加工精度、產(chǎn)生加工誤差的原因及減小誤差的方法

一、加工精度

加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。

（一）尺寸精度

指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。

（二）形狀精度

指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。

（三）位置精度

指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置精度差別。

（四）相互關(guān)系

通常在設(shè)計(jì)機(jī)器零件及規(guī)定零件加工精度時(shí)，應(yīng)注意將形狀誤差控制在位置公差內(nèi)，位置誤差又應(yīng)小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面，其形狀精度要求應(yīng)高于位置精度要求，位置精度要求應(yīng)高于尺寸精度要求。

二、產(chǎn)生加工誤差的原因

（一）加工原理誤差

加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面加工中。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提下，來(lái)提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。

（二）調(diào)整誤差

機(jī)床的調(diào)整誤差是指由于調(diào)整不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。

（三）機(jī)床誤差

機(jī)床誤差是指機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。

（四）夾具的制造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

1.定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等的制造誤差。

2.夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對(duì)尺寸誤差。

3.夾具在使用過(guò)程中工作表面的磨損。

（五）刀具的制造誤差和磨損

刀具誤差對(duì)加工精度的影響根據(jù)刀具的種類不同而異。

1.定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。

2.成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等）的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。

3.展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差會(huì)影響加工表面的形狀精度。

4.一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其制造精度對(duì)加工精度無(wú)直接影響，但刀具易磨損。

（六）工藝系統(tǒng)受力變形

工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會(huì)產(chǎn)生變形，從而破壞了已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系，導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生，并影響加工過(guò)程的穩(wěn)定性。主要考慮機(jī)床變形、工件變形以及工藝系統(tǒng)的總變形。

（七）工藝系統(tǒng)的熱變形

在加工過(guò)程中，由于內(nèi)部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環(huán)境溫度、熱輻射）產(chǎn)熱使工藝系統(tǒng)受熱而發(fā)生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的 40%-70%。

工件熱變形對(duì)加工金的的影響包括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

（八）工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力

殘余應(yīng)力的產(chǎn)生：

1.毛胚制造和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

2.冷校直帶來(lái)的殘余應(yīng)力。

3.切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力。

（九）加工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響

加工現(xiàn)場(chǎng)往往有許多細(xì)小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位面或定位孔位置就會(huì)影響零件加工精度，對(duì)于高精度加工，一些細(xì)小到目視不到的金屬屑都會(huì)影響到精度。這個(gè)影響因素會(huì)被識(shí)別出來(lái)但并無(wú)十分到位的方法來(lái)杜絕，往往對(duì)操作員的作業(yè)手法依賴很高。

三、減小誤差的方法

（一）對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整

1.試切法調(diào)整

通過(guò)試切—測(cè)量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。

2.調(diào)整法

通過(guò)預(yù)先調(diào)整好機(jī)床、夾具、工件和刀具的相對(duì)位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。

（二）減小機(jī)床誤差

1.提高主軸部件的制造精度

（1）應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度

①選用高精度的滾動(dòng)軸承

②采用高精度的多油鍥動(dòng)壓軸承

③采用高精度的靜壓軸承

（2）應(yīng)提高與軸承相配件的精度

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度

②提高與軸承相配合表面的加工精度

③測(cè)量及調(diào)節(jié)相應(yīng)件的徑向跳動(dòng)范圍，使誤差補(bǔ)償或相抵消

（3）對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動(dòng)體誤差。

（三）減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差

1.傳動(dòng)件數(shù)少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高；

2.采用降速傳動(dòng)（i<1），是保證傳動(dòng)精度的重要原則，且越接近末端的傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比應(yīng)越小；

3.末端件精度應(yīng)高于其他傳動(dòng)件。

（四）減小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達(dá)到急劇磨損階段前就必須重新磨刀

（五）減小工藝系統(tǒng)的受力變形

主要從：

1.提高系統(tǒng)的剛度，特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度；

2.減小載荷及其變化

3.應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)件、支撐件的結(jié)構(gòu)和截面形狀。

4.對(duì)主軸軸承、絲桿螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等不能分離的熱源，從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱或用隔熱材料；

5.采用強(qiáng)制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施。

（六）減少殘余應(yīng)力

1.增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序；

2.合理安排工藝過(guò)程。

來(lái)源：國(guó)家職業(yè)教育機(jī)械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)

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