影响加工精度的因素及其分析

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1、§5.2影响加工精度的因素及其分析工艺系统及原始误差的组成本节内容：各种误差因素分析保证和提高加工精度的途径5.2.1工艺系统及原始误差的组成研究原始误差的目的——研究零件的机械加工精度，就是研究工艺系统原始误差的物理、力学本质，掌握其基本规律，分析原始误差和加工误差之间的定性与定量关系，这是保证和提高零件加工精度的必要理论基础。以某工厂活塞精镗销孔工序为例，在加工时以止口定位，顶部夹紧，通过分析可能影响工件和刀具间相互位置的种种因素，对工艺系统的原始误差做一个全面的了解。（1）工艺系统机床、夹具、刀具和工件构成的完整系统。（2）原始误差工艺系统中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同

2、的程度复映到工件上，形成了工件的加工误差。工艺系统的误差是“因”，是根源；加工误差是“果”，是表现，因此把工艺系统的误差称为原始误差。（1）装夹——产生工件装夹误差（设计基准与定位基准不重合引起的定位误差和夹紧误差）；（2）调整——调整误差和工艺系统的静误差（机床、刀具、夹具的制造误差）；（3）加工——由于在加工过程中产生了切削力、切削热、摩擦等因素，工艺系系统就产生了受力变形、热变形、刀具磨损等原始误差，影响了已调整好的工件、刀具之间的位置，从而引起了工件的种种误差，称为工艺系统的动误差。还包括内应力引起的变形。（4）测量——测量方法和量具本身的误差，测量误差；（5）原理误差——某些

3、表面的加工中，从加工面的形成原理中就存在着误差，称之为原理误差。原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差调整误差装夹误差刀具误差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形工件相对于刀具静止状态下的误差工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差综上所述，加工过程中可能出现的种种原始误差如下图所示：5.2.2各种误差因素分析（一）原理误差指由于采用了近似的加工方法，即近似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。（1）例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为

4、了制造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是折线。（2）成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。（3）采用近似的成形运动和刀具刃形，不但可以简化机床或刀具的结构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。（二）机床误差来源：机床制造，磨损和安装。以上各项检验是在没有切削载荷的情况下进行的，所反映的各项误差称之为机床的静误差，包括了机床的几何误差和传动链误差。机床在出厂以前都要通过机床精度检验，检验内容是机床主要零部件本身的形状和位置误差，要求它们不超过规定的数值。以车床为例，

5、主要项目有：床身导轨在垂直面和水平面内的直线度和平行度主轴轴线对床身导轨的平行度主轴的回转精度传动链精度刀架各溜板移动时，对主轴轴线的平行度和垂直度评价一台机床精度的高低不能只看它在静态下的情况，还应应注意要看它在切削载荷下的动态情况。机床静态精度是其动态精度的基础。此外，合格的机床经过一段较长时期的使用后，由于不可避免的磨损、地基变动和其他原因，原有精度会有不同程度的降低，并可能产生相关精度问题，此时就需对机床进行某些项目的测量和分析。下面着重分析机床静误差中对加工精度占举足轻重地位的导轨误差、主轴误差和传动链误差。（1）导轨误差机床导轨副是机床中确定各主要部件位置关系的基准，是实现

6、直线运动的主要部件，其制造和装配精度是影响直线运动的主要因素，直接影响工件的加工精度。如，车床床身导轨在水平面内有了弯曲之后，在纵向切削过程中就可能产生鞍形或鼓形加工误差。导轨在水平面与垂直面内的弯曲（误差）对加工精度的影响的比较：ΔRΔYRRΔR=ΔXＯYR0Xa）ＯYR0Xb）显然：说明：在垂直面内导轨的弯曲对加工精度的影响很小，可以忽略不计；而在水平面内同样大小的导轨弯曲就不能忽略。普通车床车削外圆总结：工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。对加工精度影响最大的方向，称为误差敏感方向，一般为已加工表面过切削点的法线方向。车床和磨床的床身导轨误差（根据部颁检验标准）

7、共有三个项目：：1）导轨在水平面内的直线度误差1。2）导轨在垂直面内的直线度误差2。3）前后导轨的平行度误差（扭曲度）3。分析导轨导向误差对加工精度的影响时，主要考虑刀具与工件在误差敏感方向上的相对位移。机床导轨的几何精度，不但取决于它的制造精度和使用的磨损情况，而且还和机床的安装情况有很大关系，安装这项工作被称为“安装水平的调整”。（2）主轴误差主轴的回转运动误差，是指主轴的实际回转轴线对其理想回转轴线的变动量。变动量越大，回转精度越低