【正文】 機械加工精度及其控制機械加工精度及其控制加工質(zhì)量加工質(zhì)量尺寸精度形狀精度位置精度（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)，位置公差限制在尺寸公差內(nèi)）表面粗糙度波度紋理方向傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）加工精度加工精度表面質(zhì)量表面質(zhì)量表面幾何形狀精度表面缺陷層表層加工硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力加工質(zhì)量包含的內(nèi)容2一、機械加工精度一、機械加工精度 在機械加工過程中，由于各種因素的影響，使刀具和工件間的正確位置發(fā)生偏移，因而加工出來的零件不可能與理想的要求完全符合，兩者的符合程度可用機械加工精度和加工誤差來表示。 加工精度加工精度 ：：零件加工后實際幾何參數(shù)與 理想幾何參數(shù) 接近程度。符合程度越高，加工精度越高，實際生產(chǎn)中零件不可能與理想的要求完全符合。 加工誤差加工誤差 ：： 指加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸，形狀和表面間的相互位置）對理想幾何參數(shù)的偏離程度，從保證產(chǎn)品使用性能分析允許有一定的加工誤差。 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述3兩者關(guān)系：、兩者關(guān)系： 兩者從不同角度來評定加工零件的幾何參數(shù)。加工精度的高低是由加工誤差的小大來表示的，保證和提高加工精度問題，實際上是限制和降低加工誤差問題。 機械加工精度包含的內(nèi)容 尺寸精度形狀精度位置精度機械加工精度三者之間的關(guān)系：（ 1）當(dāng)尺寸精度要求高時，相應(yīng)的位置精度和形狀精度也要求高。形狀公差應(yīng)限制在位置公差內(nèi)，位置公差應(yīng)限制在尺寸公差內(nèi)。（ 2）當(dāng)形狀精度要求高時，相應(yīng)的位置精度和尺寸精度不一定要求高。4加工精度與加工成本和生產(chǎn)效率的關(guān)系一般地，加工精度要求 ↑ ，加工成本 ↑ ，生產(chǎn)效率 ↓ 。研究加工精度的目的 研究加工精度的目的、就是弄清各種誤差對加工精度影響的規(guī)律，掌握控制加工誤差的方法，以獲得預(yù)期的加工精度，必要時能指出進一步提高加工精度的途徑。5三、獲得加工精度的方法試切法定尺寸刀具法調(diào)整法自動控制法62.獲得形狀精度的方法刀尖軌跡法成形刀具法展成法3.獲得位置精度的方法直接找正劃線找正夾具定位7二、影響加工精度的因素 零件的尺寸、幾何形狀和表面間的相互位置的形成，歸根到底取決于工件和刀具在切削過程間的相互位置。由于工藝系統(tǒng)存在各種原始誤差，它們以不同的方式和程度反映為加工誤差。由此可見：原始誤差機床夾具刀具工件亦稱 機械加工工藝系統(tǒng)構(gòu)成了機械加工系統(tǒng)工藝系統(tǒng)誤差是 “ 因 ” ，是根源；加工誤差是 “ 果 ” ，是表現(xiàn) 。 8零件加工中的各種誤差調(diào)整誤差定位誤差夾緊誤差制造誤差測量誤差因殘余應(yīng)力產(chǎn)生的誤差加工原理誤差機加工前，對機床、夾具、刀具調(diào)整中；由切削力、慣性力、刀具磨損、切削熱等引起；工件加工、測量好后；由于采用了近似的加工方法。機加工中的原始誤差可歸納為：910工件相對于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下的誤差原原始始誤誤差差與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差 (幾何誤差 )與工藝過程有關(guān)的原始誤差 (動誤差 )原理誤差定位誤差調(diào)整誤差刀具誤差夾具誤差機床誤差工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損測量誤差工件殘余應(yīng)力引起的變形工件相對于刀具運動狀態(tài)下的誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差傳動誤差原始誤差構(gòu)成三、誤差的敏感方向 在加工過程中，各種原始誤差的影響會使刀具和工件間正確的幾何關(guān)系遭到破壞，引起加工誤差，各種原始誤差的大小和方向各不相同，而加工誤差則必須在工序尺寸方向度量。因此．不同的原始誤差對加工精度有不同的影響。 當(dāng)原始誤差的方向與工序尺寸方向一致時，其對加工精度的影響最大 。下面以外圓車削為例說明兩者的關(guān)系。11 如圖，車削時工件的回轉(zhuǎn)軸線為 O，刀尖正確位置在 A。設(shè)某一瞬時由于各種原始誤差的影響，使刀尖位移到 A’ ， AA’ 即為原始誤差 δ ，它與OA間的夾角為 φ ，由此引起工件加工后的半徑由 R0＝ OA變?yōu)?R＝ OA’ ，故半徑上的加工誤差 △ R 為： 當(dāng)原始誤差的方向恰為加工表面的法向方向(φ ＝ 0176。) 時，引起的加工誤差最大；可以看出：當(dāng)原始誤差的方向恰為加工表面的切線方向(φ ＝ 90176。) 引起的加工誤差最小。 把對加工精度影響最大的那個方向稱為 誤差的敏感方向 ，對加工精度影響最小的那個方向則稱為 誤差的不敏感方向。 1213四 研究加工精度的方法 單因素分析法運用物理學(xué)和力學(xué)原理，分析研究某一個或某幾個因素對加工精度的影響。 通常分析、計算、測試、實驗，得出單因素與加工誤差間的關(guān)系。統(tǒng)計分析法以生產(chǎn)一批工件的實例結(jié)果為基礎(chǔ)，運用數(shù)理統(tǒng)計方法進行數(shù)據(jù)處理。14用以控制工藝過程的正常進行，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問題是可以從中判斷誤差性質(zhì)，找出誤差出現(xiàn)的規(guī)律。實際生產(chǎn)中，兩種方法常常結(jié)合應(yīng)用。先用統(tǒng)計分析法尋找誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步判斷加工誤差的可能原因，再適用單因素等分析，試驗，以便迅速有效地找出影響加工精度的主要原因。15一、加工原理誤差一、加工原理誤差 指采用了近似的成型運動或近似的刀刃輪廓進行加工而指采用了近似的成型運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產(chǎn)生的誤差。產(chǎn)生的誤差。式中式中 R—— 球頭刀半徑；球頭刀半徑；h—— 允許的殘留高度。允許的殘留高度。例例 1：在數(shù)控銑床上采用：在數(shù)控銑床上采用 “ 行切法 ” 銑削復(fù)雜形面零件銑削復(fù)雜形面零件空間曲面數(shù)控加工第二節(jié)、工藝系統(tǒng)的幾何精度對加工精度的影響第二節(jié)、工藝系統(tǒng)的幾何精度對加工精度的影響16在曲線獲曲面的數(shù)控加工中，由于數(shù)控銑床一般不具有空間在曲線獲曲面的數(shù)控加工中，由于數(shù)控銑床一般不具有空間插補功能。如曲線的加工是由許多很短的折線段逼近得到，插補功能。如曲線的加工是由許多很短的折線段逼近得到，逼近的精度可由每根線段的長度來控制。在三坐標聯(lián)動的數(shù)逼近的精度可由每根線段的長度來控制。在三坐標聯(lián)動的數(shù)控銑床上加工區(qū)面，實際上是一面一面的空間直線逼近空間控銑床上加工區(qū)面，實際上是一面一面的空間直線逼近空間曲面。即整個曲面是由大量加工出的小直線來逼近。因此，曲面。即整個曲面是由大量加工出的小直線來逼近。因此，在曲線或曲面加工中，刀具相對于工件地成形運行是近似在曲線或曲面加工中，刀具相對于工件地成形運行是近似的。的。17Z軸Y軸力 傳 感器數(shù)據(jù)采集卡X軸18例例 2：用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開線齒輪：用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開線齒輪采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開線基本蝸桿采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造型誤差。而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造型誤差。由于滾刀刀齒有限，實際加工出的尺形是一條有微小由于滾刀刀齒有限，實際加工出的尺形是一條有微小折線組成的曲線，和理論的光滑漸開線有差異。折線組成的曲線，和理論的光滑漸開線有差異。 注意： 采用近似的成形運動或近似的切削刃輪廓，雖然會帶來加工原理誤差，但往往可簡化機床或刀具的結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，有時反而能得到較高的加工精度。因此，只要其誤差不超過規(guī)定的精度要求、在生產(chǎn)中仍能得到廣泛的應(yīng)用。 19二、調(diào)整誤差 在機械加工的每一工序中。總是要對工藝系統(tǒng)進行這樣或那樣的調(diào)整工作。不可能絕對地準確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。 工藝系統(tǒng)的調(diào)整的基本方式 (1)試切法調(diào)整(2)調(diào)整法調(diào)整 20(1)試切法調(diào)整 1)測量誤差。 由量具本身精度度、測量方法及使用條件引起。 2)進給機構(gòu)的位移誤差。 在微量調(diào)整刀具的位置、低速微量進給中，常常出現(xiàn)進給機構(gòu)的 “ 爬行 ” 現(xiàn)象，其結(jié)果使刀具的實際位移與刻度盤上的數(shù)值不一致、造成加工誤差。 3)試切時與正式切削時切削層厚度不同的影響。 精加工時，切削刃只起擠壓作用而不起切削作用。應(yīng)用： 單件小批生產(chǎn)中。 方法： 對工件進行試切 — 測量 — 調(diào)整 — 再試切，直到達到要求的精度為止。這時，引起調(diào)整誤差的因素有：21(2)調(diào)整法調(diào)整影響調(diào)整精度的因素有：1）上述影響試切法調(diào)整精度的因素， 因為采用調(diào)整法對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整時，也要以試切為依據(jù)。2）用定程機構(gòu)調(diào)整時， 調(diào)整精度取決于行程擋塊、靠模及凸輪等機構(gòu)的制造精度和剛度；3）用樣件或樣板調(diào)整時， 調(diào)整精度取決于祥件或樣板的制造、安裝和對刀精度；4）工藝系統(tǒng)初調(diào)好以后， — 般要試切幾個工件，并以其平均尺寸作為判斷調(diào)整是否準確的依據(jù)。由于試切加工的工件數(shù) (稱為抽樣件數(shù) )不可能太多，不能完全反映整批工件切削過程中的各種隨機誤差， 故試切加工幾個工件的平均尺寸與總體尺寸不能完全符合，也造成加工誤差。22三、機床誤差 機床的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。機床誤差可歸納為：機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差機床主軸回轉(zhuǎn)誤差機床傳動鏈的誤差機床誤差機床導(dǎo)軌誤差 機床導(dǎo)軌誤差多達 21項。 機床導(dǎo)軌是實現(xiàn)直線運動的主要部件，其制造和裝配精度是影響直線運動的主要因素，直接影響工件的加工質(zhì)量。 2324