第7章(3)機械加工精度

1、 優(yōu)質、高產、低消耗是企業(yè)發(fā)展的必由之路。優(yōu)質、高產、低消耗是企業(yè)發(fā)展的必由之路。 優(yōu)質就是高的產品質量。優(yōu)質就是高的產品質量。 高產就是生產效率高。高產就是生產效率高。 低消耗就是成本低。低消耗就是成本低。 產品的質量與零件的加工質量、產品的裝配質產品的質量與零件的加工質量、產品的裝配質量密切相關，而零件的加工質量是保證產品質量的量密切相關，而零件的加工質量是保證產品質量的基礎。它包括零件的基礎。它包括零件的加工精度加工精度和和表面質量表面質量兩方面。兩方面。 第一部分第一部分 機械加工精度概述機械加工精度概述一、加工精度與加工誤差一、加工精度與加工誤差 加工精度是指零件加工后的實際幾何參數

2、（尺寸、加工精度是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀及各表面相互位置等參數）與理想幾何參數的符合程形狀及各表面相互位置等參數）與理想幾何參數的符合程度。度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。 理想幾何參數理想幾何參數表面表面絕對平面、圓柱面等；絕對平面、圓柱面等；位置位置絕對平行、垂直、同絕對平行、垂直、同 軸等；軸等；尺寸尺寸位于公差帶中心位于公差帶中心。1.加工精度加工精度 加工誤差是指零件加工中，由于種種原因總加工誤差是指零件加工中，由于種種原因總會存在一定的誤差。加工誤差應控制在加工精度會存在一定的誤差。加工誤差應控制在加工精度的范

3、圍之內。的范圍之內。 實際加工時不可能也沒有必要把零件做得與理想零實際加工時不可能也沒有必要把零件做得與理想零件完全一致，而總會有一定的偏差，即加工誤差。只要件完全一致，而總會有一定的偏差，即加工誤差。只要這些誤差在規(guī)定的范圍內，即能滿足機器使用性能的要這些誤差在規(guī)定的范圍內，即能滿足機器使用性能的要求。求。 沒有加工誤差是不可能的，但減少加工誤差是可能沒有加工誤差是不可能的，但減少加工誤差是可能的。的。2.加工誤差加工誤差二、尺寸、形狀和位置精度間的關系二、尺寸、形狀和位置精度間的關系 獨立原則是處理形位公差和尺寸公差關系的基本原獨立原則是處理形位公差和尺寸公差關系的基本原則，即尺寸精度和形

4、位精度按照使用要求分別滿足；在則，即尺寸精度和形位精度按照使用要求分別滿足；在一般情況下，尺寸精度高，其形狀和位置精度也高；通一般情況下，尺寸精度高，其形狀和位置精度也高；通常，零件的形狀誤差約占相應尺寸公差的常，零件的形狀誤差約占相應尺寸公差的3050；位置誤差約為尺寸公差的位置誤差約為尺寸公差的6585。三、獲得加工精度的方法三、獲得加工精度的方法1.獲得尺寸精度的方法獲得尺寸精度的方法 試切法試切法 定尺寸刀具法定尺寸刀具法 調整法調整法 自動控制法自動控制法 2. 獲得形狀精度的方法獲得形狀精度的方法 刀尖軌跡法刀尖軌跡法 成形刀具法成形刀具法 展成法展成法 3. 獲得位置精度的方法獲

5、得位置精度的方法 直接找正直接找正 劃線找正劃線找正 夾具定位夾具定位四、原始誤差四、原始誤差 由機床、夾具、刀具和工件組成的機械加工工藝系統由機床、夾具、刀具和工件組成的機械加工工藝系統的誤差是工件產生加工誤差的根源。我們把工藝系統的各的誤差是工件產生加工誤差的根源。我們把工藝系統的各種誤差稱之為原始誤差。種誤差稱之為原始誤差。 原始誤差的種類原始誤差的種類工藝系統的幾何誤差工藝系統的幾何誤差工藝系統受力變形引起的誤差工藝系統受力變形引起的誤差工藝系統熱變形引起的誤差工藝系統熱變形引起的誤差工件的殘余應力引起的誤差工件的殘余應力引起的誤差伺服進給系統位移誤差等伺服進給系統位移誤差等原始誤差產

6、生加工誤差的根源，它包括：原始誤差產生加工誤差的根源，它包括：工藝系統靜誤差工藝系統靜誤差主軸回轉誤差導軌誤差傳動鏈誤差一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成法刀具 試切法調整法外力作用點變化外力方向變化外力大小變化機床幾何誤差機床幾何誤差工藝系統幾何誤差工藝系統幾何誤差原理誤差原理誤差調整誤差調整誤差測量誤差測量誤差定位誤差定位誤差工藝系統動誤差工藝系統動誤差工藝系統力變形工藝系統力變形工藝系統熱變形工藝系統熱變形工藝系統內應力變形工藝系統內應力變形刀具幾何誤差刀具幾何誤差夾具幾何誤差夾具幾何誤差機床熱變形工件熱變形刀具熱變形五、五、研究機械加工精度的方法研究機械加工精度的方法分析計算法統計分析法

7、是在掌握各種原始誤差對加工精是在掌握各種原始誤差對加工精度影響規(guī)律的基礎上，分析工件加工度影響規(guī)律的基礎上，分析工件加工中所出現的誤差可能是哪一種或哪幾中所出現的誤差可能是哪一種或哪幾種主要原始誤差所引起的，并找出原種主要原始誤差所引起的，并找出原始誤差與加工誤差之間的影響關系，始誤差與加工誤差之間的影響關系，通過估算來確定工件加工誤差的大小，通過估算來確定工件加工誤差的大小，再通過試驗測試來加以驗證。再通過試驗測試來加以驗證。 是對具體加工條件下得到的幾何是對具體加工條件下得到的幾何參數進行實際測量，然后運用數理統參數進行實際測量，然后運用數理統計學方法對這些測試數據進行分析處計學方法對這些

8、測試數據進行分析處理，找出工件加工誤差的規(guī)律和性質，理，找出工件加工誤差的規(guī)律和性質，進而控制加工質量。進而控制加工質量。 加工精度加工精度尺寸精度形狀精度位置精度 加工誤差加工誤差與理想零件的偏離加工精度的另一描述 工藝系統工藝系統機床刀具夾具工件 原始誤差原始誤差工藝系統的誤差產生加工誤差的根源包括工藝系統靜誤差、動誤差分析計算法統計分析法 第二部分第二部分 工藝系統的幾何誤差工藝系統的幾何誤差一、原理誤差一、原理誤差 原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形運動或近似的刀具輪廓而產生的誤差。形運動或近似的刀具輪廓而產生的誤差。 例如滾

9、齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產生的刀刃齒廓近似造形誤差；用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產生的刀刃齒廓近似造形誤差；二是由于滾刀切削刃數有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒二是由于滾刀切削刃數有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。形不是光滑的漸開線，而是折線。 成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀具輪廓。成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀具輪廓。 采用近似的成形運動和刀具刃形，不但可以簡化機床或刀具的結采用近似的成形運動和刀具刃形，不但可以簡化機床

10、或刀具的結構，而且能提高生產效率和加工的經濟效益。構，而且能提高生產效率和加工的經濟效益。二、機床幾何誤差二、機床幾何誤差機床幾何誤差的來源機床幾何誤差的來源機床制造機床制造磨損磨損安裝安裝機床幾何誤差的組成機床幾何誤差的組成主軸回轉誤差主軸回轉誤差導軌誤差導軌誤差傳動鏈誤差傳動鏈誤差機床的幾何誤差組成機床的幾何誤差組成機床幾何誤差機床幾何誤差機床傳動鏈誤差機床傳動鏈誤差機床主軸回轉誤差機床主軸回轉誤差機床導軌誤差機床導軌誤差軸向竄動徑向跳動角度擺動水平面內直線度垂直面內直線度前后導軌的平行度內聯傳動鏈始末兩端傳動元件間相對運動誤差1、機床導軌誤差、機床導軌誤差 機床導軌是機床中確定某些主要部

11、件相對位置的機床導軌是機床中確定某些主要部件相對位置的基準，也是某些主要部件的運動基準?；鶞剩彩悄承┲饕考倪\動基準。 機床導軌誤差的基本形式機床導軌誤差的基本形式水平面內的直線度水平面內的直線度垂直面內的直線度垂直面內的直線度前后導軌的平行度前后導軌的平行度（扭曲）（扭曲） 現以臥式車床為例，說明導軌誤差是怎樣影響工件現以臥式車床為例，說明導軌誤差是怎樣影響工件的加工精度的。的加工精度的。（1）導軌在水平面內直線度誤差的影響導軌在水平面內直線度誤差的影響 當導軌在水平面內的直線度誤差為當導軌在水平面內的直線度誤差為y時時,引起工件在引起工件在半徑方向的誤差為（圖半徑方向的誤差為（圖713

12、）：）： R=y 由此可見：床身導軌在水平面內如果有直線度誤差，使工件由此可見：床身導軌在水平面內如果有直線度誤差，使工件在縱向截面和橫向截面內分別產生形狀誤差和尺寸誤差。在縱向截面和橫向截面內分別產生形狀誤差和尺寸誤差。 當導軌向后凸出時，工件上產生鞍形加工誤差；當導軌向后凸出時，工件上產生鞍形加工誤差；當導軌向前凸出時，工件上產生鼓形加工誤差。當導軌向前凸出時，工件上產生鼓形加工誤差。YYoDR水平面水平面導軌水平面內直線度導軌水平面內直線度圖圖713 導軌在水平面內直線度誤差導軌在水平面內直線度誤差 床身導軌在垂直面內有直線度誤差（見下圖）床身導軌在垂直面內有直線度誤差（見下圖），會引起

13、會引起刀尖產生切向位移刀尖產生切向位移Z，造成工件在半徑方向產生的誤差為：造成工件在半徑方向產生的誤差為： 由由 R2= (d/2+ R)2= Z2 + (d/2)2 忽略忽略R2 得得 RZ2/d（2）導軌在垂直面內直線度誤差的影響導軌在垂直面內直線度誤差的影響設：設：Z=Y=0.01mm ，R=50mm ， 則由于法向原始誤差而產生的加工誤差則由于法向原始誤差而產生的加工誤差 R= Y =0.01mm, 由于切向原始誤差產生的加工誤差由于切向原始誤差產生的加工誤差 R Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不計。由于此值完全可以忽略不計。由于Z2數值很小，因此該誤差對數值很小，

14、因此該誤差對工件的尺寸精度和形狀精度影響甚小。工件的尺寸精度和形狀精度影響甚小。 垂直平面垂直平面導軌垂直面直線度導軌垂直面直線度ZdRZ導軌在垂直面內直線度誤差導軌在垂直面內直線度誤差Rd/2 對平面磨床，龍門刨床對平面磨床，龍門刨床及銑床等，導軌在垂直面內及銑床等，導軌在垂直面內的直線度誤差會引起工件相的直線度誤差會引起工件相對于砂輪（刀具）產生法向對于砂輪（刀具）產生法向位移，其誤差將直接反映到位移，其誤差將直接反映到被加工工件上，造成形狀誤被加工工件上，造成形狀誤差（左圖）。差（左圖）。 原始誤差引起工件相對于刀具產生相對位移，若原始誤差引起工件相對于刀具產生相對位移，若產生在加工表面

15、法向方向（誤差敏感方向），對加工產生在加工表面法向方向（誤差敏感方向），對加工精度有直接影響；產生在加工表面切向方向（誤差非精度有直接影響；產生在加工表面切向方向（誤差非敏感方向）敏感方向） ，可忽略不計。，可忽略不計。結論：結論： 圖圖 龍門刨床導軌垂直面龍門刨床導軌垂直面 內直線度誤差內直線度誤差 1刨刀刨刀 2工件工件 3工作臺工作臺 4床身導軌床身導軌（3）前后）前后導軌平行度誤差的影響導軌平行度誤差的影響 床身前后導軌有平行度誤差（扭曲）床身前后導軌有平行度誤差（扭曲）時，會使車床溜板在沿床身移動時發(fā)生時，會使車床溜板在沿床身移動時發(fā)生偏斜，從而使刀尖相對工件產生偏移，偏斜，從而使刀

16、尖相對工件產生偏移，使工件產生形狀誤差（鼓形、鞍形、錐使工件產生形狀誤差（鼓形、鞍形、錐度）。度）。 從從圖圖7-147-14可知，車床前后導軌扭曲的最終結果可知，車床前后導軌扭曲的最終結果反映在工件上，于是產生了加工誤差反映在工件上，于是產生了加工誤差y y。從幾何從幾何關系中可得出：關系中可得出： yHyH/B/B 一般車床一般車床H2B/3H2B/3，外圓磨床外圓磨床HBHB，因此該項因此該項原始誤差對加工精度的影響很大。原始誤差對加工精度的影響很大。圖圖714 車床導軌扭曲對工件形狀精度影響車床導軌扭曲對工件形狀精度影響2、機床主軸回轉誤差、機床主軸回轉誤差（1）機床主軸回轉誤差的概念

17、）機床主軸回轉誤差的概念 主軸的實際回轉軸線對其理想回轉軸線（一般用平均主軸的實際回轉軸線對其理想回轉軸線（一般用平均回轉軸線來代替）產生的偏移量。回轉軸線來代替）產生的偏移量。主軸回轉誤差的基本形式主軸回轉誤差的基本形式 軸向竄動軸向竄動 純徑向跳動純徑向跳動 純角度擺動純角度擺動 實際上主軸回轉誤差是上述三種形式誤差的合成。由于主軸實際實際上主軸回轉誤差是上述三種形式誤差的合成。由于主軸實際回轉軸線在空間的位置是在不斷變化的，由上述三種運動所產生的位回轉軸線在空間的位置是在不斷變化的，由上述三種運動所產生的位移（即誤差）是一個瞬時值。移（即誤差）是一個瞬時值。 下面以在鏜床上鏜孔、車床上車

18、外圓為例來下面以在鏜床上鏜孔、車床上車外圓為例來說明主軸回轉誤差對加工精度的影響。說明主軸回轉誤差對加工精度的影響。車間車間所有機床，我們分為：所有機床，我們分為： 工件回轉類工件回轉類刀具回轉類刀具回轉類誤差敏感方向不變加工時誤差敏感方向和切削力方向隨主軸回轉而不斷變化（2）主軸回轉誤差對加工精度的影響）主軸回轉誤差對加工精度的影響主軸的純徑向跳動對車削和鏜削加工精度的影響主軸的純徑向跳動對車削和鏜削加工精度的影響鏜削加工：鏜刀回轉，工件不轉鏜削加工：鏜刀回轉，工件不轉 假設由于主軸的純徑向跳動而使軸線在假設由于主軸的純徑向跳動而使軸線在y y坐標方向作簡諧坐標方向作簡諧運動（見下圖）運動（

19、見下圖），其頻率與主軸轉速相同，簡諧幅值為其頻率與主軸轉速相同，簡諧幅值為A A； 則則: : Y Y = = AcosAcos （ tt） 且主軸中心偏移最大（等于且主軸中心偏移最大（等于A A）時，鏜刀尖正好通過水平時，鏜刀尖正好通過水平位置位置1 1處。處。 當鏜刀轉過一個當鏜刀轉過一個角時（位置角時（位置11），刀尖軌跡的水平分），刀尖軌跡的水平分量和垂直分量分別計算得：量和垂直分量分別計算得： y= y=AcosAcos+RcosRcos=(A+R)=(A+R)coscos Z= Z=RsinRsin將上兩式平方相加得將上兩式平方相加得: : y y2 2/(A+R)/(A+R)2

20、2+Z+Z2 2/R/R2 2=1=1 表明此時鏜出的孔為橢圓形。表明此時鏜出的孔為橢圓形。AAROm11，AcosO234ORsin(A+R）cos鏜孔時純徑向跳動對加工精度的影響鏜孔時純徑向跳動對加工精度的影響車床加工：工件回轉，刀具移動車床加工：工件回轉，刀具移動 假設主軸軸線沿假設主軸軸線沿y軸作簡諧運動（見下圖）軸作簡諧運動（見下圖），在工件在工件的的1處（主軸中心偏移最大之處）切出的半徑比在工件的處（主軸中心偏移最大之處）切出的半徑比在工件的2、4處切出的半徑小一個幅值處切出的半徑小一個幅值A；在工件的在工件的3處切出的半徑比處切出的半徑比在工件的在工件的2、4處切出的半徑大一個幅

21、值處切出的半徑大一個幅值A。 這樣，上述四點工件的直徑都相等，其它各點直徑這樣，上述四點工件的直徑都相等，其它各點直徑誤差也很小，所以車削出的工件表面接近于一個真圓。誤差也很小，所以車削出的工件表面接近于一個真圓。 Y2+Z2=R2+A2Sin2 由此可見，主軸的純徑向跳動對車削加工工件的圓由此可見，主軸的純徑向跳動對車削加工工件的圓度影響很小。度影響很小。車削時純徑向跳動對加工精度的影響車削時純徑向跳動對加工精度的影響軸向竄動對車、鏜削加工精度的影響軸向竄動對車、鏜削加工精度的影響 主軸的軸向竄動對內、外圓的加工精度沒有主軸的軸向竄動對內、外圓的加工精度沒有影響，但加工端面時，會使加工的端面

22、與內外圓影響，但加工端面時，會使加工的端面與內外圓軸線產生垂直度誤差。軸線產生垂直度誤差。 主軸每轉一周，要沿軸向竄動一次，使得切主軸每轉一周，要沿軸向竄動一次，使得切出的端面產生平面度誤差（見下圖）。當加工螺出的端面產生平面度誤差（見下圖）。當加工螺紋時，會產生螺距誤差。紋時，會產生螺距誤差。 主軸軸向竄動對端面加工精度的影響主軸軸向竄動對端面加工精度的影響 車削加工時工件每一橫截面內的圓度誤差很小，但軸車削加工時工件每一橫截面內的圓度誤差很小，但軸平面有圓柱度誤差（錐度）。平面有圓柱度誤差（錐度）。 車外圓：得到圓形工件，但產生圓柱度誤差（錐體）車外圓：得到圓形工件，但產生圓柱度誤差（錐體

23、） 車端面：產生平面度誤差車端面：產生平面度誤差 鏜孔時，由于主軸的純角度擺動鏜孔時，由于主軸的純角度擺動 使得主軸回轉軸線與使得主軸回轉軸線與工作臺導軌不平行，工作臺導軌不平行，使鏜出的孔呈橢圓形，使鏜出的孔呈橢圓形，如下圖所示。如下圖所示。 角度擺動對車、鏜削加工精度的影響角度擺動對車、鏜削加工精度的影響 主軸純角度擺動對加工精度的影響，取決于不同主軸純角度擺動對加工精度的影響，取決于不同的加工內容。的加工內容。主軸純角度擺動對鏜孔精度的影響主軸純角度擺動對鏜孔精度的影響（3）提高主軸回轉精度的措施）提高主軸回轉精度的措施1）提高主軸的軸承精度。）提高主軸的軸承精度。2）減少機床主軸回轉誤

24、差對加工精度的影響。）減少機床主軸回轉誤差對加工精度的影響。3）對滾動軸承進行預緊，以消除間隙。）對滾動軸承進行預緊，以消除間隙。4）提高主軸箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承）提高主軸箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配合的零件有關表面的加工精度。相配合的零件有關表面的加工精度。討論n鏜床上鏜孔時，工作臺進給（圖示），即工件直線進給運動，鏜桿旋轉運動。導軌在水平面、垂直面內的直線度誤差對加工精度有何影響？n答：孔徑沒有誤差，有圓柱度誤差。軸線不直。因為誤差敏感方向不斷變化。討論n若鏜桿進給，鏜桿既旋轉又移動（見下圖），導軌誤差對加工精度有無影響？n答：不會產生孔的形狀誤差，但會產生孔的位置誤差。討論n

25、刨平面時，導軌誤差對加工精度有何影響？n答：產生加工表面的直線度誤差、平面度誤差。n若刨削剛性很差的薄板時，會產生何種加工誤差？n答：無形狀誤差，但有尺寸誤差。思考題n端銑時，若主軸回轉軸線與工件進給方向不垂直，會產生何種加工誤差？誤差大??？3、機床傳動鏈誤差（略）、機床傳動鏈誤差（略） 在車螺紋、插齒、滾齒等加工時，刀具與工件之在車螺紋、插齒、滾齒等加工時，刀具與工件之間有嚴格的傳動比要求。要滿足這一要求，間有嚴格的傳動比要求。要滿足這一要求，機床內聯機床內聯系傳動鏈系傳動鏈的誤差必須控制在允許的范圍內。的誤差必須控制在允許的范圍內。（1）機床傳動鏈誤差定義）機床傳動鏈誤差定義 指傳動鏈始末

26、兩端指傳動鏈始末兩端執(zhí)行元件間相對運動的誤執(zhí)行元件間相對運動的誤差。差。（2）機床傳動鏈誤差描述）機床傳動鏈誤差描述 傳動鏈末端元件產生的轉角誤差。傳動鏈末端元件產生的轉角誤差。它的大小它的大小對車、磨、銑螺紋，滾、插、磨（展成法磨齒）對車、磨、銑螺紋，滾、插、磨（展成法磨齒）齒輪等加工會影響分度精度，造成加工表面的形齒輪等加工會影響分度精度，造成加工表面的形狀誤差，如螺距精度、齒距精度等。狀誤差，如螺距精度、齒距精度等。 （3）減少傳動鏈誤差的措施）減少傳動鏈誤差的措施1）盡量縮短傳動鏈。）盡量縮短傳動鏈。 2）提高傳動件的制造和安裝精度，尤其是末端）提高傳動件的制造和安裝精度，尤其是末端零

27、件的精度。零件的精度。 3）盡可能采用降速運動，且傳動比最小的一級）盡可能采用降速運動，且傳動比最小的一級傳動件應在最后。傳動件應在最后。 4）消除傳動鏈中齒輪副的間隙。）消除傳動鏈中齒輪副的間隙。 5）采用誤差校正機構）采用誤差校正機構1、刀具、刀具 誤差誤差一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成法刀具展成法刀具 如普通車刀、單刃鏜刀和面銑刀等）的制造誤差對加工精度沒有直接影響，但磨損后對工件尺寸或形狀精度有一定影響 定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、圓孔拉刀等）的尺寸誤差直接影響被加工工件的尺寸精度。刀具的安裝和使用不當，也會影響加工精度。 成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、盤形齒

28、輪銑刀等）的誤差主要影響被加工面的形狀精度 展成法刀具（如齒輪滾刀、插齒刀等）加工齒輪時，刀刃的幾何形狀及有關尺寸精度會直接影響齒輪加工精度三、工藝系統其它幾何誤差三、工藝系統其它幾何誤差圖例圖例 車刀的尺寸磨損車刀的尺寸磨損圖例圖例 車刀磨損過程車刀磨損過程 夾具的誤差主要是指：夾具的誤差主要是指：1）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等零件的制造誤差。等零件的制造誤差。2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差。寸誤差。3）夾具在使用過程中工作表面的磨損。（）夾具在使用過程中工作表面的磨損。（

29、圖例圖例） 工件的安裝誤差包括定位誤差和夾緊誤差。工件的安裝誤差包括定位誤差和夾緊誤差。課本后面有詳細介紹。課本后面有詳細介紹。2、夾具誤差和工件安裝誤差、夾具誤差和工件安裝誤差圖例圖例 鉆孔夾具誤差對加工精度的影響鉆孔夾具誤差對加工精度的影響3、測量誤差、測量誤差（1）量具、量儀和測量方法本身的誤差）量具、量儀和測量方法本身的誤差（2）環(huán)境條件的影響（溫度、振動等）環(huán)境條件的影響（溫度、振動等）（3）測量人員主觀因素的影響（視力、測量）測量人員主觀因素的影響（視力、測量 力大小等）力大小等）（4）正確選擇和使用量具，以保證測量精度）正確選擇和使用量具，以保證測量精度4、調整誤差調整誤差試切法

30、調整試切法調整定程機構調整定程機構調整樣板、樣件調整樣板、樣件調整夾具安裝調整夾具安裝調整 大批量生產時常采用大批量生產時常采用行程擋塊、靠模、凸輪行程擋塊、靠模、凸輪作為定程機構，其制造作為定程機構，其制造精度和調整精度產生調精度和調整精度產生調整誤差整誤差樣件、樣板的制造精度樣件、樣板的制造精度和安裝精度、對刀精度和安裝精度、對刀精度產生調整誤差產生調整誤差測量誤差測量誤差進給機構位移誤差（爬進給機構位移誤差（爬行現象）行現象）加工余量的影響（余量加工余量的影響（余量很小時，刀刃打滑）很小時，刀刃打滑） 影響工件在機床上影響工件在機床上占有正確的加工位置占有正確的加工位置5、工藝系、工藝系

31、統磨損引統磨損引起的誤差起的誤差 磨損破壞了成形運動，改變了工件與磨損破壞了成形運動，改變了工件與刀具的相對位置和速比，產生加工誤差刀具的相對位置和速比，產生加工誤差 刀具磨損嚴重影響工件的刀具磨損嚴重影響工件的形狀精度、尺寸精度形狀精度、尺寸精度工藝系統：工藝系統：機床、夾具、機床、夾具、工件、刀具工件、刀具外力：外力：切削力、傳切削力、傳動力、慣性力、夾動力、慣性力、夾緊力、重力緊力、重力產生加工誤差產生加工誤差（舉例舉例）破壞了刀具、工破壞了刀具、工件間相對位置件間相對位置四、工藝系統受力變形引起的加工誤差四、工藝系統受力變形引起的加工誤差工藝系統受力變形現象工藝系統受力變形現象圖圖 受

32、力變形對工件精度的影響受力變形對工件精度的影響 a) 車長軸車長軸 b） 磨內孔磨內孔 由此看來，為了保證和提高工件的加工精度，就由此看來，為了保證和提高工件的加工精度，就必須深入研究并控制以至消除工藝系統及其有關組成必須深入研究并控制以至消除工藝系統及其有關組成部分的變形。部分的變形。（一）工藝系統的剛度（一）工藝系統的剛度 工藝系統整體抵抗其變形的能力。其大小為：工藝系統整體抵抗其變形的能力。其大小為： 背向力背向力Fp （舊標準中為徑向切削分力舊標準中為徑向切削分力Fy）與工藝系統在該方向與工藝系統在該方向上的變形上的變形yxt的比值，即的比值，即kxt=Fp/yxt1. 工藝系統剛度的

33、概念工藝系統剛度的概念2、系統剛度與環(huán)節(jié)剛度、系統剛度與環(huán)節(jié)剛度 工藝系統的剛度是由組成工藝系統各部件的剛度決定工藝系統的剛度是由組成工藝系統各部件的剛度決定的。工藝系統的總變形量為：的。工藝系統的總變形量為： yxt= yjc+ydj+yjj+ygjkxt=Fp/yxt, kjc= Fp/yjc ， kdj= Fp/ydj , kjj= Fp/yjj， kgj= Fp/ygj 工藝系統剛度的一般式為：工藝系統剛度的一般式為： kxt= 1/(1/kjc+1/ kdj+1/ kj+1/ kgj) 若已知工藝系統各組成部分的剛度（即環(huán)節(jié)剛度），若已知工藝系統各組成部分的剛度（即環(huán)節(jié)剛度），就可以

34、求出工藝系統的剛度。就可以求出工藝系統的剛度。影響機床部件剛度的因素影響機床部件剛度的因素 連接表面間的接觸變形連接表面間的接觸變形 薄弱零件本身的影響薄弱零件本身的影響接合面間的間隙接合面間的間隙 接合面間摩擦力的影響接合面間摩擦力的影響3. 機床部件剛度特點機床部件剛度特點兩零件結合面間的接觸情況兩零件結合面間的接觸情況接接 觸觸 剛剛 度度 實驗研究表明，兩個相接觸的表面間受力作用時，兩表面的接觸實驗研究表明，兩個相接觸的表面間受力作用時，兩表面的接觸變形變形y是表面壓強是表面壓強p的遞增函數（的遞增函數（圖圖）。）。 因此，機床部件接合表面間剛度可較確切地用因此，機床部件接合表面間剛度

35、可較確切地用接觸剛度接觸剛度來表示，來表示，即壓強的微分即壓強的微分dp與位移的微分與位移的微分dy的比值稱為接觸剛度的比值稱為接觸剛度kjkj =dp/dy圖圖 表面接觸變形與壓強的關系表面接觸變形與壓強的關系 機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié)機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié) a) 溜板中的楔鐵溜板中的楔鐵 b) 軸承套軸承套（二）工藝系統受力變形對加工精度的影響（二）工藝系統受力變形對加工精度的影響1、切削力作用位置變化引起的加工誤差、切削力作用位置變化引起的加工誤差工藝系統受力變形隨切削位置而變化工藝系統受力變形隨切削位置而變化 剛度變化造成工件誤差剛度變化造成工件誤差 1理想的工件形狀；理想的工件形狀；

36、2k頭頭k尾尾時車出的工件形狀時車出的工件形狀2、切削力大小變化引起的加工誤差（誤差復映）、切削力大小變化引起的加工誤差（誤差復映） 在加工過程中，由于工件加工余量或材料硬度不均勻，在加工過程中，由于工件加工余量或材料硬度不均勻，都會引起背向力的變化，從而使工藝系統受力變形不一致都會引起背向力的變化，從而使工藝系統受力變形不一致而產生加工誤差。而產生加工誤差。 以車削短圓柱工件外圓為例，如下圖所示。以車削短圓柱工件外圓為例，如下圖所示。由于毛坯存在的圓度誤差由于毛坯存在的圓度誤差m=ap1-ap2引起了工件產生圓度誤差引起了工件產生圓度誤差w=y1 -y2 且且m越大，越大，w越大，這種由于工

37、藝系統受力變形的變越大，這種由于工藝系統受力變形的變化而使毛坯橢圓形狀誤差復映到加工后工件表面的現象稱化而使毛坯橢圓形狀誤差復映到加工后工件表面的現象稱為為“誤差復映誤差復映”。毛坯形狀誤差復映毛坯形狀誤差復映 工藝系統的剛度越大工藝系統的剛度越大,復映系數復映系數越小越小,毛坯誤差復映到工毛坯誤差復映到工件上去的部分就越少。件上去的部分就越少。 一般一般1時時,公差帶公差帶T大于尺寸分散范圍大于尺寸分散范圍6,具備了工序不產具備了工序不產生廢品的必要條件生廢品的必要條件,但不是充分條件。但不是充分條件。q要不出廢品，還必須保證調整的正確性，即要不出廢品，還必須保證調整的正確性，即 x 與與L

38、M要重合。只有當要重合。只有當CP大于大于1，同時，同時T-2x - LM大于大于6時，才能確保不出廢品。時，才能確保不出廢品。q當當CP1時，尺寸分散范圍時，尺寸分散范圍6超出公差帶超出公差帶T，此時不論如何調整，必此時不論如何調整，必將產生部分廢品。將產生部分廢品。q當當CP=1，公差帶公差帶T與尺寸分散范圍與尺寸分散范圍6相等，在各種常值系統誤差的影相等，在各種常值系統誤差的影響下，該工序也將產生部分廢品。響下，該工序也將產生部分廢品。5. 分布圖分析法的缺點分布圖分析法的缺點 v分布圖分析法不能反映誤差的變化趨勢。分布圖分析法不能反映誤差的變化趨勢。v 加工中，由于隨機性誤差和系統性誤

39、差加工中，由于隨機性誤差和系統性誤差同時存在，在沒有考慮到工件加工先后順序同時存在，在沒有考慮到工件加工先后順序的情況下，很難把隨機性誤差和變值系統性的情況下，很難把隨機性誤差和變值系統性誤差區(qū)分開來。誤差區(qū)分開來。v由于在一批工件加工結束后，才能得出尺由于在一批工件加工結束后，才能得出尺寸分布情況，因而不能在加工過程中起到及寸分布情況，因而不能在加工過程中起到及時控制質量的作用。時控制質量的作用。2 2點圖分析法點圖分析法（1）點圖的形式）點圖的形式1） 個值點圖個值點圖 v按加工順序逐個地測量一批工件按加工順序逐個地測量一批工件的尺寸，以工件序號為橫坐標，以的尺寸，以工件序號為橫坐標，以工

40、件的加工尺寸為縱坐標，就可作工件的加工尺寸為縱坐標，就可作出個值點圖出個值點圖（圖圖a）。v個值點圖反映了工件逐個的尺寸變化與加工時間的關系。個值點圖反映了工件逐個的尺寸變化與加工時間的關系。若點圖上的上、若點圖上的上、下極限點包絡成二根平滑的曲線，并作這兩根曲線的平均值曲線，就能較下極限點包絡成二根平滑的曲線，并作這兩根曲線的平均值曲線，就能較清楚地揭示出加工過程中誤差的性質及其變化趨勢，如清楚地揭示出加工過程中誤差的性質及其變化趨勢，如圖圖b所示所示。v平均值曲線平均值曲線OO表示每一瞬時的分散中心，反映了變值系統性誤差隨表示每一瞬時的分散中心，反映了變值系統性誤差隨時間變化的規(guī)律時間變化

41、的規(guī)律.v其起始點其起始點O位置的高低表明常值系統性誤差的大小。位置的高低表明常值系統性誤差的大小。整個幾何圖形將隨整個幾何圖形將隨常值系統性誤差的大小不同，而在垂直方向處于不同位置。常值系統性誤差的大小不同，而在垂直方向處于不同位置。v上下限上下限AA 和和BB間的寬度表示在隨機性誤差作用下加工過程的尺寸分間的寬度表示在隨機性誤差作用下加工過程的尺寸分散范圍，反映了隨機性誤差的變化規(guī)律。散范圍，反映了隨機性誤差的變化規(guī)律。圖圖a 個值點圖個值點圖圖圖b 個值點圖上反映誤差變化趨勢個值點圖上反映誤差變化趨勢R點圖點圖 v為了能直接反映出加工中系統性為了能直接反映出加工中系統性誤差和隨機性誤差隨

42、加工時間的變誤差和隨機性誤差隨加工時間的變化趨勢，實際生產中常用樣組點圖化趨勢，實際生產中常用樣組點圖來代替?zhèn)€值點圖。來代替?zhèn)€值點圖。前者控制工藝過程質量指標的分布中心，前者控制工藝過程質量指標的分布中心，反映了系反映了系統性誤差及其變化趨勢；統性誤差及其變化趨勢；后者控制工藝過程質量指標的分散程度，后者控制工藝過程質量指標的分散程度，反映了隨反映了隨機性誤差及其變化趨勢。機性誤差及其變化趨勢。1）X樣組點圖的種類很多，最常用的是樣組點圖的種類很多，最常用的是 X R點圖（平均點圖（平均值值極差點圖）。極差點圖）。它由它由X點圖和點圖和R點圖結合而成。點圖結合而成。單獨的單獨的點圖或點圖或R點圖不能全面反映加工誤差的情況，點圖不能全面反映加工誤差的情況，必須結合起來應用。必須結合起來應用。X 設現抽取順次加工的設現抽取順次加工的m個工件為第個工件為第i組，則第組，則第i樣組樣組的平均值的平均值Xi和極差和極差Ri值為值為 式中式中 ximax和和ximim分別為第分別為第i樣組中工件的最大尺寸和樣組中工件的最大尺寸和最小尺寸。最小尺寸。 以樣組序號為橫坐標，分別以以樣組序號為橫坐標，分別以Xi和和Ri為縱坐標，就可為縱坐標，就可以分別作出以分別作出X點圖和點圖和R點圖，如點圖，如圖圖所示。所示。 X-R點