（1）系統(tǒng)性誤差當順次加工一批零件時，誤差的大小和方向基本保持不變或誤差隨加工時間按一定的規(guī)律而變化，都稱為系統(tǒng)性誤差（常值、變值）。

（2）隨機性誤差

在順次加工一批工件時，誤差出現(xiàn)的大小或方向作無規(guī)律變化的稱為隨機性誤差。三、加工誤差的綜合分析2、加工誤差的數(shù)理統(tǒng)計方法

（1）分布曲線法

（2）點圖法

實際分布曲線直方圖和分布折線圖正態(tài)分布曲線個值點圖點圖四、提高加工精度的措施四、影響加工精度的因素1、直接消除和減少原始誤差

1）采用反向進給的切削方式，進給方向由卡盤一端指向尾架。2）采用大進給量和較大主偏角的車刀，抑制振動的作用而切削平穩(wěn)。3）在卡盤一端的工件上車出一個縮頸以增加工件柔性，減少了因坯料彎曲而在卡盤強制夾持下產(chǎn)生

軸線歪斜的影響。圖4-1-18不同進給方向加工細長軸的比較四、影響加工精度的因素2、補償或抵消原始誤差

四、影響加工精度的因素3、轉(zhuǎn)移變形或轉(zhuǎn)移誤差圖4-1-19用附加梁轉(zhuǎn)移橫梁的變形四、影響加工精度的因素4、均分與均化原始誤差當前道工序誤差較大時，由于本工序的定位誤差或復(fù)映誤差的影響，可能會使本工序超差。

可采用分組調(diào)整，均分誤差的方法。心軸φ25.002mm齒輪內(nèi)孔φ25+0.013mm四、影響加工精度的因素5