加工精度、产生加工误差的原因及减小误差的方法

发布时间：2024-02-01

一、加工精度

加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。

（一）尺寸精度

指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。

（二）形状精度

指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。

（三）位置精度

指加工后零件有关表面之间的实际位置精度差别。

（四）相互关系

通常在设计机器零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面，其形状精度要求应高于位置精度要求，位置精度要求应高于尺寸精度要求。

二、产生加工误差的原因

（一）加工原理误差

加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。

在加工中，一般采用近似加工，在理论误差可以满足加工精度要求的前提下，来提高生产率和经济性。

（二）调整误差

机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。

（三）机床误差

机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。主要包括机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的传动误差。

（四）夹具的制造误差和磨损

夹具的误差主要指：

1.定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差。

2.夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差。

3.夹具在使用过程中工作表面的磨损。

（五）刀具的制造误差和磨损

刀具误差对加工精度的影响根据刀具的种类不同而异。

1.定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀及圆拉刀等）的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度。

2.成型刀具（如成型车刀、成型铣刀、成型砂轮等）的形状精度将直接影响工件的形状精度。

3.展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀具等）的刀刃形状误差会影响加工表面的形状精度。

4.一般刀具（如车刀、镗刀、铣刀），其制造精度对加工精度无直接影响，但刀具易磨损。

（六）工艺系统受力变形

工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系，导致加工误差的产生，并影响加工过程的稳定性。主要考虑机床变形、工件变形以及工艺系统的总变形。

（七）工艺系统的热变形

在加工过程中，由于内部热源（切削热、摩擦热）或外部热源（环境温度、热辐射）产热使工艺系统受热而发生变形，从而影响加工精度。在大型工件加工和精密加工中，工艺系统热变形引起的加工误差占加工总误差的 40%-70%。

工件热变形对加工金的的影响包括工件均匀受热和工件不均匀受热两种。

（八）工件内部的残余应力

残余应力的产生：

1.毛胚制造和热处理过程中产生的残余应力。

2.冷校直带来的残余应力。

3.切削加工带来的残余应力。

（九）加工现场环境影响

加工现场往往有许多细小金属屑，这些金属屑如果存在与零件定位面或定位孔位置就会影响零件加工精度，对于高精度加工，一些细小到目视不到的金属屑都会影响到精度。这个影响因素会被识别出来但并无十分到位的方法来杜绝，往往对操作员的作业手法依赖很高。

三、减小误差的方法

（一）对工艺系统进行调整

1.试切法调整

通过试切—测量尺寸—调整刀具的吃刀量—走刀切削—再试切，如此反复直至达到所需尺寸。此法生产效率低，主要用于单件小批生产。

2.调整法

通过预先调整好机床、夹具、工件和刀具的相对位置获得所需尺寸。此法生产率高，主要用于大批大量生产。

（二）减小机床误差

1.提高主轴部件的制造精度

（1）应提高轴承的回转精度

①选用高精度的滚动轴承

②采用高精度的多油锲动压轴承

③采用高精度的静压轴承

（2）应提高与轴承相配件的精度

①提高箱体支撑孔、主轴轴颈的加工精度

②提高与轴承相配合表面的加工精度

③测量及调节相应件的径向跳动范围，使误差补偿或相抵消

（3）对滚动轴承适当预紧

①可消除间隙；

②增加轴承刚度；

③均化滚动体误差。

（三）减少传动链传动误差

1.传动件数少，传动链短，传动精度高；

2.采用降速传动（i<1），是保证传动精度的重要原则，且越接近末端的传动副，其传动比应越小；

3.末端件精度应高于其他传动件。

（四）减小刀具磨损

在刀具尺寸磨损达到急剧磨损阶段前就必须重新磨刀

（五）减小工艺系统的受力变形

主要从：

1.提高系统的刚度，特别是提高工艺系统中薄弱环节的刚度；

2.减小载荷及其变化

3.应合理选择基础件、支撑件的结构和截面形状。

4.对主轴轴承、丝杆螺母副、高速运动的导轨副等不能分离的热源，从结构、润滑等方面改善其摩擦特性，减少发热或用隔热材料；

5.采用强制式风冷、水冷等散热措施。

（六）减少残余应力

1.增加消除内应力的热处理工序；

2.合理安排工艺过程。

来源：国家职业教育机械制造技术专业教学资源库

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