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)表面之間的實際位置精度差別。

（四）相互關(guān)系

通常在設(shè)計機器零件及規(guī)定零件加工精度時，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關(guān)系進行加工而產(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，來提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。

（二）調(diào)整誤差

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

（三）機床誤差

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

（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尺寸誤差。

3.夾具在使用過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），其制造精度對加工精度無直接影響，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，并影響加工過程的穩(wěn)定性。主要考慮機床變形、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程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

2.冷校直帶來的殘余應(yīng)力。

3.切削加工帶來的殘余應(yīng)力。

（九）加工現(xiàn)場環(huán)境影響

加工現(xiàn)場往往有許多細(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影響零件加工精度，對于高精度加工，一些細(xì)小到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識別出來但并無十分到位的方法來杜絕，往往對操作員的作業(yè)手法依賴很高。

三、減小誤差的方法

（一）對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整

1.試切法調(diào)整

通過試切—測量尺寸—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

通過預(yù)先調(diào)整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。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選用高精度的滾動軸承

②采用高精度的多油鍥動壓軸承

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測量及調(diào)節(jié)相應(yīng)件的徑向跳動范圍，使誤差補償或相抵消

（3）對滾動軸承適當(dāng)預(yù)緊

①可消除間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

（三）減少傳動鏈傳動誤差

1.傳動件數(shù)少，傳動鏈短，傳動精度高；

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

3.末端件精度應(yīng)高于其他傳動件。

（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.對主軸軸承、絲桿螺母副、高速運動的導(dǎo)軌副等不能分離的熱源，從結(jié)構(gòu)、潤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.合理安排工藝過程。

來源：國家職業(yè)教育機械制造技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫

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