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1機械零件的加工精度

加工精度是指零件經過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面的相互位置等參數的實際值與設計理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度就是加工誤差。加工誤差的大小即反映了加工精度的高低。限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、平面度、直線度等；相互位置精度。限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平行度、同軸度、位置度等。在機械加工中，由機床、夾具、刀具與被加工工件一起構成了這一加工過程的一個整體，這一整體稱為機械加工工藝系統。因而，分析機械加工精度的過程，也就是分析這一工藝系統在各種不同的工作條件下以各種不同方式反映工件的加工誤差。而機床、夾具又是這一工藝系統的重要組成部分。

2機械加工產生誤差的原因分析

2.1機床的幾何誤差。加工中刀具相對于工件的成形運動都是通過機床來完成的，因而，工件的加工精度在很大的程度上取決于機床的精度。機床的制造誤差對工件加工精度影響較大的有主軸回轉誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差。尤其機床的磨損將使機床工作精度下降。主軸回轉誤差。機床主軸是裝夾刀具的基準，并將運動和動力傳遞給刀具或工件，主軸回轉誤差將直接影響被加工工件的精度。主軸回轉誤差是指主軸每一瞬間的實際回轉軸線相對于其平均回轉軸線的變動量。導軌誤差，導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，除了導軌本身的制造誤差外，導軌的安裝質量和不均勻磨損也是造成導軌誤差的主要因素。而導軌磨損是機床精度下降的主要原因之一。傳動鏈誤差，傳動鏈誤差是指傳動鏈始末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的制造和裝配誤差，以及使用過程中的磨損所引起的，一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。

2.2夾具的幾何誤差。夾具的作用是使工件相對于機床和刀具具有一個正確的安裝位置，因此，夾具的制造誤差對工件的加工精度影響很大。一是基準不重合誤差，在零件圖上確定某一表面尺寸、形狀、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副制造不準確產生的誤差，夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對準確，其實際尺寸(或位置)都允許在規定的公差范圍內變動。工件定位面與夾具定位元件共同構成定位副，由于定位副制造的不準確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動量，稱為定位副制造不準確誤差。

2.3刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過程中，都要產生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀的改變。正確的選用刀具材料或新型耐磨刀具材料，合理地選用刀具幾何參數和切削用量，均能最大限度地減少刀具磨損。

2.4工藝系統受力變形產生的誤差。工件剛度，工藝系統中如果工件剛度相對于機床、夾具、刀具來說比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。加工工藝的安排是否合理也是影響加工精度的一個非常重要的方面。刀具剛度，外圓車刀在加工表面法線方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。但在鏜直徑較小的孔時，刀桿剛度很差，刀桿的受力變形就對孔加工精度有很大影響。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度現在尚無合適的計算方法，目前還是用實驗方法來測定。變形與載荷不成線性關系，加載和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線。兩曲線間所包容的面積就是加載和卸載循環中所損耗的能量，它消耗于摩擦力所做的功和接觸變形功。第一次卸載后，變形恢復不到第一次加載的起點，必須經多次加載卸載后，加載曲線起點才和卸載曲線終點重合，殘余變形才能逐漸減小到零。

2.5工藝系統受熱變形引起的誤差。工藝系統熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形引起的加工誤差有時可占工件總誤差的50%。機床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會逐漸升高，同時它們也會通過各種傳熱方式向周圍的物質散發熱量。

2.6調整的幾何誤差。在機械加工中，對工藝系統的調整是必不可少的，由于調整不可能絕對地準確，因而在調整過程中產生誤差。在工藝系統中，刀具、工件在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、夾具、刀具或工件等來保證的。當機床、夾具、刀具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

2.7測量的幾何誤差。零件在加工過程中和加工完成后進行測量時，由于測量方法、檢測量具精度以及工件等主客觀因素都直接影響測量精度。

3提高機械加工精度的措施

3.1減少原始誤差。提高零件加工所使用機床的幾何精度，提高夾具、量具及刀具本身的精度，控制工藝系統受力、受熱變形、刀具磨損、測量誤差等。為提高加工精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差逐一進行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的方法來解決。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形；也就是選用精密的機床進行加工。對具有成形表面的零件加工，則主要是如何減少刀具的安裝誤差和成形刀具形狀誤差。

3.2進行誤差補償。對工藝系統的一些原始誤差，可采取誤差補償的方法來控制其對零件加工誤差的影響。此法是人為地造出一種新的誤差，從而補償或抵消原來工藝系統中固有的原始誤差，達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3.3分化或均化原始誤差。為提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始誤差的方法。對加工精度要求高的零件表面，還可以采取在不斷試切加工過程中，逐步均化原始誤差的方法。分化原始誤差法，即分組法。這種辦法的就是把原始誤差按其大小平均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n，然后按每組分別調整加工。均化原始誤差，此法過程為通過加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過程。它的實質就是通過對有密切聯系的工件表面的相互比較和檢查中找出它們之間的差異，然后進行相互修正或互為基準的加工。

3.4就地加工。在加工和裝配中有些精度問題，涉及到零件或部件間的相互關系，如果只是要求提高零、部件本身的精度，有時不僅困難，甚至不可能。若采用此方法，就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。

4結論

在機械加工過程中，通過對加工誤差產生的原因進行分析，掌握其變化的規律，從而采取相應的措施減少加工誤差，提高機械加工質量。