1、 生产任何一种机械产品，都要求在保证质量的前提下，生产任何一种机械产品，都要求在保证质量的前提下，做到高效率、低消耗。做到高效率、低消耗。优质、高产、低消耗是企业发展的必优质、高产、低消耗是企业发展的必由之路。由之路。优质就是高的产品质量。优质就是高的产品质量。高产就是生产效率高。高产就是生产效率高。低消耗就是成本低。低消耗就是成本低。产品的质量是第一位的，没有质量，高效率、低成本产品的质量是第一位的，没有质量，高效率、低成本就失去了意义。就失去了意义。产品质量是指用户对产品的满意程度。产品质量是指用户对产品的满意程度。2006-32u 产品质量有三层含意：一是产品的设计质量；二是产品的制造质
2、量；三是服务。u 以往强调较多的往往是制造质量，现代的质量观，主要站在用户的立场上衡量。u u 当今，服务也占据越来越重要的地位。2006-33u 制造质量，它主要指产品的制造与设计的符合程度。u 设计质量，主要反映所设计的产品，与用户(顾客)的期望之间的符合程度。u 服务主要包括售前的服务，售后的培训、维修、安装等。2006-34u 产品的制造质量主要与零件制造质量、产品的装配质量有关，零件的制造质量是保证产品质量的基础。u 零件的机械制造质量包括零件几何精度和零件表面层的物理机械性能两个方面。2006-35 零件的几何误差包括尺寸误差、几何形状误差和位置误差。几何形状误差又可分为宏观几何形
3、状误差、波度和微观几何形状误差，参见图5-1。图图5-1 5-1 微观几何形状误差、波度与微观几何形状误差、波度与宏观几何形状误差宏观几何形状误差2006-36u 表面粗糙度是加工表面的微观几何形状误差，其波距与波高之比一般小于50。u 波距与波高之比在501000范围内的几何形状误差，称为波度。u 波距与波高之比大于1000的几何形状误差，称为宏观几何形状误差。2006-37u 零件表面层物理机械性能方面的质量主要是指表面层材料的冷作硬化、金相组织的变化、残余应力。u 机械制造质量分成加工精度和表面质量两个方面来研究。u 前者包括尺寸精度、宏观几何形状精度和位置精度；u 后者包括表面粗糙度、
4、波度和表面层材料物理机械性能。一、加工精度与加工误差一、加工精度与加工误差 加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、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。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。理想几何参数理想几何参数表面表面绝对平面、圆柱面等；绝对平面、圆柱面等；位置位置绝对平行、垂直、同绝对平行、垂直、同 轴等；轴等；尺寸尺寸位于公差带中心位于公差带中心。1.加工精度加工精度第一节第一节 机械加工精度概机械加工精度概 述述 加工误
5、差是指零件加工后的实际几何参数对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。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。足机器使用性能的要求。2.加工误差加工误差2006-310有关加工精度与加工误差的理解，有关加工精度与加工误差的理解，应注意以下几个
6、方面内容：应注意以下几个方面内容：u(1)“理想几何参数”的正确含义即，对于尺寸是图纸规定尺寸的平均值；对于形状和位置，则是绝对正确的形状和位置，如绝对的圆和绝对的平行等等。u(2)加工精度是由零件图纸或工艺文件以公差T 给定的，而加工误差则是零件加工后的实际测得的偏离值。一般说，当T 时，就保证了加工精度。u 一批零件的加工误差是指一批零件加工后,其几何参数的分散范围。u(3)零件三个方面的几何参数，就是加工精度和加工误差的三个方面的向容。即，加工精度包括尺寸精度、形状精度 和位置精度。u 在精密加工中，形状精度往往占主导地位。2006-311（3 3）经济加工精度）经济加工精度u 由于在加
7、工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。u 加工经济精度指的是，在正常加工条件下所能保证的加工精度。u 某种加工方法的加工经济精度应理解为一个范围。2006-312u加工误差与加工成本C成反比关系。u用同一种加工方法，如欲获得较高的精度，成本就要提高；反之亦然。图图5-2 5-2 加工成本与加工误加工成本与加工误差之间的关系差之间的关系2006-313 但上述关系只是在一定范围内才比较明显，如图中之AB 段。A 点左侧之曲线几乎与纵坐标平行，即使成本提高的很多，但精度提高得却很少乃至不能提高。相反，B 点右侧曲线几乎与横坐标平行，即使工件精度
8、要求很低，也必须耗费一定的最低成本。二、尺寸、形状和位置精度间的关系二、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常，零件的形状误差约占相应尺寸公差的3050；位置误差约为尺寸公差的位置误差约为尺寸公差的6585。三、获得加工精度的方法三、获得加工精度的方法1.获得尺寸精度的方法获得尺寸精度的方
9、法 试切法试切法 定尺寸刀具法定尺寸刀具法 调整法调整法 自动控制法自动控制法 2.获得形状精度的方法获得形状精度的方法 刀尖轨迹法刀尖轨迹法 成形刀具法成形刀具法 展成法展成法 3.获得位置精度的方法获得位置精度的方法 直接找正直接找正 划线找正划线找正 夹具定位夹具定位四、原始误差四、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。的误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各我们把工艺系统的各种误差称之为原始误差。种误差称之为原始误差。原始误差的种类原始误差的种类工艺系统的几何误差工艺系统的几何误差
10、工艺系统受力变形引起的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艺系统热变形引起的误差工件的残余应力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伺服进给系统位移误差等原始误差是产生加工误差的根源，它包括：原始误差是产生加工误差的根源，它包括：工艺系统静误差工艺系统静误差主轴回转误差主轴回转误差导轨误差导轨误差传动链误差传动链误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 试切法试切法调整法调整法外力作用点变化外力作用点变化外力方向变化外力方向变化外力大小变化外力大小变化机床几何误差机床几何误差工艺系统几何误差工艺系统几何误差原理误差原理误
11、差调整误差调整误差测量误差测量误差定位误差定位误差工艺系统动误差工艺系统动误差工艺系统力变形工艺系统力变形工艺系统热变形工艺系统热变形工艺系统内应力变形工艺系统内应力变形刀具几何误差刀具几何误差夹具几何误差夹具几何误差机床热变形机床热变形工件热变形工件热变形刀具热变形刀具热变形2006-319u 一般将工艺系统的原始误差划分为工艺系统一般将工艺系统的原始误差划分为工艺系统静静误差误差和工艺系统和工艺系统动误差动误差。u 如果按加工工作进程划分为，工艺系统的原始如果按加工工作进程划分为，工艺系统的原始误差又可划分为误差又可划分为加工前就存在的加工前就存在的、加工进行中产生加工进行中产生的的和和加
12、工后才出现的加工后才出现的三类。三类。2006-320误差敏感方向误差敏感方向 工艺系统的原始误工艺系统的原始误差会造成工件与刀刃间差会造成工件与刀刃间的相对位置发生改变，的相对位置发生改变，从而引起了加工误差。从而引起了加工误差。加工误差的大小，加工误差的大小，则决定于原始误差的大则决定于原始误差的大小和方向。小和方向。图图5-3 由由 引起的加工误差引起的加工误差z2006-321 由此可见，原始误差所引起的刀刃与工由此可见，原始误差所引起的刀刃与工件间的相对位移，如果产生在加工表面的法件间的相对位移，如果产生在加工表面的法线方向，则对加工误差有直接的影响；线方向，则对加工误差有直接的影响
13、；如果产生在加工表面的切线方向上，就如果产生在加工表面的切线方向上，就可以忽略不计。可以忽略不计。我们把加工表面的法向称之为我们把加工表面的法向称之为误差的敏误差的敏感方向感方向。在无特殊说明的情况下，在无特殊说明的情况下，Y Y 向为误差敏向为误差敏感方向，感方向，Z Z 向则为误差非敏感方向。向则为误差非敏感方向。2006-322四、四、研究机械加工精度的方法研究机械加工精度的方法分析计算法分析计算法统计分析法统计分析法 是在掌握各种原始误差对加工精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中所出现的误差可能
14、是哪一种或哪几种主要原始误差所引起的，并找出原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，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，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。再通过试验测试来加以验证。是对具体加工条件下得到的几何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，理，找出工件加工误差的规律和性质，进而控制加工质量。进而控制加工质量。2006-324对对 比：比：u分析计算法分析计算
15、法主要是在对单项原始误差进行分析计算主要是在对单项原始误差进行分析计算的基础上进行的，的基础上进行的，u统计分析法统计分析法则是对有关的原始误差进行综合分析的则是对有关的原始误差进行综合分析的基础上进行的。基础上进行的。u分析计算法分析计算法主要是分析各项误差单独的变化规律；主要是分析各项误差单独的变化规律；u统计分析法统计分析法主要是研究各项误差综合时变化规律，主要是研究各项误差综合时变化规律，只适用于大批大量的生产条件。只适用于大批大量的生产条件。2006-325u 两种方法常常结合起来应用，两种方法常常结合起来应用，u 可先用统计分析法寻找加工误差产生的可先用统计分析法寻找加工误差产生的
16、规律，初步判断产生加工误差的可能原因；规律，初步判断产生加工误差的可能原因；u 然后运用计算分析法进行分析、试验，然后运用计算分析法进行分析、试验，找出影响工件加工精度的主要原因。找出影响工件加工精度的主要原因。加工精度加工精度尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度 加工误差加工误差与理想零件的偏离与理想零件的偏离加工精度的另一描述加工精度的另一描述 工艺系统工艺系统机床机床刀具刀具夹具夹具工件工件 原始误差原始误差工艺系统的误差工艺系统的误差产生加工误差的根源产生加工误差的根源包括工艺系统静误差、动误差包括工艺系统静误差、动误差分析计算法分析计算法统计分析法统计分析法 第二节第二节
17、 工艺系统的几何误差工艺系统的几何误差一、原理误差一、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。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，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；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
18、线，而是折线。形不是光滑的渐开线，而是折线。成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。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。构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。二、机床几何误差二、机床几何误差u 加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。u 机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。2006-329机床几何误差的来源机床几何误差的来源机床制造
19、机床制造磨损磨损安装安装机床几何误差的组成机床几何误差的组成主轴回转误差主轴回转误差导轨误差导轨误差传动链误差传动链误差机床的几何误差组成机床的几何误差组成机床几何误差机床几何误差机床传动链误差机床传动链误差机床主轴回转误差机床主轴回转误差机床导轨误差机床导轨误差轴向窜动轴向窜动径向跳动径向跳动角度摆动角度摆动水平面内直线度水平面内直线度垂直面内直线度垂直面内直线度前后导轨的平行度前后导轨的平行度内联传动链始末两内联传动链始末两端传动元件间相对端传动元件间相对运动误差运动误差1、机床导轨误差、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机床导轨是机床中确定某些主要部件相对位置的基准
20、，也是某些主要部件的运动基准。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机床导轨误差的基本形式水平面内的直线度水平面内的直线度垂直面内的直线度垂直面内的直线度前后导轨的平行度前后导轨的平行度（扭曲）（扭曲）现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件现以卧式车床为例，说明导轨误差是怎样影响工件的加工精度的。的加工精度的。（1 1）导轨在水平面内直线度误差的影响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当导轨在水平面内的直线度误差为y时时,引起工件在引起工件在半径方向的误差为（半径方向的误差为（图图59）：）：R=y YYoDR水平面水平面导轨水平面内直线度导轨
21、水平面内直线度图图59 导轨在水平面内直线度误差导轨在水平面内直线度误差2006-333 由此可见：由此可见：床身导轨在水平面内如果有直线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。生形状误差和尺寸误差。(加工加工误差的敏感方向误差的敏感方向)当导轨向后凸出时，工件上产生鞍形加工误差；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。当导轨向前凸出时，工件上产生鼓形加工误差。床身导轨在垂直面内有直线度误差（床身导轨在垂直面内有直线度误差（图图5-10），会引起会引起刀尖产
22、生切向位移刀尖产生切向位移Z，造成工件在半径方向产生的误差为：造成工件在半径方向产生的误差为：RZ2/d（2 2）导轨在垂直面内直线度误差的影响导轨在垂直面内直线度误差的影响设：设：Z=Y=0.01mm，R=50mm，则由于法向原始误差而产生的加工误差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。由于此值完全可以忽略不计。由于Z2数值很小，因此该误差对数值很小，因此该误差对工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。工件的尺寸精度和形状精度影响甚小。垂直平面垂直平面导轨垂直
23、面直线度导轨垂直面直线度ZdRZ图图510 导轨在垂直面内直线度误差导轨在垂直面内直线度误差Rd/2 对平面磨床，龙门刨床对平面磨床，龙门刨床及铣床等，导轨在垂直面内及铣床等，导轨在垂直面内的直线度误差会引起工件相的直线度误差会引起工件相对于砂轮（刀具）产生法向对于砂轮（刀具）产生法向位移，其误差将直接反映到位移，其误差将直接反映到被加工工件上，造成形状误被加工工件上，造成形状误差（图）。差（图）。原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若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；精度有
24、直接影响；产生在加工表面切向方向（误差非产生在加工表面切向方向（误差非敏感方向）敏感方向），可忽略不计。，可忽略不计。结论：结论：图图 龙门刨床导轨垂直面龙门刨床导轨垂直面 内直线度误差内直线度误差 1刨刀刨刀 2工件工件 3工作台工作台 4床身导轨床身导轨（3 3）前后）前后导轨平行度误差的影响导轨平行度误差的影响 床身前后导轨有平行度误差（扭曲）床身前后导轨有平行度误差（扭曲）时，会使车床溜板在沿床身移动时发生时，会使车床溜板在沿床身移动时发生偏斜，从而使刀尖相对工件产生偏移，偏斜，从而使刀尖相对工件产生偏移，使工件产生形状误差（鼓形、鞍形、锥使工件产生形状误差（鼓形、鞍形、锥度）。度）。
25、从从图图5-115-11可知，车床前后导轨扭曲的最终结果可知，车床前后导轨扭曲的最终结果反映在工件上，于是产生了加工误差反映在工件上，于是产生了加工误差y y。从几何从几何关系中可得出：关系中可得出：yHyH/B/B 一般车床一般车床H2B/3H2B/3，外圆磨床外圆磨床HBHB，因此该项因此该项原始误差对加工精度的影响很大。原始误差对加工精度的影响很大。图图511 车床导轨扭曲对工件形状精度影响车床导轨扭曲对工件形状精度影响2006-339u 除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。u 导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。u 可采用耐磨合金铸铁、镶
26、钢导轨、贴塑导轨、滚动导轨、导轨表面淬火等措施提高导轨的耐磨性。2 2、机床主轴回转误差、机床主轴回转误差（1 1）机床主轴回转误差的概念）机床主轴回转误差的概念 主轴的实际回转轴线对其理想回转轴线（一般用平均主轴的实际回转轴线对其理想回转轴线（一般用平均回转轴线来代替）产生的偏移量。回转轴线来代替）产生的偏移量。主轴回转误差的基本形式主轴回转误差的基本形式 轴向窜动轴向窜动 纯径向跳动纯径向跳动 纯角度摆动纯角度摆动 实际上主轴回转误差是上述三种形式误差的合成。由于主轴实际实际上主轴回转误差是上述三种形式误差的合成。由于主轴实际回转轴线在空间的位置是在不断变化的，由上述三种运动所产生的位回转
27、轴线在空间的位置是在不断变化的，由上述三种运动所产生的位移（即误差）是一个瞬时值。移（即误差）是一个瞬时值。2006-3412006-342（1 1）轴向窜动轴向窜动 轴向窜动是指瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向轴向窜动是指瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动，如图运动，如图 4-1a所示，它主要影响工件的的端面形状和轴所示，它主要影响工件的的端面形状和轴向尺寸精度。向尺寸精度。（2 2）径向跳动径向跳动 径向跳动是指瞬时回转轴线平行于平均回转轴线的径向径向跳动是指瞬时回转轴线平行于平均回转轴线的径向运动量。如图运动量。如图 4-1b所示。它主要影响加工工件的圆度和圆所示。它主要影响加
28、工工件的圆度和圆柱度。柱度。（3 3）角度摆动角度摆动 角度摆动是指瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角角度摆动是指瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度作公转，如图度作公转，如图 4-1c所示，它对工件的形状精度影响很大，所示，它对工件的形状精度影响很大，如车外圆时，会产生锥度。如车外圆时，会产生锥度。2006-343u主轴回转误差主轴回转误差在实际中多表现为漂移。在实际中多表现为漂移。u漂移漂移是指主轴回转轴线在每一转内的每一瞬时的变是指主轴回转轴线在每一转内的每一瞬时的变动方位和变动量都是变化的一种现象动方位和变动量都是变化的一种现象。u产生主轴产生主轴径向回转误差径向回转误差的主要原因
29、有：的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等。主轴挠度等。u但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。的不同而不同。2006-3442006-345产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。不同的加工方法，主轴回转误差所引起的加工误差也不同。下面以在镗床上镗孔、车床上车外圆为例来下面以在镗床上镗孔、车床上车外圆为例来说明主轴回转误差对加工精度的影响。说明主轴回转误差对加工精度的影响
30、。车间车间所有机床，我们分为：所有机床，我们分为：工件回转类工件回转类刀具回转类刀具回转类误差敏感误差敏感方向不变方向不变加工时误差敏感加工时误差敏感方向和切削力方方向和切削力方向随主轴回转而向随主轴回转而不断变化不断变化（2 2）主轴回转误差对加工精度的影响）主轴回转误差对加工精度的影响主轴的纯径向跳动对车削和镗削加工精度的影响主轴的纯径向跳动对车削和镗削加工精度的影响镗削加工：镗刀回转，工件不转镗削加工：镗刀回转，工件不转 假设由于主轴的纯径向跳动而使轴线在假设由于主轴的纯径向跳动而使轴线在y y坐标方向作简谐坐标方向作简谐运动（运动（图图5-45-4），其频率与主轴转速相同，简谐幅值为其
31、频率与主轴转速相同，简谐幅值为A A；则则:Y Y=AcosAcos （tt）且主轴中心偏移最大（等于且主轴中心偏移最大（等于A A）时，镗刀尖正好通过水平时，镗刀尖正好通过水平位置位置1 1处。处。当镗刀转过一个当镗刀转过一个角时（位置角时（位置11），刀尖轨迹的水平分），刀尖轨迹的水平分量和垂直分量分别计算得：量和垂直分量分别计算得：y=y=Acos+RcosAcos+Rcos=(=(A+R)cosA+R)cos Z=Z=RsinRsin将上两式平方相加得将上两式平方相加得:y y2 2/(A+R)/(A+R)2 2+Z+Z2 2/R/R2 2=1=1 表明此时镗出的孔为椭圆形。表明此时镗
32、出的孔为椭圆形。AAROm11，AcosO234ORsin(A+R）cos图图54 镗孔时纯径向跳动对加工精度的影响镗孔时纯径向跳动对加工精度的影响车床加工：工件回转，刀具移动车床加工：工件回转，刀具移动 假设主轴轴线沿假设主轴轴线沿y轴作简谐运动（轴作简谐运动（图图5-5），在工件的在工件的1处（主轴中心偏移最大之处）切出的半径比在工件的处（主轴中心偏移最大之处）切出的半径比在工件的2、4处切出的半径小一个幅值处切出的半径小一个幅值A；在工件的在工件的3处切出的半径比处切出的半径比在工件的在工件的2、4处切出的半径大一个幅值处切出的半径大一个幅值A。这样，上述四点工件的直径都相等，其它各点直
33、径这样，上述四点工件的直径都相等，其它各点直径误差也很小，所以车削出的工件表面接近于一个真圆。误差也很小，所以车削出的工件表面接近于一个真圆。Y2+Z2=R2+A2Sin2 由此可见，主轴的纯径向跳动对车削加工工件的圆由此可见，主轴的纯径向跳动对车削加工工件的圆度影响很小。度影响很小。图图55 车削时纯径向跳动对加工精度的影响车削时纯径向跳动对加工精度的影响轴向窜动对车、镗削加工精度的影响轴向窜动对车、镗削加工精度的影响 主轴的轴向窜动对内、外圆的加工精度没有主轴的轴向窜动对内、外圆的加工精度没有影响，但加工端面时，会使加工的端面与内外圆影响，但加工端面时，会使加工的端面与内外圆轴线产生垂直度
34、误差。轴线产生垂直度误差。主轴每转一周，要沿轴向窜动一次，使得切主轴每转一周，要沿轴向窜动一次，使得切出的端面产生平面度误差（出的端面产生平面度误差（图图5-6）。当加工螺纹）。当加工螺纹时，会产生螺距误差。时，会产生螺距误差。图图56 主轴轴向窜动对端面加工精度的影响主轴轴向窜动对端面加工精度的影响 车削加工时工件每一横截面内的圆度误差很小，但轴车削加工时工件每一横截面内的圆度误差很小，但轴平面有圆柱度误差（锥度）。平面有圆柱度误差（锥度）。车外圆：得到圆形工件，但产生圆柱度误差（锥体）车外圆：得到圆形工件，但产生圆柱度误差（锥体）车端面：产生平面度误差车端面：产生平面度误差 镗孔时，由于主
35、轴的纯角度摆动镗孔时，由于主轴的纯角度摆动 使得主轴回转轴线与使得主轴回转轴线与工作台导轨不平行，工作台导轨不平行，使镗出的孔呈椭圆形，使镗出的孔呈椭圆形，如如图图5-7所示。所示。角度摆动对车、镗削加工精度的影响角度摆动对车、镗削加工精度的影响 主轴纯角度摆动对加工精度的影响，取决于不同主轴纯角度摆动对加工精度的影响，取决于不同的加工内容。的加工内容。图图57 主轴纯角度摆动对镗孔精度的影响主轴纯角度摆动对镗孔精度的影响（3 3）提高主轴回转精度的措施）提高主轴回转精度的措施1）提高主轴的轴承精度。）提高主轴的轴承精度。2）减少机床主轴回转误差对加工精度的影响。）减少机床主轴回转误差对加工精
36、度的影响。3）对滚动轴承进行预紧，以消除间隙。）对滚动轴承进行预紧，以消除间隙。4）提高主轴箱体支承孔、主轴轴颈和与轴承）提高主轴箱体支承孔、主轴轴颈和与轴承相配合的零件有关表面的加工精度。相配合的零件有关表面的加工精度。生产实际中，从工艺方面采取转移主轴回转误生产实际中，从工艺方面采取转移主轴回转误差的措施，消除主轴回转误差对加工精度的影响，差的措施，消除主轴回转误差对加工精度的影响，也是十分有效的。也是十分有效的。讨讨 论论镗床上镗孔时，工作台进给（镗床上镗孔时，工作台进给（图示图示），即），即工件直线进给运动，镗杆旋转运动。导轨工件直线进给运动，镗杆旋转运动。导轨在水平面、垂直面内的直线
37、度误差对加工在水平面、垂直面内的直线度误差对加工精度有何影响？精度有何影响？答：孔径没有误差，有圆柱度误差。轴线答：孔径没有误差，有圆柱度误差。轴线不直。因为误差敏感方向不断变化。不直。因为误差敏感方向不断变化。讨论讨论若镗杆进给，即镗杆既旋转又移动（若镗杆进给，即镗杆既旋转又移动（图示图示），导轨），导轨误差对加工精度有无影响？误差对加工精度有无影响？答：不会产生孔的形状误差，但会产生孔的位置误答：不会产生孔的形状误差，但会产生孔的位置误差。差。讨讨 论论刨平面时，导轨误差对加工精度有何影响？刨平面时，导轨误差对加工精度有何影响？答：产生加工表面的直线度误差、平面度误差。答：产生加工表面的直
38、线度误差、平面度误差。若刨削刚性很差的薄板时，会产生何种加工误差？若刨削刚性很差的薄板时，会产生何种加工误差？答：无形状误差，但有尺寸误差。答：无形状误差，但有尺寸误差。思考题思考题端铣时，若主轴回转轴线与工件进给方向不端铣时，若主轴回转轴线与工件进给方向不垂直，会产生何种加工误差？误差大小？垂直，会产生何种加工误差？误差大小？3、机床传动链误差、机床传动链误差 在车螺纹、插齿、滚齿等加工时，刀具与工件之在车螺纹、插齿、滚齿等加工时，刀具与工件之间有严格的传动比要求。要满足这一要求，间有严格的传动比要求。要满足这一要求，机床内联机床内联系传动链系传动链的误差必须控制在允许的范围内。的误差必须控
39、制在允许的范围内。（1 1）机床传动链误差定义）机床传动链误差定义 指传动链始末两指传动链始末两端执行元件间相对运端执行元件间相对运动的误差。动的误差。（2 2）机床传动链误差描述）机床传动链误差描述 传动链末端元件产生的转角误差。传动链末端元件产生的转角误差。它的它的大小对车、磨、铣螺纹，滚、插、磨（展成法磨齿）大小对车、磨、铣螺纹，滚、插、磨（展成法磨齿）齿轮等加工会影响分度精度，造成加工表面的形状齿轮等加工会影响分度精度，造成加工表面的形状误差，如螺距精度、齿距精度等。误差，如螺距精度、齿距精度等。例如，车螺纹时，要求主轴与传动丝杠的转速比恒定例如，车螺纹时，要求主轴与传动丝杠的转速比恒
40、定（图示图示），即），即iTTiii iTzzzzzzzzS432186427531Z1Z2（3 3）驱动丝杠误差的产生）驱动丝杠误差的产生2112zzi1122i12 图图 车螺纹的传动误差示意图车螺纹的传动误差示意图S工件导程；工件导程；T丝杠导程；丝杠导程；Z1Z8各齿轮齿数各齿轮齿数若齿轮若齿轮Z1有转角误差有转角误差1，造成造成Z2的转角误差为：的转角误差为：12i121Z1 1 1n=i1n1Z2 2 2n=i2n2Zn n nn=innn在任一时刻，各齿轮的转角误差反映到丝杠的总误差为：在任一时刻，各齿轮的转角误差反映到丝杠的总误差为：njjnjnnnni121传到丝杠上的转角误
41、差为传到丝杠上的转角误差为1n，即：即：2006-366图图5-8 5-8 滚齿机传动系统图滚齿机传动系统图（3 3）减少传动链误差的措施）减少传动链误差的措施1）尽量缩短传动链。）尽量缩短传动链。2）提高传动件的制造和安装精度，尤其是末端）提高传动件的制造和安装精度，尤其是末端零件的精度。零件的精度。3）尽可能采用降速运动，且传动比最小的一级）尽可能采用降速运动，且传动比最小的一级传动件应在最后。传动件应在最后。4）消除传动链中齿轮副的间隙。）消除传动链中齿轮副的间隙。5）采用误差校正（补偿）机构）采用误差校正（补偿）机构图图 丝杠加工误差校正装置丝杠加工误差校正装置1工件工件 2螺母螺母
42、3母丝杠母丝杠 4杠杆杠杆 5校正尺校正尺 6触头触头 7校正曲线校正曲线1、刀具、刀具 误差误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 如普通车刀、单刃如普通车刀、单刃镗刀和面铣刀等）的制镗刀和面铣刀等）的制造误差对加工精度没有造误差对加工精度没有直接影响，直接影响，但磨损后对但磨损后对工件尺寸或形状精度有工件尺寸或形状精度有一定影响一定影响 定尺寸刀具（如钻定尺寸刀具（如钻头、铰刀、圆孔拉刀等）头、铰刀、圆孔拉刀等）的尺寸误差直接影响被的尺寸误差直接影响被加工工件的尺寸精度。加工工件的尺寸精度。刀具的安装和使用不当，刀具的安装和使用不当，也会影响加工精度。
43、也会影响加工精度。成形刀具（如成形车成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、盘形齿刀、成形铣刀、盘形齿轮铣刀等）的误差主要轮铣刀等）的误差主要影响被加工面的形状精影响被加工面的形状精度度 展成法刀具（如齿轮展成法刀具（如齿轮滚刀、插齿刀等）加工齿滚刀、插齿刀等）加工齿轮时，刀刃的几何形状及轮时，刀刃的几何形状及有关尺寸精度会直接影响有关尺寸精度会直接影响齿轮加工精度齿轮加工精度三、工艺系统其它几何误差三、工艺系统其它几何误差刀具误差对加工精刀具误差对加工精度的影响随刀具种类度的影响随刀具种类的不同而不同。的不同而不同。2006-3701 1、定尺寸刀具、定尺寸刀具u定尺寸刀具的尺寸和形状误差，将直接影
44、响工件的尺寸和形定尺寸刀具的尺寸和形状误差，将直接影响工件的尺寸和形状精度。状精度。u定尺寸刀具两侧刀刃刃磨不对称，或安装有几何偏心时，还定尺寸刀具两侧刀刃刃磨不对称，或安装有几何偏心时，还可能引起加工表面的尺寸扩张可能引起加工表面的尺寸扩张(又称又称正扩切正扩切)。u这类刀具的耐用度较高，在加工批量不大时的磨损量很小，这类刀具的耐用度较高，在加工批量不大时的磨损量很小，影响可以忽略不计。影响可以忽略不计。u但在加工余量过小或工件壁厚较薄的情况下，用磨钝了的刀但在加工余量过小或工件壁厚较薄的情况下，用磨钝了的刀具加工后，工件的加工表面会发生收缩现象具加工后，工件的加工表面会发生收缩现象(负扩切
45、负扩切)。u对于钝化的钻头上还会使被加工孔的轴线偏斜和孔径扩张。对于钝化的钻头上还会使被加工孔的轴线偏斜和孔径扩张。2006-3712 2、成形刀具、成形刀具u成形刀具的形状误差将直接决定工件的形状精度。成形刀具的形状误差将直接决定工件的形状精度。u这类刀具的耐用度较高，在加工批量不大时的磨损这类刀具的耐用度较高，在加工批量不大时的磨损亦很小，对加工精度的影响可忽略不计。亦很小，对加工精度的影响可忽略不计。u此类刀具因刀具的安装误差所引起的工件形状误差此类刀具因刀具的安装误差所引起的工件形状误差不可忽视。不可忽视。2006-3723 3、展成刀具、展成刀具展成刀具刀刃的形状及有关尺寸，以及其安
46、装、调展成刀具刀刃的形状及有关尺寸，以及其安装、调整不正确时，会影响加工表面的形状精度。整不正确时，会影响加工表面的形状精度。在加工批量不大时的磨损很小，可以忽略不计。在加工批量不大时的磨损很小，可以忽略不计。2006-3734 4、一般刀具、一般刀具一般刀具的制造误差，对工件的加工精度没有直接的影响。一般刀具的制造误差，对工件的加工精度没有直接的影响。因为加工表面的形状主要由机床运动精度来保证，加工表面因为加工表面的形状主要由机床运动精度来保证，加工表面的尺寸主要由调整决定。的尺寸主要由调整决定。普通圆柱铣刀和立铣刀的刀刃形状误差对工件的形状精度有普通圆柱铣刀和立铣刀的刀刃形状误差对工件的形
47、状精度有一定影响。一定影响。但这些刀具制造时较容易保证其刃形精度，故其对加工精度但这些刀具制造时较容易保证其刃形精度，故其对加工精度的影响往往可忽略不计。的影响往往可忽略不计。一般刀具耐用度低，在一次调整加工中的磨损量较显著，特一般刀具耐用度低，在一次调整加工中的磨损量较显著，特别是在加工大型工件，加工持续时间长的情况下更为严重，别是在加工大型工件，加工持续时间长的情况下更为严重，对工件尺寸及形状精度的影响不可忽视。对工件尺寸及形状精度的影响不可忽视。2006-374n 在用调整法车削短小的轴件时，车刀的磨损，对在用调整法车削短小的轴件时，车刀的磨损，对一个工件来说其影响可以忽略不计。但对一批
48、工件一个工件来说其影响可以忽略不计。但对一批工件来说，工件的直径将逐件增大，使整批工件的尺寸来说，工件的直径将逐件增大，使整批工件的尺寸分散范围增大。分散范围增大。n 精细车和精细镗时进给量很小，刀具磨损对加工精细车和精细镗时进给量很小，刀具磨损对加工精度的影响就更大。必须采用高耐用度的刀具，如精度的影响就更大。必须采用高耐用度的刀具，如金刚石刀具等。金刚石刀具等。图例图例 车刀的尺寸磨损车刀的尺寸磨损图例图例 车刀磨损过程车刀磨损过程2006-376u正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，u合理地选用刀具几何参数和切削用量，合理地选用刀具几何
49、参数和切削用量，u正确地刃磨刀具，正确地刃磨刀具，u正确地采用冷却润滑液等，均可有效地减少刀具尺正确地采用冷却润滑液等，均可有效地减少刀具尺寸磨损。寸磨损。u 必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿自动补偿。2 2、夹具误差、夹具误差u夹具的作用是使工件相对夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的于刀具和机床具有正确的位置，夹具的制造误差对位置，夹具的制造误差对工件的加工精度工件的加工精度 (特别是特别是位置精度位置精度)有很大影响有很大影响 。图5-10 工件在夹具中装夹示意图2006-378 夹具的误差主要是指：夹具的误差主要是指：1
50、1）定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体）定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等零件的制造误差。等零件的制造误差。2 2）夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺）夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差。寸误差。3 3）夹具在使用过程中工作表面的磨损。（）夹具在使用过程中工作表面的磨损。（图例图例）2006-379u夹具磨损夹具磨损使夹具的误差增大，从而使工件的加工误使夹具的误差增大，从而使工件的加工误差也相应增大。差也相应增大。u必须注意提高夹具易磨损件的耐磨性。必须注意提高夹具易磨损件的耐磨性。u磨损到一定限度后须及时予以更换。磨损到一定限度后须及时予以更换。u夹具设计时，
