机械工艺系统对加工精度的影响.pptx

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1、第二章第二章 机械加工精度机械加工精度(jn d)(jn d)2.1 2.1 概概 述述零件的加工质量是保证机械产品工作性能零件的加工质量是保证机械产品工作性能(xngnng)(xngnng)和产品寿命的基础。和产品寿命的基础。衡量进行加工质量衡量进行加工质量(zhling)(zhling)的指标有两方面的指标有两方面加工精度加工精度表面质量表面质量本章的任务是讨论零件的机械加工精度问题。本章的任务是讨论零件的机械加工精度问题。一、机械加工精度和加工误差一、机械加工精度和加工误差 在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和工件间的正确位置发生偏

2、移，因而加工出来的零件不可能与理工件间的正确位置发生偏移，因而加工出来的零件不可能与理想的要求完全符合，两者的符合程度可用机械加工精度和加工想的要求完全符合，两者的符合程度可用机械加工精度和加工误差来表示。误差来表示。第一页，共100页。从保证产品的使用性能分析，没有必要把每个零件从保证产品的使用性能分析，没有必要把每个零件(ln jin)(ln jin)都加工得绝对准确，可以允许有都加工得绝对准确，可以允许有定的加工误差，定的加工误差，只要加工误差不超过图样规定的偏差，即为合格品。只要加工误差不超过图样规定的偏差，即为合格品。是指零件加工后的实际几何是指零件加工后的实际几何(j h)(j h

3、)参数参数(尺寸、形尺寸、形状和位置状和位置)与理想几何与理想几何(j h)(j h)参数的符合程度。参数的符合程度。1 1、机械加工精度、机械加工精度(jn d)(jn d)：2 2、加工误差：、加工误差：是指零件加工后的实际几何参数是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置尺寸、形状和位置)与与理想几何参数的理想几何参数的偏离程度偏离程度。加工精度越高，则加工误差越小，反。加工精度越高，则加工误差越小，反之越大。之越大。加工精度的高低是以国家有关公差标准来表示的。加工精度的高低是以国家有关公差标准来表示的。保证和提保证和提高加工精度实际上就是限制和降低加工误差。高加工精度实际上就是限制

4、和降低加工误差。第二页，共100页。3 3、机械加工精度、机械加工精度(jn d)(jn d)包含的内容包含的内容尺寸精度尺寸精度(jn d)(jn d)形状精度形状精度(jn d)(jn d)位置精度位置精度(jn d)(jn d)机械加工精度机械加工精度(jn d)(jn d)三者之间的关系：三者之间的关系：（1 1）当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求）当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求高。形状公差应限制在位置公差内，位置公差应限制在尺寸公差高。形状公差应限制在位置公差内，位置公差应限制在尺寸公差内。内。（2 2）当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度

5、不一定要）当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度不一定要求高。求高。第三页，共100页。4 4、加工精度与加工成本和生产效率、加工精度与加工成本和生产效率(xio l)(xio l)的关系的关系一般地，加工精度要求一般地，加工精度要求(yoqi)(yoqi)，加工成本，加工成本 ，生产效，生产效率率 。5 5、研究加工、研究加工(ji gng)(ji gng)精度的目的精度的目的 研究加工精度的目的、就是弄清各种原始误差对加工精研究加工精度的目的、就是弄清各种原始误差对加工精度影响的规律，掌握控制加工误差的方法，以获得预期的加工精度影响的规律，掌握控制加工误差的方法，以获得预期的加工精度

6、，必要时能指出进一步提高加工精度的途径。度，必要时能指出进一步提高加工精度的途径。6 6、研究加工精度的方法、研究加工精度的方法因素分析法因素分析法统计分析法统计分析法 在实际生产中，常常结合起来应用。一是先用统计在实际生产中，常常结合起来应用。一是先用统计分析法寻找误差的出现规律，初步判断产生加工误差分析法寻找误差的出现规律，初步判断产生加工误差的可能原因，然后运用单因素分析法进行分析、试验，的可能原因，然后运用单因素分析法进行分析、试验，以便迅速、有效地找出影响加工精度的主要原因。以便迅速、有效地找出影响加工精度的主要原因。第四页，共100页。二、影响加工精度二、影响加工精度(jn d)(

7、jn d)的因素的因素 零零件件的的尺尺寸寸、几几何何形形状状和和表表面面间间的的相相互互位位置置的的形形成成，归归根根到到底底取取决决于于工工件件和和刀刀具具在在切切削削过过程程间间的的相相互互位位置置。由由于于工工艺艺系系统统(xtng)(xtng)存存在在各各种种原原始始误误差差，它它们们以以不不同同的的方方式式和和程程度度反映为加工误差。由此可见：反映为加工误差。由此可见：1 1、原始、原始(yunsh)(yunsh)误差误差机床机床夹具夹具刀具刀具工件工件亦称机械加亦称机械加工工艺系统工工艺系统构成了机械加工系统构成了机械加工系统故：工艺系统误差称为原故：工艺系统误差称为原始误差。始

8、误差。工艺系统误差是工艺系统误差是“因因”，是根源；，是根源；加工误差是加工误差是“果果”，是表现，是表现。第五页，共100页。2 2、零件、零件(ln jin)(ln jin)加工中的各种原理误差加工中的各种原理误差调整误差调整误差定位误差定位误差夹紧误差夹紧误差制造误差制造误差测量误差测量误差因残余应力产生的误差因残余应力产生的误差加工加工(ji gng)(ji gng)原理误差原理误差机加工前，对机床、夹具、刀具机加工前，对机床、夹具、刀具(doj)(doj)调调整中；整中；由切削力、惯性力、刀具磨损、切削热等引起；由切削力、惯性力、刀具磨损、切削热等引起；工件加工、测量好后；工件加工、

9、测量好后；由于采用了近似的加工方法。由于采用了近似的加工方法。机械加工中的原始误差可归纳为：机械加工中的原始误差可归纳为：第六页，共100页。原始原始(yu(yunshnsh)误差误差工艺工艺系统系统(几何几何(j(j h)h)误误差差)加工加工过程过程(动误动误差差(wch(wch)工艺系工艺系统制造统制造和磨损和磨损工艺系统工艺系统热效应热效应机床的制造和磨损机床的制造和磨损夹具的制造和磨损夹具的制造和磨损刀具的制造和磨损刀具的制造和磨损工艺系统受力变形工艺系统受力变形工艺系统受热变形工艺系统受热变形工件残余应力变形工件残余应力变形调整误差调整误差定位误差、夹紧误差定位误差、夹紧误差制造误

10、差制造误差测量误差测量误差加工原理误差加工原理误差第七页，共100页。三、误差三、误差(wch)(wch)的敏感方的敏感方向向 在加工过程中，各种原始误差的影响在加工过程中，各种原始误差的影响(yngxing)(yngxing)会使刀具会使刀具和工件间正确的几何关系遭到破坏，引起加工误差，各种原始误差的和工件间正确的几何关系遭到破坏，引起加工误差，各种原始误差的大小和方向各不相同，而加工误差则必须在工序尺寸方向度量。因此大小和方向各不相同，而加工误差则必须在工序尺寸方向度量。因此不同的原始误差对加工精度有不同的影响不同的原始误差对加工精度有不同的影响(yngxing)(yngxing)。当原始

11、误差的方向与工序尺寸方向一致时，其对加当原始误差的方向与工序尺寸方向一致时，其对加工精度工精度(jn d)(jn d)的影响最大。的影响最大。下面以外圆车削为例说明两者的关系。下面以外圆车削为例说明两者的关系。第八页，共100页。如图，车削时工件的回转轴线为如图，车削时工件的回转轴线为O O，刀尖正确位置在，刀尖正确位置在A A。设。设某一瞬时由于各种原始误差的影响，使刀尖位移到某一瞬时由于各种原始误差的影响，使刀尖位移到AA，AAAA即为即为原始误差原始误差，它与，它与OAOA间的夹角为间的夹角为，由此引起，由此引起(ynq)(ynq)工件加工后工件加工后的半径由的半径由R0R0OAOA变为

12、变为R ROAOA，故半径上的加工误差，故半径上的加工误差R R 为：为：当原始误差当原始误差(wch)(wch)的方向恰为加工表面的法向方的方向恰为加工表面的法向方向向(0)0)时，引起的加工误差时，引起的加工误差(wch)(wch)最大；最大；可以可以(ky)(ky)看出：看出：当原始误差的方向恰为加工表面的切线方向当原始误差的方向恰为加工表面的切线方向(90)90)引起的加工误差最小。引起的加工误差最小。把对加工精度影响最大的那个方向称为把对加工精度影响最大的那个方向称为误差的敏感方向误差的敏感方向，对，对加工精度影响最小的那个方向则称为加工精度影响最小的那个方向则称为误差的不敏感方向。

13、误差的不敏感方向。第九页，共100页。刨床的误差敏感方向呢？刨床的误差敏感方向呢？工件的垂直工件的垂直(chuzh)(chuzh)方向方向镗削的误差敏感方向呢？镗削的误差敏感方向呢？工件内圆切削点的法向方向工件内圆切削点的法向方向磨削的误差敏感方向呢？磨削的误差敏感方向呢？工件的法向方向工件的法向方向第十页，共100页。加工原理加工原理(yunl)(yunl)误差是指采用了近似的成形运动误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。一、加工原理一、加工原理(yunl)(yunl)误差误差如：如：1 1、在数控机床、在数控机床(sh

14、kn j chun)(sh kn j chun)上采用上采用“行切行切法法”加工复杂形面。加工复杂形面。2.2 2.2 工艺系统的几何精度对加工精度的影响工艺系统的几何精度对加工精度的影响第十一页，共100页。2 2、车削、车削(ch xu)(ch xu)模模数蜗杆数蜗杆 由于蜗杆的螺距等于蜗轮的齿距由于蜗杆的螺距等于蜗轮的齿距(即即mm，其中，其中m m是模数，是模数，而而是一个无理数是一个无理数3 314159)14159)，但是车床配换齿轮的齿数是有，但是车床配换齿轮的齿数是有限的。因此，在选择配换齿轮时，只能限的。因此，在选择配换齿轮时，只能(zh nn)(zh nn)将将化为近化为近

15、似的分数值计算，这样就会引起刀具相对工件的成形运动似的分数值计算，这样就会引起刀具相对工件的成形运动(螺旋螺旋运动运动)不准确，造成螺距误差。但是，这种螺距误差可通过配换不准确，造成螺距误差。但是，这种螺距误差可通过配换齿轮的合理选配而减小。齿轮的合理选配而减小。滚齿加工用的齿轮滚刀有两种误差：滚齿加工用的齿轮滚刀有两种误差：一一是是切切削削刃刃齿齿廓廓近近似似造造形形误误差差，由由于于制制造造上上的的困困难难，采采用用阿阿基基米米德德(j m d)j m d)基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆；基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆；二二是是由由于于滚滚刀刀刀刀齿齿数数有有限

16、限，且且有有容容屑屑槽槽实实际际上上加加工工出出的的齿齿形形是是一一条条折折线线，和理论上的光滑渐开线有差异。和理论上的光滑渐开线有差异。(包洛造形误差包洛造形误差)3 3、滚齿加工、滚齿加工第十二页，共100页。补充知识补充知识:1 1、获得零件形状精度的方法、获得零件形状精度的方法 轨迹法轨迹法:依靠刀尖的运动轨迹即成形运动精度依靠刀尖的运动轨迹即成形运动精度;成形法成形法:依靠成形刀具即成形精度依靠成形刀具即成形精度,和成形运动精度和成形运动精度;展成法展成法:依靠展成运动即展成运动的精度依靠展成运动即展成运动的精度;2 2、获得零件尺寸精度的方法、获得零件尺寸精度的方法 试切法试切法:

17、切削切削测量测量调整调整(tiozhng)(tiozhng)切削切削测量测量再调整再调整(tiozhng)-(tiozhng)-调整调整(tiozhng)(tiozhng)法法:依靠试件、样件、挡块等定行程装置；依靠试件、样件、挡块等定行程装置；定尺寸刀具法定尺寸刀具法:依靠刀具自身制造精度；依靠刀具自身制造精度；自动控制法：自动化的试切法或调整自动控制法：自动化的试切法或调整(tiozhng)(tiozhng)法法3 3、获得零件表面的相互位置精度、获得零件表面的相互位置精度 一次安装，连续加工一次安装，连续加工-不受定位精度，夹紧精度影响不受定位精度，夹紧精度影响 多次安装，多次加工多次安

18、装，多次加工-受定位精度，夹紧精度影响受定位精度，夹紧精度影响第十三页，共100页。注注意意：采采用用近近似似的的成成形形运运动动或或近近似似的的切切削削刃刃轮轮廓廓，虽虽然然会会带带来来加加工工原原理理误误差差，但但往往往往可可简简化化机机床床或或刀刀具具的的结结构构，提提高高生生产产效效率率，有有时时反反而而(fn(fn r)r)能能得得到到较较高高的的加加工工精精度度。因因此此，只只要要刀刀具具误误差差不不超超过过规定的精度要求、在生产中仍能得到广泛的应用。规定的精度要求、在生产中仍能得到广泛的应用。二、调整二、调整(tiozhng)(tiozhng)误差误差 在在机机械械加加工工的的每

19、每一一工工序序中中。总总是是(zn(zn sh)sh)要要对对工工艺艺系系统统进进行行这样或那样的调整工作不可能绝对地准确，因而产生调整误差。这样或那样的调整工作不可能绝对地准确，因而产生调整误差。工艺系统的调整的基本方式工艺系统的调整的基本方式 (1)(1)试切法调整试切法调整(2)(2)调整法调整调整法调整 第十四页，共100页。(1)(1)试切法调整试切法调整(tiozhng)(tiozhng)1)1)测量误差。由量具本身精度度、测量方法及使用条件引起。测量误差。由量具本身精度度、测量方法及使用条件引起。2)2)进进给给机机构构的的位位移移误误差差。在在微微量量调调整整刀刀具具的的位位置

20、置、低低速速微微量量进进给给中中，常常常常出出现现(chxin)(chxin)进进给给机机构构的的“爬爬行行”现现象象，其其结结果果使使刀刀具具的的实实际际位移与刻度盘上的数值不一致、造成加工误差。位移与刻度盘上的数值不一致、造成加工误差。3)3)试试切切时时与与正正式式切切削削时时切切削削层层厚厚度度不不同同的的影影响响。精精加加工工时时，最最后后一一道道切切削削刃刃只只起起挤挤压压作作用用而而不不起起切切削削作作用用，但但正正式式切切削削时时的的深深度度较较大大。粗粗加工反之加工反之(让刀让刀)。应用应用(yngyng)(yngyng)：单件小批生产中。：单件小批生产中。方法：方法：对工件

21、进行试切对工件进行试切测量测量调整调整再试切，直到达到要再试切，直到达到要求的精度为止。求的精度为止。这时，引起调整误差的因素有：这时，引起调整误差的因素有：第十五页，共100页。(2)(2)调整调整(tiozhng)(tiozhng)法调整法调整(tiozhng)(tiozhng)影响调整精度影响调整精度(jn d)(jn d)的因素有：的因素有：1 1）用定程机构调整时，调整精度取决于行程挡块、靠模及凸轮等）用定程机构调整时，调整精度取决于行程挡块、靠模及凸轮等机构的制造精度和刚度；机构的制造精度和刚度；2 2）用样件或样板调整时，调整精度取决于样件或样板的制造、安）用样件或样板调整时，调

22、整精度取决于样件或样板的制造、安装和对刀精度；装和对刀精度；3 3）工艺系统初调好以后，）工艺系统初调好以后，般要试切几个工件，并以其平均尺寸般要试切几个工件，并以其平均尺寸作为判断调整是否准确的依据。由于试切加工的工件数作为判断调整是否准确的依据。由于试切加工的工件数(称为抽样称为抽样件数件数)不可能太多，不能完全反映整批工件切削过程中的各种随机不可能太多，不能完全反映整批工件切削过程中的各种随机误差，故试切加工几个工件的平均尺寸与总体尺寸不能完全符合，误差，故试切加工几个工件的平均尺寸与总体尺寸不能完全符合，也造成也造成(zo chn)(zo chn)加工误差。加工误差。第十六页，共100

23、页。三、机床三、机床(jchung)(jchung)误差误差 机床的制造机床的制造(zhzo)(zhzo)误差、安装误差以及使用中的磨误差、安装误差以及使用中的磨损都直接影响工件的加工精度。机床误差可归纳为：损都直接影响工件的加工精度。机床误差可归纳为：机床导轨导向误差机床导轨导向误差机床主轴回转机床主轴回转(huzhun)(huzhun)误差误差机床传动链的误差机床传动链的误差机床误差机床误差1 1、机床导轨误差、机床导轨误差 机床导轨误差多达机床导轨误差多达2121项。项。机床导轨是实现直线运动的主要部件，其制造和装配精度是影机床导轨是实现直线运动的主要部件，其制造和装配精度是影响直线运动

24、的主要因素，直接影响工件的加工质量。响直线运动的主要因素，直接影响工件的加工质量。第十七页，共100页。机床机床(jchung)(jchung)导轨误差导轨误差 机床机床(jchung)(jchung)导轨误差多达导轨误差多达2121项。项。36+3=21 36+3=21。第十八页，共100页。导轨在水平面内直线度误差导轨在水平面内直线度误差导轨在垂直面内直线度误差导轨在垂直面内直线度误差导轨面间平行度（扭曲）误差导轨面间平行度（扭曲）误差导导轨轨对对主主轴轴回回转转轴轴线线(zhu(zhu xin)xin)的的平平行行度度或或垂垂直直度误差度误差 （1 1）直线导轨导向精度的主要）直线导轨导

25、向精度的主要(zhyo)(zhyo)内容内容有：有：1)1)磨床磨床(mchung)(mchung)导轨在水平面内直线度误差的影响导轨在水平面内直线度误差的影响 引引起工件在半径方向上的误差。当磨削长外圆时，造成圆柱度误差。起工件在半径方向上的误差。当磨削长外圆时，造成圆柱度误差。第十九页，共100页。2)2)磨床导轨在垂直面内直线度误差的影响磨床导轨在垂直面内直线度误差的影响 由于磨床由于磨床导轨在垂直面内存在误差，磨削导轨在垂直面内存在误差，磨削(m xio)(m xio)外圆时，工件沿砂外圆时，工件沿砂轮切线方向产生位移轮切线方向产生位移(误差非敏感方向误差非敏感方向)，此时工件产生圆柱

26、度，此时工件产生圆柱度误差。误差。对平面磨床、龙门刨床、铣床等法向方向的位移对平面磨床、龙门刨床、铣床等法向方向的位移(误差敏感方误差敏感方向向)，将直接反映被加工件的表面形成，将直接反映被加工件的表面形成(xngchng)(xngchng)的形状误差。的形状误差。第二十页，共100页。第二十一页，共100页。3)3)导轨面间平行度（扭曲）误差的影响导轨面间平行度（扭曲）误差的影响 如车床两导轨的平行度如车床两导轨的平行度误差误差(扭曲扭曲)使床鞍产生横向使床鞍产生横向(hn xin)(hn xin)倾斜，刀具产生位移，因而引倾斜，刀具产生位移，因而引起工件形状误差。起工件形状误差。第二十二页

27、，共100页。4)4)导轨对主轴回转轴线导轨对主轴回转轴线(zhu xin)(zhu xin)的平行度或垂直度误差的影响的平行度或垂直度误差的影响 。造成加工造成加工(ji gng)(ji gng)表面表面下凹。下凹。实际应用中，为防止实际应用中，为防止“扫刀扫刀”，往往将主轴与进，往往将主轴与进给方向倾斜给方向倾斜(qngxi)(qngxi)一微小角度（一微小角度（30”30”）。）。第二十三页，共100页。第二十四页，共100页。第二十五页，共100页。第二十六页，共100页。其他因素引起工件形位误差其他因素引起工件形位误差;a.a.前后前后(qinhu)(qinhu)导轨的磨损导轨的磨损

28、;b.b.机床热变形机床热变形,靠主轴位温度高靠主轴位温度高,成翘曲成翘曲;c.c.润滑润滑 d.d.导轨副的磨损导轨副的磨损;第二十七页，共100页。2 2、机床主轴的回转运动、机床主轴的回转运动(yndng)(yndng)误差误差（1 1）主轴）主轴(zhzhu)(zhzhu)回转运动误差的回转运动误差的概念概念 理想回转中心：机床主轴理想回转中心：机床主轴(zhzhu)(zhzhu)做回转运动时，主轴做回转运动时，主轴(zhzhu)(zhzhu)的各个截面必然有它的回转中心，在主轴的各个截面必然有它的回转中心，在主轴(zhzhu)(zhzhu)的的任一截面，主轴任一截面，主轴(zhzhu

29、)(zhzhu)回转时若只有一点速度始终为零，则这回转时若只有一点速度始终为零，则这一点即为理想回转中心。一点即为理想回转中心。瞬时回转中心：瞬时回转中心：主轴在实际回转过程中，在一个位置或时刻的主轴在实际回转过程中，在一个位置或时刻的回转中心，称为瞬时回转中心，回转中心，称为瞬时回转中心，主轴各截面瞬时回转中心的连线叫主轴各截面瞬时回转中心的连线叫瞬时回转轴线。瞬时回转轴线。主主轴轴的的回回转转运运动动误误差差：是是指指主主轴轴的的瞬瞬时时回回转转轴轴线线相相对对其其平平均均回回转转轴轴线线(瞬瞬时时回回转转轴轴线线的的对对称称中中心心)，在在规规定定测测量量平平面面内内的的变动量。变动量越

30、小，主轴回转精度越高；反之越低。变动量。变动量越小，主轴回转精度越高；反之越低。第二十八页，共100页。（2 2）主轴）主轴(zhzhu)(zhzhu)回转运动误回转运动误差的形式差的形式 端端面面圆圆跳跳动动（轴轴向向漂漂移移(pio(pio y)y)）径径向向圆圆跳跳动动（径径向向漂漂移移(pio(pio y)y)）倾倾角角摆摆动动 （角角向向漂漂移移(pio(pio y)y)）主轴的回转运动主轴的回转运动误差误差(wch)(wch)的的基本形式基本形式 注意：注意：实际中常是这几种误差的实际中常是这几种误差的合成。合成。第二十九页，共100页。端面圆跳动端面圆跳动瞬时回转轴线沿平瞬时回转

31、轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动。它主要影均回转轴线方向的轴向运动。它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。响端面形状和轴向尺寸精度。径向圆跳动径向圆跳动瞬时回转轴线始终瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的径向运动平行于平均回转轴线方向的径向运动b b。它主要影响圆柱面的精度。它主要影响圆柱面的精度。角度摆动角度摆动瞬时回转轴线与平均瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但其交点位置回转轴线成一倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动。在不同横截面内，轴固定不变的运动。在不同横截面内，轴心运动误差轨迹相似心运动误差轨迹相似(xin s)(xin s)，它影，它影响圆柱面与端面加工精度。响圆柱面与端

32、面加工精度。第三十页，共100页。3.3.主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)回转误差对加工精度的影响回转误差对加工精度的影响（1 1）端面）端面(dunmin)(dunmin)圆跳动圆跳动1 1）对圆柱面的加工）对圆柱面的加工(ji gng)(ji gng)无影响无影响(轴向轴向:误差不敏感方向误差不敏感方向)；2 2）对加工端面的影响）对加工端面的影响3 3）对螺纹加工的影响）对螺纹加工的影响(法向法向)如图（a):A/R=tg 螺距周期误差螺距周期误差:如图（b）第三十一页，共100页。（2 2）径向）径向(jn(jn xin)xin)圆跳动圆跳动使工件产生圆度误差，但影响使工件产生圆度

33、误差，但影响(yngxing)(yngxing)程度因加工方法的不同而异。程度因加工方法的不同而异。如：如：1)1)镗孔镗孔(tn(tn kn)kn)时时设设原始误差：原始误差：主轴径向回转误差表主轴径向回转误差表现为现为y y向简谐运动。向简谐运动。h=Acosh=Acos在任一时刻刀尖在任一时刻刀尖a a的位置为：的位置为：分析：分析：这是椭圆的参数方程，加工出的孔呈椭圆形，圆度误这是椭圆的参数方程，加工出的孔呈椭圆形，圆度误差为差为A A。第三十二页，共100页。2)2)车削车削(ch xu)(ch xu)时时第三十三页，共100页。（3 3）倾角摆动）倾角摆动1 1）几何轴线相对于平均

34、轴线在空间成一定锥）几何轴线相对于平均轴线在空间成一定锥角角的圆锥轨迹的圆锥轨迹 -正圆锥形状误差正圆锥形状误差(从垂直于平均轴从垂直于平均轴线的截面看线的截面看)2 2）几何轴线在某个平面内做角度摆动，摆动）几何轴线在某个平面内做角度摆动，摆动频率与主轴回转频率一致频率与主轴回转频率一致.从垂直于平均轴线的截面看从垂直于平均轴线的截面看:-圆柱圆柱(yunzh)(yunzh)度（车削）度（车削）:刀尖刀尖到平均轴线的距离不变到平均轴线的距离不变;-椭圆体误差（镗削）椭圆体误差（镗削）:镗刀尖到几镗刀尖到几何轴线的距离不变何轴线的距离不变,但刀尖到平均轴线的距离但刀尖到平均轴线的距离变化变化第

35、三十四页，共100页。4.4.主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)回转运动误差的影响因素回转运动误差的影响因素主轴的误差：制造主轴的误差：制造轴承轴承(zhuchng)(zhuchng)的误差：圆度、波度（主轴的误差：圆度、波度（主轴颈与内孔）颈与内孔）轴承轴承(zhuchng)(zhuchng)的间隙：影响油膜厚度的间隙：影响油膜厚度;与轴承与轴承(zhuchng)(zhuchng)配合零件的误差：轴颈和配合零件的误差：轴颈和箱体轴承箱体轴承(zhuchng)(zhuchng)孔孔主轴系统的径向不等刚度和热变形等主轴系统的径向不等刚度和热变形等影响主轴回转运动影响主轴回转运动(yndng)(

36、yndng)误差的主误差的主要因素要因素对于不同类型的机床，其影响因素也各不相同。对于不同类型的机床，其影响因素也各不相同。(滑动轴承滑动轴承)工工件件回回转转类类刀刀具具回回转转类类第三十五页，共100页。思考：思考：1 1 滑动轴承误差滑动轴承误差?a a 刀具刀具(doj)(doj)回转类回转类-镗床镗床,磨床磨床,铣床铣床.主轴回转一周主轴回转一周,主轴径向跳动两次主轴径向跳动两次-来回两次来回两次.b b 工件回转类工件回转类-车床车床.主轴回转一周主轴回转一周,主轴径向跳动一次主轴径向跳动一次.2 2 滚动轴承误差？滚动轴承误差？内圈内圈-主轴颈主轴颈 外圈外圈-轴承孔轴承孔 滚动

37、体尺寸误差滚动体尺寸误差(依保持架与主依保持架与主轴转速比而定轴转速比而定)3 3 向心推力轴承误差？向心推力轴承误差？滚道的端面误差滚道的端面误差 内外滚道的倾斜内外滚道的倾斜圆度与波度圆度与波度第三十六页，共100页。（4 4）提高）提高(t go)(t go)主轴回转精度的措主轴回转精度的措施施1)1)提高主轴部件的制造提高主轴部件的制造(zhzo)(zhzo)精度精度首先应提高首先应提高(t(t go)go)轴承的回转轴承的回转精度精度选用高精度的滚动轴承选用高精度的滚动轴承采用高精度的多油楔动压轴承采用高精度的多油楔动压轴承采用高精度的静压轴承采用高精度的静压轴承提高箱体支承孔的加工

38、精度提高箱体支承孔的加工精度主轴轴颈的加工精度主轴轴颈的加工精度与轴承相配合表面的加工精度与轴承相配合表面的加工精度其次应提高轴承其次应提高轴承组件的接触刚度组件的接触刚度第三十七页，共100页。常采用两个常采用两个(lin)(lin)固定顶尖支承，主轴只起传动作用。固定顶尖支承，主轴只起传动作用。工件的回转精度完全取决于顶尖和中心孔的形状误差和同轴度误差，工件的回转精度完全取决于顶尖和中心孔的形状误差和同轴度误差，而提高顶尖和中心孔的精度要比提高主轴部件的精度容易且经济得多。而提高顶尖和中心孔的精度要比提高主轴部件的精度容易且经济得多。2)2)对滚动轴承对滚动轴承(gndngzhuchng)

39、(gndngzhuchng)进行预进行预紧紧可消除间隙可消除间隙(jin(jin x)x)增加轴承刚度增加轴承刚度均化滚动体的误差均化滚动体的误差3)3)使主轴的回转精度不反映到工件上使主轴的回转精度不反映到工件上如下图 对滚动轴对滚动轴承适当预紧承适当预紧 微量过盈可使轴承内、微量过盈可使轴承内、外圈和滚动体的弹性变形相互外圈和滚动体的弹性变形相互制约，这样既增加轴承刚度，制约，这样既增加轴承刚度，又对滚动体的误差起均化作用，又对滚动体的误差起均化作用，因而可提高主轴的回转精度。因而可提高主轴的回转精度。第三十八页，共100页。外圆磨床磨外圆磨床磨削外圆柱面时，采用削外圆柱面时，采用固定顶尖

40、固定顶尖(dn(dn jin)jin)支承。支承。在镗床上加工箱体类在镗床上加工箱体类零件上的孔时，采用零件上的孔时，采用(ciyng)(ciyng)前、后导向套的镗前、后导向套的镗模，刀杆与主轴浮动联接，模，刀杆与主轴浮动联接，所以刀杆的回转精度与机床所以刀杆的回转精度与机床主轴回转精度也无关，仅由主轴回转精度也无关，仅由刀杆和导套的配合质量决定。刀杆和导套的配合质量决定。第三十九页，共100页。三、机床三、机床(jchung)(jchung)传动链误差传动链误差是指内联系的传动链中首末两端是指内联系的传动链中首末两端(lin dun)(lin dun)传动元件之间相对运动的传动元件之间相对

41、运动的误差。误差。在螺纹加工或用展成法在螺纹加工或用展成法(chn f)(chn f)加工齿轮等工件时，必须保加工齿轮等工件时，必须保证工件与刀具间有严格的运动关系，传动链的传动误差影响其加工精度证工件与刀具间有严格的运动关系，传动链的传动误差影响其加工精度的主要因素。的主要因素。1.1.传动链的传动误差传动链的传动误差 例如：在该齿机上用单头滚刀加工直齿轮时，要求滚刀与例如：在该齿机上用单头滚刀加工直齿轮时，要求滚刀与工件之间具有严格的运动关系：工件之间具有严格的运动关系：滚刀转一转，工件转过一个齿滚刀转一转，工件转过一个齿。这。这种运动关系是由种运动关系是由刀具与工件间的传动链刀具与工件间

42、的传动链来保证的。来保证的。第四十页，共100页。由于各传动件在传动链中所处的位置不同由于各传动件在传动链中所处的位置不同(b tn)(b tn)，它，它们对工件加工精度们对工件加工精度(即末端件的转角误差即末端件的转角误差)的影响程度是不同的影响程度是不同(b(b tn)tn)的。如传动链是升速传动，则传动元件的转角误差将被扩大；的。如传动链是升速传动，则传动元件的转角误差将被扩大；反之，则转角误差将被缩小。反之，则转角误差将被缩小。如图所示的机床如图所示的机床(jchung)(jchung)传动系统，可具体表示为传动系统，可具体表示为 2 2传动链误差的传递传动链误差的传递(chund)(

43、chund)系数系数传动链误差一般可用传动链末端元件的转角误差来衡量。传动链误差一般可用传动链末端元件的转角误差来衡量。第四十一页，共100页。假设滚刀轴均匀旋转，若齿轮假设滚刀轴均匀旋转，若齿轮Z1Z1有转角误差有转角误差(wch)1(wch)1，而，而其他各传动件无误差其他各传动件无误差(wch)(wch)，则传到末端件所产生的转角误差，则传到末端件所产生的转角误差(wch)1n(wch)1n为：为：由于所有由于所有(suyu)(suyu)的传动件都存在误差，因此，各传动件对工的传动件都存在误差，因此，各传动件对工件精度影响的总和件精度影响的总和为各传动元件所引起末端元件转角误差的叠加：为

44、各传动元件所引起末端元件转角误差的叠加：同理，可求得其它齿轮同理，可求得其它齿轮(chln)(chln)转角误差转角误差ii，对末端件所产，对末端件所产生的转角误差为生的转角误差为 如果考虑到传动链中各传动元件的转角误如果考虑到传动链中各传动元件的转角误差都是差都是独立的随机变量独立的随机变量，则传动链末端元件的总，则传动链末端元件的总转角误差可用概率法进行估算：转角误差可用概率法进行估算：第四十二页，共100页。可以认为可以认为:各传动元件的转角误差是转角的正弦各传动元件的转角误差是转角的正弦(zhngxin)(zhngxin)函数函数 如以末端元件的圆频率为基准如以末端元件的圆频率为基准,

45、各传动元件引起末端元件的转角误差就是其各各传动元件引起末端元件的转角误差就是其各次的谐波分量次的谐波分量.第四十三页，共100页。3 3减少传动链传动误差减少传动链传动误差(wch)(wch)的措施的措施1)1)尽可能缩短尽可能缩短(sudun)(sudun)传动链；传动链；2)2)减少各传动元件减少各传动元件(yunjin)(yunjin)装配时的几何偏心，提高装配装配时的几何偏心，提高装配精度；精度；3)3)提高传动链末端元件的制造精度；提高传动链末端元件的制造精度；在一般的降速传动链中，在一般的降速传动链中，末端元件的误差影响最大。末端元件的误差影响最大。在传动链中按降速比递增的原则分配

46、备传动副的传动比；在传动链中按降速比递增的原则分配备传动副的传动比；传动链末端传动副的降速比取得越大，则传动链中其余各传动元传动链末端传动副的降速比取得越大，则传动链中其余各传动元件误差的影响就越小；件误差的影响就越小；4)4)传动比传动比i i应小；应小；第四十四页，共100页。校正装置的实质是在原传动链中人为地加入一误差，其校正装置的实质是在原传动链中人为地加入一误差，其大小与传动链本身的误差相等而方向大小与传动链本身的误差相等而方向(fngxing)(fngxing)相反，从而使之相反，从而使之相互抵消。相互抵消。5)5)采用采用(ciyng)(ciyng)校正装置校正装置 注意：采用机

47、械式的校正注意：采用机械式的校正装置只能校正机床静态的传装置只能校正机床静态的传动动(chundng)(chundng)误差。如果误差。如果要校正机床静态及动态传动要校正机床静态及动态传动(chundng)(chundng)误差，则需采误差，则需采用计算机控制的传动用计算机控制的传动(chundng)(chundng)误差补偿装置。误差补偿装置。6)6)采用数控技术采用数控技术 如开放式数控系统中的电子齿轮如开放式数控系统中的电子齿轮第四十五页，共100页。三、其他三、其他(qt)(qt)几何误几何误差差 一般刀具一般刀具(如普通车刀、单刃镗刀和平如普通车刀、单刃镗刀和平面铣刀等面铣刀等)的制

48、造误差，对加工精度没有的制造误差，对加工精度没有(mi(mi yu)yu)直接影响。直接影响。1 1、刀具、刀具(doj)(doj)误差误差一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成刀具展成刀具机加机加工中工中常用常用的刀的刀具有：具有：定尺寸刀具定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀等如钻头、铰刀、拉刀等)的的尺寸误差直接影响加工工件的尺寸精度。刀具在尺寸误差直接影响加工工件的尺寸精度。刀具在安装使用中不当将产生跳动，也将影响加工相应。安装使用中不当将产生跳动，也将影响加工相应。成形刀具成形刀具(如成形车刀、成形铣如成形车刀、成形铣刀及齿轮刀具等刀及齿轮刀具等)的制造误差和磨损，主的制

49、造误差和磨损，主要影响被加工表面的形状精度。要影响被加工表面的形状精度。展成刀具展成刀具(齿轮滚刀齿轮滚刀,花键滚刀花键滚刀,插齿刀插齿刀),),其其切削刃的形状精度影响加工表面的形状精切削刃的形状精度影响加工表面的形状精度度第四十六页，共100页。1 1）定位）定位(dngwi)(dngwi)元件、刀具导向元件、刀具导向元件、分度机构和夹具体的制造误元件、分度机构和夹具体的制造误差差2 2）夹具元件装配误差）夹具元件装配误差3 3）夹具在长期使用过程中工作表）夹具在长期使用过程中工作表面的磨损面的磨损 2 2、工件的装夹误差、工件的装夹误差(wch)(wch)与夹具制造、磨损与夹具制造、磨损

50、工件装夹误差工件装夹误差(wch)(wch)是指定位误差是指定位误差(wch)(wch)和夹紧误差和夹紧误差(wch)(wch)。夹具制造、磨损夹具制造、磨损第四十七页，共100页。1 1）工件在加工过程中要用各种量具、量仪等进行检验测量，）工件在加工过程中要用各种量具、量仪等进行检验测量，再根据测量结果对工件进行试切或调整机床。再根据测量结果对工件进行试切或调整机床。2 2）量具本身的制造误差、测量时的接触力、温度、目测正确）量具本身的制造误差、测量时的接触力、温度、目测正确程度等，都直接程度等，都直接(zhji)(zhji)影响加工误差。影响加工误差。3 3、测量误差、测量误差因此，要正确