机械加工精度及其控制

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第四章机械加工精度及其控制机器零件的加工质量包括加工精度和表面质量，直接影响整台机器的使用性能和寿命。在相同的生产条件下所加工出来的一批零件,由于加工中各种因素的影响,其精度不会完全一致。因此要寻求精度规律,分析影响精度的各个工艺因素,从而可以控制加工精度。本章介绍影响加工精度的各种原始误差的基本概念，分析原始误差对机械加工精度的影响，介绍采用因素分析法和统计分析法控制和提高实际加工中精度问题的方法和途径。

1第一节概述一、机械加工精度1机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。1）尺寸精度指加工后零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度，如长度、宽度、高度、直径等。2）形状精度指加工后零件各表面本身的实际形状与理想零件表面形状之间的符合程度，如平面度、平直度、圆度、圆柱度、锥度等。3）位置精度指加工后零件各表面间的实际位置与理想零件各表面之间位置的符合程度，如平行度、垂直度、同轴度等。常以公差值的大小或公差等级表示对零件的机械加工精度要求

2一、机械加工精度2加工误差是指加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。加工误差越大，则加工精度越低，反之加工误差小，则加工精度高。加工精度的高低是通过加工误差的大小来表示的。二、影响机械加工精度的原始误差与分类零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件所组成的工艺系统中进行的。因此，零件的工艺系统中各方面的误差都有可能造成工件的加工误差，工艺系统的误差称为原始误差。原始误差的存在，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。

3二、影响机械加工精度的原始误差与分类

4第一节概述三、误差的敏感方向各种原始误差的大小和方向是各不相同的，而加工误差则必须在工序尺寸方向度量。不同的原始误差对加工精度有不同的影响，当原始误差的方向与工序尺寸方向一致时，其对加工精度的影响就最大。对加工精度影响最大的那个方向（即通过切削刃的加工表面的法向）称为误差的敏感方向。四、研究加工精度的方法1单因素分析法研究某一确定因素对加工精度的影响，为简单起见，研究时一般不考虑其它因素的同时作用。通过分析计算，或测试、实验，得出该因素与加工误差间的关系。

5四、研究加工精度的方法2统计分析法：以生产中一批工件的实测结果为基础，运用数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。当发生质量问题时，可以从判断误差的性质，找出误差出现的规律，以指导我们解决有关的加工精度问题。此法只适用于批量生产。3相关分析法：主要是用来分析某些因素之间是否有关联。4分析计算法：根据具体加工情况来定量分析影响加工精度的各项因素，五、全面质量管理

6六、加工精度的获得方法1尺寸精度的获得方法1）试切法：通过试切—测量—调整—再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。此法的生产率低，要求工人的技术水平较高，否则质量不易保证，因此多用于单件、小批生产。2）调整法：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，保证工件被加工尺寸的方法。这种方法在加工时不再进行试切，生产率大大提高，但精度低些，主要决定于机床、夹具的精度和调整误差。第一节概述

7六、加工精度的获得方法1尺寸精度的获得方法3）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的加工方法。如钻头、镗刀块、拉刀及铰刀等来加工孔。有些孔加工刀具可以获得非常高的精度，生产率也非常高。由于刀具有磨损，磨损后尺寸就不能保证，因此成本较高，多用于大批和大量生产4）自动控制法：采用自动控制系统对加工过程中的刀具进给、工件测量和切削运动等进行自动控制，而获得要求的工件尺寸。生产率高，能够加工形状复杂的表面，且适应性好。采用这种加工方法得到的工件尺寸精度取决于控制系统中各元件的灵敏度、系统的稳定性以及机械装置的工作精度。

8六、加工精度的获得方法2形状精度1）轨迹法利用刀具的运动轨迹形成所要求的表面几何形状。刀尖的运动轨迹取决于刀具与工件的相对运动（成形运动）。其形状精度取决于刀具与工件成形运动的精度。2）成形法利用成形刀具代替普通刀具来获得要求的几何形状表面。机床的某些成形运动被成形刀具的刀刃所取代，从面简化了机床的结构。其形状精度取决于刀刃的形状精度，又有赖于机床成形运动的精度。3）展成法利用刀具与工件作展成切削运动来获得加工曲面。如在滚齿机上加工齿轮的齿面。其形状精度取决于刀刃的形状精度和啮合运动的准确精度。

9六、加工精度的获得方法3位置精度的获得方法1）一次装夹法当零件上有相互位置精度要求的各表面是在同一次装夹中加工出来的时候，表面相互位置精度是由机床有关部分的相互位置精度来保证的。2）多次装夹法（找正装夹、夹具装夹）当零件上有相互位置精度要求的各表面被安排在不同的安装加工时，零件表面的相互位置精度主要取决于安装精度。