CNC加工中刀具选择与切削用量确定 .docx

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1、精品名师归纳总结CNC 加工中刀具的选择与切削用量的确定新闻摘要 :选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机窗的加工效率， 而且直接影响加工质量。 CAD/CAM技术的进展， 使得在数控加工中直接利用CAD 的设计数据成为可能， 特殊是微机与数控机窗的联接，使得设计、 工艺规划及编程的整个过程全部愉捌算机上完成，一般不需要输出特的的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机窗的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的进展，使得在数控加工中直接利用CAD 的设计数据成为可能， 特殊是微机与数控机窗的

2、联接，使得设计、 工艺规划及编程的整个过程全部愉捌算机上完成，一般不需要输出特的的工艺文件。现在，许多 CAD/CAM软件包都供应自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数， 就可以自动生成 NC 程序并传输至数控机窗完成加工。因此， 数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与一般机窗加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必需把握刀具选择和切削用量确定的基本原就，在编程时充分考虑数控加工的特点。 本文对数控编程中必需面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了如干原就和建

3、议，并对应当留意的问题进行了争辩。一、数控加工常用刀具的种类及特点数控加工刀具必需适应数控机窗高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机窗动力头上，因此已逐步标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。依据刀具结构可分为：整体式。镶嵌式，接受焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种。特殊型式， 如复合式刀具， 减震式刀具等。 依据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具。 硬质合金刀具。金刚石刀具。其他材料刀具， 如立方氮化硼刀具， 陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为：车削刀具， 特殊圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种。钻削刀具，包括钻

4、头、铰刀、丝锥等。镗削刀具。铣削刀具等。为了适应数控机窗对刀具耐用、稳固、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30% 40% ，金属切除量占总数的 80% 90% 。数控刀具与一般机窗上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好（特殊是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小。互换性好，便于快速换刀。寿命高，切削性能稳固、牢靠。刀具的尺寸便于调整，以削减换刀调整时间。刀具应能牢靠的断屑或卷屑，以利于切屑的排除。系列化，标准化，以利于编程和刀具治理。二、数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应依据机窗的加工才能、

5、 工件材料的性能、加工工序、 切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原就是：安装调整便利，刚性好，耐用度和精度高。在中意加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时， 要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中， 平面零件周边轮廓的加工，常接受立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀。加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉M 铣刀。对一些立体型面和变斜角轮廓形状的加工，常接受球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的

6、端部切削速度为零，因此，为保证加工精度， 切削行距一般取得很能密， 故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率 方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工仍是精加工，都应优先选择平头刀。 另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必需引起留意的是， 在大多数情形下， 选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，就可以使整个加工成本大大降低。凿坝工中心上， 各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必需接受标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，快速、精确的装到机窗主轴或刀库上去。 编程人员应

7、明白机窗上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范畴， 以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心接受TSG 工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16 种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中， 由于刀具的刃磨、 测量和更换多为人工手动进行，占用帮忙时间较长， 因此， 必需合理支配刀具的排列次序。一般应遵循以下原就：尽量削减刀具数量。一把 刀具装夹后， 应完成其所能进行的全部加工部位。粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具。 先铣后钻。先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工。在可能的情形下，应尽可能利用数控机窗的自动换刀功能，以提高生产效率等。三

8、、数控加工切削用量的确定合理选择切削用量的原就是，粗加工时， 一般以提高生产率为主， 但也应考虑经济性和加工成本。 半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应依据机窗说明书、切削用量手册，并结合体会而定。切削深度 t。在机窗、工件和刀具刚度答应的情形下，t 就等愉坝工余量，这是提高生产率的一个有效措施。 为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留确定的余量进行精加工。数控机窗的精加工余量可略小于一般机窗。切削宽度 L。一般 L 与刀具直径 d 成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L 的取值范畴为： L= （ 0.6 0.9 ） d。提

9、高 v 也是提高生产率的一个措施，但 v 与刀具耐用度的关系比较亲热。随着 v 的增大， 刀具耐用度急剧下降， 故 v 的选择主要取决于刀具耐用度。另外， 切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时， v 可接受 8m/min左右。而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v 可选 200m/min以上。主轴转速 nr/min 。主轴转速一般依据切削速度v 来选定。运算公式为： 式中， d 为刀具或工件直径（ mm ）。数控机窗的把握面板上一般备有主轴转速修调（倍率） 开关， 可凿坝工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度 vF。vF 应依据零件的加工精度和表面粗糙度

10、要求以及刀具和工件材料来选择。vF 的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF 可选择得大些。凿坝工过程中， vF 也可通过机窗把握面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机窗在生产实际中的广泛应用， 数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。 在数控程序的编制过程中， 要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。 因此， 编程人员必需熟识刀具的选择方法和切削用量的确定原就，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机窗的优点，提高企业的经济效益和生产水平。高速铣削冷却方式的合理选择可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

11、纳总结新闻摘要 :随着绿色制造技术在切削加工中的应用，在高速铣削加工中接受压缩空气冷却取代切削液冷却已成为一种不错的选择。但是， 对于具体的高速铣削加工任务，选用何种冷却方式更为恰当， 就应依据不同的加工目的和被加工材料仔细加以权衡，以获得正确的加工成效。以下是选择冷却方式时需要考虑的四个主要工艺因素。（ 1 ）工件材料的硬随着绿色制造技术在切削加工中的应用，在高速铣削加工中接受压缩空气冷却取代切削液冷 却已成为一种不错的选择。但是， 对于具体的高速铣削加工任务，选用何种冷却方式更为恰当，就应依据不同的加工目的和被加工材料仔细加以权衡，以获得正确的加工成效。 以下是选择冷却方式时需要考虑的四个

12、主要工艺因素。（1） ）工件材料的硬度假如工件材料的硬度 42HRC，选择压缩空气冷却通常可获得更佳的成效。高速铣削高硬度材料的加工特点为： 切削温度很高。 切屑在冷作硬化作用下会变得比母体材料更硬。切削此类材料时，假如接受切削液冷却，可能会使刀具承担间歇性升温冷却造成的热冲击，温度的猛烈变化简洁引起硬质合金切削刃碎裂。 反之， 假如接受压缩空气冷却， 不仅可使刀具温度保持恒定，而且可将切屑吹离切削区，防止因高硬度切屑的二次切削（ re-cutting ） 作用对刀具造成损坏。（2） ）工件材料的种类假如工件材料的硬度42HRC ，就应依据工件材料的种类确定选用何种冷却方式。在高速铣削粘性材料

13、（如铝、软性不锈钢等）时，通常需要选用切削液冷却。切削液可对刀具起到润滑作用， 且可使切屑易于向上滑出容屑槽并与刀具后角分别。而在高速铣削大多数模具钢（如 P20 ，H13 ，S7 ，NAK55 ，D2 等）时，压缩空气冷却可能是正确的选择。假如凿坝工中发觉工件材料与刀具发生粘连现象，就可能提示需要接受切削液。但也可能提示需要选用不同的刀具涂层。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（3） ）刀具涂层氮碳化钛 （ TiCN ）涂层和氮铝钛 （TiAlN ）涂层是高速铣削模具钢时最常用的两种刀具涂层。球头铣刀在低于 800sfm 的切削速度下铣削硬度小于42HRC的工件材料（或圆铣刀在

14、低于600sfm 的切削速度下铣削相同材料）时，刀具接受TiCN 涂层较为合适。假如被加工材料的硬度或切削速度高于上述切削参数范畴，就最好选用TiAlN 涂层。TiCN 涂层对切削液冷却具有很好的适应性。虽然切削温度的猛烈变化仍有可能引起硬质合金切削刃碎裂， 但在上述切削参数范畴内进行加工，一般不会产生足以引起热冲击危险的切削高温。反之，高温切削性能较好的TiAlN 涂层不太适合切削液冷却。这种涂层在进行高温切削时， 可在涂层外表面形成一层坚硬而光滑的氧化铝层，有助于提高刀具的切削性能。（事实上，美国 Millstar公司开发的 “Exalon ”TiAlN涂层的高温切削性能更为先进， 这种

15、TiAlN 涂层的外面又增加了一层固体润滑层，可使切屑更易于沿着刀究削刃滑离。）石墨电极工件的铣削加工对刀具涂层的要求一般不太严格， 选用 TiAlN 涂层或金刚石涂层均可。虽然这两种涂层接受压缩空气冷却即可获得很好的切削成效， 但许多加工车间仍然愿意使用切削液，这是由于切削液有助于清除加工中产生的粉尘。（4） ）表面光滑度要求用球头铣刀进行高速铣削时，为了获得较高的工件表面光滑度，可能需要接受切削液冷却。由于球头铣刀端部的切削速度为零，接受切削液可起到很好的润滑作用。当用典型的球头铣 刀进行微进给精铣加工时， 位于铣刀端部低速切削区域的工件材料可能会卡在“横刃（ web ）” 内。处于红热状

16、态的残留材料被刀具拖曳着划过工件，并可能熔焊在工件表面，从而破坏工 件的表面光滑度。（为解决这一问题，某些具有球形轮廓的机夹刀片式铣刀，如美国Millstar 公司的 “ Super Finisher刀”片，可通过改进刀片的设计排除这种“横刃 ”。）切削液通过对4 / 23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结刀具和工件的润滑作用，可以减小切屑熔焊现象的影响，获得较高的表面光滑度。 基于这种考虑， 即使在使用 TiAlN 涂层刀具的加工场合， 也应接受切削液冷却方式。虽然刀具寿命可能因此而缩短，但有时为了达到表面光滑度要求，有必要牺牲部分刀具寿命。摘自工具展望机械加工表面质量机械零件

17、的破坏，一般总是从表面层开头的。产品的性能，特殊是它的牢靠性和耐久性，在很大程度上取决于零件表面层的质量。争辩机械加工表面质量的目的就是为了把握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律，以便运用这些规律来把握加工过程，最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。一、机械加工表面质量对机器使用性能的影响（一）表面质量对耐磨性的影响表面粗糙度对耐磨性的影响一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间，最初阶段只在表面粗糙的的峰部接触，实际接触面积远小于理论接触面积，在相互接触的峰部有特殊大的单位应力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严肃磨损。零件磨损一般可分为三个

18、阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和猛烈磨损阶段。表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说表面粗糙度值愈小，其磨损性愈好。 但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，接触面之间简洁发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一个正确值，其值与零件的工作情形有关，工作载荷加大时， 初期磨损量遇大，表面粗糙度正确值也加大。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结加工表面的冷作硬化使摩擦副表面层金属的显微硬度提高，故一般可使耐磨性提高。 但也不是冷作硬化程度愈高，耐磨性就愈高，这是由于过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松，甚至显现裂纹和表层金属的剥落，使耐磨性下降。（二）表面质量对疲乏强度的

19、影响金属受交变载荷作用后产生的疲乏破坏往往发生在零件表面和表面冷硬层下面，因此零件的表面质量对疲乏强度影响很大。表面粗糙度对疲乏强度的影响在交变载荷作用下， 表面粗糙度的凹谷部位简洁引起应力集中，产生疲乏裂纹。 表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈小，抗疲乏破坏底才能就愈差。残余应力、冷作硬化对疲乏强度的影响余应力对零件疲乏强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲乏裂纹扩大，加速疲乏破坏。 而表面层残余应力能够阻挡疲乏裂纹的扩展，延缓疲乏破坏的产生表面冷硬一般伴有残余应力的产生，可以防止裂纹产生并阻挡已有裂纹的扩展，对提高疲乏强度有利。（三 表面质量对耐蚀性的影响零件的耐蚀性在很大程度上

20、取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大， 就凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。抗蚀性就愈差。表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐磨性， 而残余压应力就能防止应力腐蚀开裂。（四）表面质量对协作质量的影响表面粗糙度值的大小将影响协作表面的协作质量。对愉颁隙协作， 粗糙度值大会使磨损加大，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结际过盈量减小，降低了协作件间的连接强度。二、影响表面粗糙度的因素（一）切削加工影响表面粗糙度的因素刀具几何形状的复映刀具相对于工件作进给运动时，凿坝工表面留下了切削层残留面积，其形状时刀具几何形状的复映。减小进给量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留

21、面积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成， 也是减小表面粗糙度值的有效措施。工件材料的性质加工塑性材料时， 由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分别的撕 裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时， 其切屑呈碎粒状， 由于切屑的崩碎而凿坝工表面留下许多麻点，使表面粗糙。切削用量（二）磨削加工影响表面粗糙度的因素正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也时由几何因素和表面金属的塑性变形来准备的。影响

22、磨削表面粗糙的主要因素有：砂轮的粒度砂轮的硬度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结磨削速度 冷却润滑液磨削径向进给量与光磨次数工件圆周进给速度与轴向进给量三、影响加工表面层物理机械性能的因素在切削加工中， 工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变 化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严肃，因而磨削加工后加工表面层上 述三项物理机械性能的变化会很大。（一）表面层冷作硬化冷作硬化及其评定参数机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使晶格扭曲、 畸变， 晶粒间产生剪切滑

23、移晶粒被拉长和纤维化， 甚至破裂， 这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化 或称为强化 。表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属的物理性质也会发生变化。被冷作硬化的金属处于高能位的不稳固状态，只有一有可能， 金属的不稳固状态就要向比较稳固的状态转化， 这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度连续时间的长短和强化程度的大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用，因此， 加工后表层金属的最终性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有三项，即表层金属的显微硬度HV 、硬化层深度h 和硬化程度 N。可编辑资料 - - -

24、 欢迎下载精品名师归纳总结切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度减小。切削速度增大后， 切削热在工件表面层上的作用时间也缩短乐，将使冷硬程度增加。进给量遇大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严肃。（二）表面层材料金相组织变化当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。磨削烧伤当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金

25、相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低， 并伴有残余应力产生，甚至显现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。在磨削淬火钢时，可能产生以下三种烧伤： 回火烧伤假如磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，工件表层金属的回火马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织索氏体或托氏体 ，这种烧伤称为回火烧伤。淬火烧伤假如磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属发生二次淬火， 使表层金属显现二次淬火马氏体组织，其硬度比原先的回火马氏体的高，在它的下层， 因冷却较慢，显现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织索氏体或托氏体 ，这种烧伤称为淬火烧伤。可编辑资料 - - - 欢迎下载精

26、品名师归纳总结假如磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退火组织， 表面硬度将急剧下降，这种烧伤称为退火烧伤。改善磨削烧伤的途径磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤由两个途径：一是尽可能的削减磨削热的产生。二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。正确选择砂轮合理选择切削用量改善冷却条件（三）表面层残余应力产生残余应力的缘由切削时凿坝工表面金属层内有塑性变形发生，使表面金属的比容加大由于塑性变形只在表层金属中产生，而表层金属的比容增大，体积膨胀， 不行防止的要受到与它相连的里层金属的阻挡，因此就在表面金属层产生了残余应力，而在里层金属中产生残余拉应力。切削

27、加工中，切削区会有大量的切削热产生不同金相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容假如表面层金属产生了金相组织的变化，表层金属比容的变化必定要受到与之相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。零件主要工作表面最终工序加工方法的选择零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，由于最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结能的破坏形式。在交变载荷作用下，机器零件表面上的局部微观裂纹，会因拉应力的作用使原生裂纹扩大，最终导致零件断裂。 从提高零件抗击疲乏破坏的角度考虑，该表面最终工序应选择能在该表面产生残余压应力的加工方法。机械

28、加工精度的概念概述1. 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、形状和位置 与理想几何参数的符合程度。实际加工不行能做得与理想零件完全一样， 总会有大小不同的偏差， 零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。2. 加工经济精度由于凿坝工过程中有许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。任何一种加工方法，只要细心操作，细心调整， 并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。 加工误差 与加工成本 C 成反比关系。 某种加工方法的加工经济精度不应懂得为某一个确定值

29、， 而应懂得为一个范畴，在这个范畴内都可以说是经济的。3. 原始误差由机窗、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统简称工艺系统 会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式或扩大、或缩小 反映为工件的加工误差。工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、 工艺系统的受力变形引起的加可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结差、调整误差、测量误差等。4. 争辩机械加工精度的方法a) 争辩机械加工精度的方法分析运算法和统计分析法。b) 接受滑动轴承时主轴的径向圆跳动二、工艺系统集合误差1. 机窗的几何误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机

30、窗完成的，因此，工件的加工精度在很大 程度上取决于机窗的精度。机窗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。机窗的磨损将使机窗工作精度下降。主轴回转误差机窗主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差是指主轴各瞬时的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摇摆三种基本形式。产生主轴径向回转误差的主要缘由有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、 轴承之间的同轴度误差、 主轴绕度等。 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。譬如，在接受滑

31、动轴承结构为主轴的车窗上车削外圆时，切削力F 的作用方向可认为大体上时不变的，见右图，在切削力F 的作用下，主轴颈以不同的部位和轴承内径的某一固定部位相接触， 此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响就不大。在镗窗上镗孔时，由于切削力F 的作用方向随着主轴可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同部位接触， 因此， 轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而主轴颈圆度误差的影响就不大。图中的d表示径向跳动量。产生轴向窜动的主要缘由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的加

32、工误差也不同。在车窗上加工外圆和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面就无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度就有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承， 提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平稳，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机窗主轴的回转精度。导轨误差导轨是机窗上确定竿氟窗部件相对位置关系的基准， 也是机窗运动的基准。 车窗导轨的精度要求主要有以下三个方面： 在水平面内的直线度。 在垂直面内的直线度。 前后导轨的平行度扭曲

33、。卧式车窗导轨在水平面内的直线度误差1 将直接反映在被加工工件表面的法线方向（加工误差的敏捷方向）上，对加工精度的影响最大。卧式车窗导轨在垂直面内的直线度误差2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但 2 对加工精度的影响要比 1 小得多。由右图 2 可知，如因 2 而使刀尖由 a 下降至 b，不难推得工件半径 R 的变化量。当前后导轨存在平行度误差扭曲 时，刀架运动时会产生摇摆，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。由右图可见，当前后导轨有了扭曲误差3 之后，由几何关系可求得 yH/B 3。一般车窗的 H/B2/3，车窗前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。可编辑资料 - -

34、 - 欢迎下载精品名师归纳总结卧式车窗导轨垂直面内直线度误差对加工精度的影响卧式车窗导轨扭曲对加工精度的影响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， 也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机窗精度下降的主要缘由之一。传动链误差传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。工件凿靶具中装夹示意图2. 刀具的几何误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。接受定尺寸刀具成形刀具展成刀具加 工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度。而对一般刀具 如车刀等 ，其制造误差对工件加工精度无直接影响。任何刀具在切削过程中，都不行防止的

35、要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状的转变。正确的选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理的选用刀具几何参数和切削用量，正确的刃磨刀具， 正确的接受冷却液等， 均可有效的削减刀具的尺寸磨损。必要时仍可接受补偿 装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。3. 夹具的几何误差夹具的作用时使工件相当于刀具和机窗具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工 精度 特殊使位置精度 有很大影响。如右图钻窗夹具中，钻套轴心线f 至夹具定位平面c 间的距离误差，影响工件孔a 至底面 B 尺寸 L 的精度。钻套轴心线f 至夹具定位平面 c 间的平行度误差，影响工件孔轴心线a 至底面 B 的平行度。夹具定位平面c 与夹

36、具体底面d 底可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结亦将影响工件孔 a 至底面 B 的尺寸精度和平行度。三、定位误差定位误差是指一批工件接受调整法加工时因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量。定位误差由基准不重合误差和定位副制造不精确误差造成。a 零件图b 加工 f 面c 加工 g 面方案d 加工 g 面方案基准不重合误差分析示例1. 基准不重合误差在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情形下， 工序基准应与设计基准重合。 在机窗上对工件进行加工时，须选择工件上如干几何要素作

37、为加工时的定位基准 或测量基准 ，假如所选用的定位基准或测量基准 与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。 基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。图示零件，设 e 面已加工好，今在铣窗上用调整法加工f 面和 g 面。凿坝工 f 面时如选 e 面为定位基准，就 f 面的设计基准和定位基准都是e 面，基准重合，没有基准不重合误差，尺寸 A 的制造公差为TA。加工 g 面时，定位基准有两种不同的选择方案，一种方案方案 加工时选用 f 面作为定位基准， 定位基准与设计基准重合，没有基准不重合误差， 尺寸 B 的制造公差为 TB 。但这种定位方式的夹具结构复杂，夹紧力的

38、作用方向与铣削力方向相反，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工序尺寸 C 是直接得到的，尺寸 B 是间接得到的，由于定位基准 e 与设计基准 f 不重合而给 g 面加工带来的基准不重合误差等于设计基准 f 面相对于定位基准 e 面在尺寸 B 方向上的最大变动量 TA 。定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，只有在接受调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。a) 孔和定位心轴不存凿颁隙时b) 孔和定位心轴存凿颁隙时 由定位副制造不精确引起的误差2. 定位副制造不精确误差工件凿靶具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不行能按基本 尺寸制造得确定

39、精确， 它们得实际尺寸 或位置 都答应在分别规定得公差范畴内变动。同时， 工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不精确和定位副间的协作间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准 确误差。右图所示工件的孔装夹在水平放置的心轴上铣削平面，要求保证尺寸h，由于定位基准与设计基准重合，故无基准不重合误差。但由于工件的定位基面内孔 D 和夹具定位元件 心轴 d 1 皆有制造误差，假如心轴制造得刚好为d1min ，而工件得内孔刚好为Dmax 如图示 ，当工件在水平放置得心轴上定位时，工件内孔与心轴在P 点接触，工件实际内孔中心得最大下移量 ab D

40、max d1min/2 ， ab 就是定位副制造不精确而引起的误差。基准不重合误差的方向和定位副制造不精确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不精确误差的矢量和。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a) 车瘦长轴b) 磨内圆受力变形对工件精度的影响1. 基本概念机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下降。如右图a 示， 车瘦长轴时，工件在切削力的作用下会发生变形，使加工出的轴显现中间粗两头细的情形。又如在内圆磨窗上进行切入式磨孔时，右图b，由于内圆磨头轴比

41、较细，磨削时因磨头轴受力变形，而使工件孔呈锥形。垂直作用于工件加工表面加工误差敏捷方向 的径向切削分力 Fy 与工艺系统在该方向上的变形 y 之间的比值，称为工艺系统刚度k 系 k 系=Fy/y式中的变形 y 不只是由径向切削分力Fy 所引起，垂直切削分力Fz 与走刀方向切削分力Fx也会使工艺系统在y 方向产生变形，故y=yFx+yFy+yFz2. 工件刚度工艺系统中假如工件刚度相对于机窗、刀具、 夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大， 其最大变形量可按澳料力学有关公式估算。3. 刀具刚度外圆车刀凿坝工表面法线 y 方向上的刚度很大，其变形可以

42、忽视不计。镗直径较小的内孔， 刀杆刚度很差， 刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。 刀杆变形也可以按澳料力学有关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 机窗部件刚度机窗部件刚度机窗部件由许多零件组成，机窗部件刚度迄今尚无合适的简易运算方法，目前主要仍是用试验方法来扳定机窗部件刚度。分析试验曲线可知，机窗部件刚度具有以下特点：变形与载荷不成线性关系。加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后愉坝载曲线。 两曲线线间所包涵的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功。第一次卸载后， 变形复原盎到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加

43、载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐步减小到零。机窗部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。影响机窗部件刚度的因素结合面接触变形的影响摩擦力的影响低刚度零件的影响间隙的影响5. 工艺系统刚度及其对加工精度的影响在机械加工过程中，机窗、夹具、刀具和工件在切削力作用下，都将分别产生变形y 机、 y夹、 y 刀、 y 工，致使刀具和被加工表面的相对位置发生变化，使工件产生加工误差。工艺系统刚度的倒数等于其各组成部分刚度的倒数和。工艺系统刚度对加工精度的影响主要有以下几种情形： 由于工艺系统刚度变化引起的误差可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结毛坯形状误差的复映加工过程中， 由于工

44、件的加工余量发生变化工件材质不均等因素引起的切削力变化，使工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。如毛坯 A 有椭圆形状误差 如右图 。让刀具调整到图上双点划线位置，由图可知，在毛坯椭圆长轴方向上的背吃刀量为ap1 ，短轴方向沙国内的背吃刀量为ap2 。由于背吃刀量不同， 切削力不同，工艺系统产生的让刀变形也不同，对应于ap1 产生的让刀为 y1，对应于 ap2 产生的让刀为y2 故加工出来的工件B 仍然存在椭圆形状误差。由于毛坯存在圆度误差毛ap1-ap2 ，因而引起了工件的圆度误差工y1-y2 ，且毛愈大，工愈大，这种现象称为加工过程中的毛坯误差复映现象。工与毛之比值称为误差复映系数， 它是误差复映程度的度量。尺寸误差 包括尺寸分散 和形状误差都存在复映现象。假如我们知道了某加工工序的复映系数，就可以通过测量毛坯的误差值来估算加工后工件的误差值。由愉靶紧变形引起的误差工件在装夹过程中， 假如工件刚度较低或夹紧力的方向和施力点选择不当，将引起工件变形， 造成相应的加工误差。其它作用力的影响6. 减小工艺系统受力变形的途径由前面对工艺系统刚度的论述可知，如要削减工艺系统变形，就应提高工艺系统刚度， 削减切削力并压缩它们的变动幅值。提高工艺系统刚度提高工件和刀具的刚度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结接受合理的装夹方式和加工方式减小切削