大连理工大学机械制造技术基础课件(机械加工精度)汇总

是对具体加工条件下得到的几何
参数进行实际测量，然后运用数理统 计学方法对这些测试数据进行分析处 理，找出工件加工误差的规律和性质， 进而控制加工质量。
•尺寸精度பைடு நூலகம்•形状精度 •位置精度
•机床 •刀具 •夹具 •工件
•分析计算法 •统计分析法
• 加工精度 • 加工误差 • 工艺系统 • 原始误差
•与理想零件的偏离 •加工精度的另一描述
第四章 机械加工质量分析与控制
第一节 机械加工精度概 述
优质、高产、低消耗是企业发展的必由之路。 优质就是高的产品质量。 高产就是生产效率高。 低消耗就是成本低。 产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质 量密切相关，而零件的加工质量是保证产品质量的 基础。它包括零件的加工精度和表面质量两方面。 零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和相 互位置精度。
工艺系统动误差
工艺系统热变形 工艺系统内应力变形
•机床热变形 •工件热变形 •刀具热变形
四、研究机械加工精度的方法
分析计算法 统计分析法
是在掌握各种原始误差对加工精
度影响规律的基础上，分析工件加工 中所出现的误差可能是哪一种或哪几 种主要原始误差所引起的，并找出原 始误差与加工误差之间的影响关系， 通过估算来确定工件加工误差的大小， 再通过试验测试来加以验证。
•轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差
机床导轨误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差
1、机床导轨误差
机床导轨是机床中确定某些主要部件相对位置的 基准，也是某些主要部件的运动基准。
机床导轨误差的基本形式
•水平面内的直线度 •垂直面内的直线度 •前后导轨的平行度
当导轨向后凸出时，工件上产生鞍形加工误差； 当导轨向前凸出时，工件上产生鼓形加工误差。
水平面
ΔY
导轨水平面内直线度
ΔR
D
o
ΔY
图4－9 导轨在水平面内直线度误差
（2）导轨在垂直面内直线度误差的影响
床身导轨在垂直面内有直线度误差（图4-10），会引起 刀尖产生切向位移△Z，造成工件在半径方向产生的误差为：
成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。 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、机床几何误差 机床几何误差的来源 机床几何误差的组成
▪机床制造 ▪磨损 ▪安装
①主轴回转误差 ②导轨误差 ③传动链误差
机床的几何误差组成
机床主轴回转误差
• 研究加工精度方法
•工艺系统的误差 •产生加工误差的根源 •包括工艺系统静误差、动误差
第二节 工艺系统的几何误差
一、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成 形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，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。
△R≈△Z2/d 设：△Z=△Y=0.01mm ，R=50mm ，
则由于法向原始误差而产生的加工误差 △R= △Y =0.01mm,
由于切向原始误差产生的加工误差
△ R ≈△Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不计。由于△Z2数值很小，因此该误差对 工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。
ΔZ
一、加工精度与加工误差
1.加工精度
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、
形状及各表面相互位置等参数）与理想几何参数的符合程 度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。
理想几何参数
➢表面——绝对平面、圆柱面等； ➢位置——绝对平行、垂直、同
轴等；
➢尺寸——位于公差带中心。
2.加工误差
加工误差是指零件加工后的实际几何参数对 理想几何参数的偏离程度，所以，加工误差的大 小反映了加工精度的高低。
实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零 件完全一致，而总会有一定的偏差，即加工误差。只要 这些误差在规定的范围内，即能满足机器使用性能的要 求。
二、尺寸、形状和位置精度间的关系
独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原 则，即尺寸精度和形位精度按照使用要求分别满足；在 一般情况下，尺寸精度高，其形状和位置精度也高；通 常，零件的形状误差约占相应尺寸公差的30％～50％； 位置误差约为尺寸公差的65％～85％。
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
ΔZ
垂直平面
图4－10 导轨在垂直面内直线度误差
结论：
原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若 产生在加工表面法向方向（误差敏感方向），对加工 精度有直接影响；产生在加工表面切向方向（误差非 敏感方向） ，可忽略不计。
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
工艺系统静误差 工艺系统几何误差
机床几何误差 刀具几何误差 夹具几何误差
原理误差
调整误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差
•一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具
• 试切法 •调整法
测量误差
定位误差 工艺系统力变形
•外力作用点变化 •外力方向变化 •外力大小变化
三、获得加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法
试切法
定尺寸刀具法 调整法 自动控制法
图1-1 试切法
图1-2 调整法
图1-4 轨迹法车锥体
图1-3 定尺寸刀具法
图1-5用成形车刀车球面
图1-6 展成法滚齿
2. 获得形状精度的方法
刀尖轨迹法 成形刀具法 展成法
3. 获得位置精度的方法
直接找正 划线找正 夹具定位
（扭曲）
现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件 的加工精度的。
（1）导轨在水平面内直线度误差的影响
当导轨在水平面内的直线度误差为△y时,引起工件在 半径方向的误差为（图4－9）：
△R=△y
由此可见：床身导轨在水平面内如果有直线度误差，使工件 在纵向截面和横向截面内分别产生形状误差和尺寸误差。
图1-7 一次安装法 图1-8 多次安装法
四、原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统 的误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各 种误差称之为原始误差。
原始误差的种类
•工艺系统的几何误差 •工艺系统受力变形引起的误差 •工艺系统热变形引起的误差 •工件的残余应力引起的误差 •伺服进给系统位移误差等