发布时间 : 星期一 文章(机械制造行业)第二章机械加工精度更新完毕开始阅读
磨床），因切削力的方向不变，主轴回转时作用在支承上的作用力方向也不变，因而主轴颈与轴承孔的接触点的位置也是基本固定的，即主轴颈在回转时总是与轴承孔的某一段接触，因此轴承孔的圆度误差对主轴回转精度的影响较小，而主轴颈的圆度误差则影响较大；对于刀具回转类机床（如镗床、钻床），因切削力的方向是变化的，所以轴承孔的圆度误差对主轴回转精度的影响较大，而主轴颈的圆度误差影响较小。
2）主轴回转误差的敏感方向 不同类型的机床，主轴回转误差的敏感方向是不同的。 工件回转类机床的主轴回转误差的敏感方向，如图2-2所示，在车削圆柱表面，当主轴在Y方向存在误差Δy时，则此误差将是1﹕1地反映到工件的半径方向上去(ΔRy＝Δy)。而在Z方向存在误差Δz时，反映到工件半径方向上的误差为ΔRz。其关系式为
R02十Δz2＝(R0十ΔRz)2＝R02十2R0·ΔRz十ΔRz2
因ΔRz很小，可以忽略不计，故此式化简后得
ΔRz≈Δz2／(2R0)<<Δy （2—1）
所以Δy所引起的半径误差远远大于由Δz所引起的半径误差。我们把对加工精度影响最大的那个方向称为误差的敏感方向，把对加工精度影响最小的那个方向称为误差的非敏感方向。 （沿用吴拓主编《机械制造工程》（第2版）机械工业出版社2005年9月图3-19） 图2-2 车外圆的敏感方向 2
刀具回转类机床的主轴回转误差的敏感方向，如镗削时，刀具随主轴一起旋转，切削刃的加工表面的法向随刀具回转而不断变化，因而误差的敏感方向也在不断变化。
⑵ 机床导轨误差 床身导轨既是装配机床各部件的基准件，又是保证刀具与工件之间导向精度的导向件，因此导轨误差对加工精度有直接的影响。导轨误差分为：
1）导轨在水平面内的直线度误差Δy 这项误差使刀具产生水平位移，如图2-3所示，使工件表面产生的半径误差为ΔRy，ΔRy＝Δy，使工件表面产生圆柱度误差（鞍形或鼓形）。 2）导轨在垂直平面内的直线度误差Δz 这项误差使刀具产生垂直位移，如图2-4所示，使工件表面产生的半径误差为ΔRz，ΔRz≈Δz2／(2R0)，其值甚小，对加工精度的影响可以忽略不计；但若在龙门刨这类机床上加工薄长件，由于工件刚性差，如果机床导轨为中凹形，则工件也会是中凹形。
3）前后导轨的平行度误差 当前后导轨的不平行，存在扭曲时，刀架产生倾倒，刀尖相
对于工件在水平和垂直两个方向上发生偏移，从而影响加工精度。如图2-5所示，在某一截面内，工件加工半径误差为：
ΔR≈Δy＝
式中：H——车床中心高 B——导轨宽度
Δ——前后导轨的最大平行度误差
（沿用吴拓主编《机械制造工程》（第2版）机械工业出版社2005年9月图3-20、21） 图2-3 机床导轨在水平面内的 图2-4 机床导轨在垂直面内的 直线度对加工精度的影响 直线度对加工精度的影响 Hδ （2—2） B （沿用吴拓主编《机械制造工程》（第2版）机械工业出版社2005年9月图3-22） 图2-5 机床导轨扭曲对工件形状的影响 ⑶ 传动链传动误差 传动链传动误差是指机床内联系传动链始末两端传动元件之间相对运动的误差。它是影响螺纹、齿轮、蜗轮蜗杆以及其它按展成原理加工的零件加工精度的主要因素。传动链始末两端的联系是通过一系列的传动元件来实现的，当这些传动元件存在加工误差、装配误差和磨损时，就会破坏正确的运动关系，使工件产生加工误差，这些误差即传动链误差。为了减少机床的传动链误差对加工精度的影响，可以采取以下措施： 1）尽量减少传动元件数量，缩短传动链，以缩小误差的来源。
2）采用降速传动（即i<<1） 降速传动是保证传动精度的重要措施。对于螺纹加工机床，为保证降速传动，机床传动丝杠的导程应大于工件的导程；齿轮加工机床最后传动副为蜗轮副，为了得到i<<1的降速传动比，应使蜗轮的齿数远远大于工件的齿数。
3）提高传动链中各元件，尤其是末端元件的加工和装配精度，以保证传动精度。
4）设法消除传动链中齿轮间的间隙，以提高传动精度。 5）采用误差校正装置来提高传动精度。 2．刀具制造误差与磨损
刀具的制造误差对加工精度的影响，根据刀具种类不同而异。当采用定尺寸刀具如钻头、铰刀、拉刀、键槽铣刀等加工时，刀具的尺寸精度将直接影响到工件的尺寸精度；当采用成形刀具如成形车 刀、成形铣刀等加工时，刀具的形状精度将直接影响工件的形状精度；当采用展成刀具如齿轮滚刀、插齿刀等加工时，刀刃的形状必须是加工表面的共轭曲线，因此刀刃的形状误差会影响加工表面的形状精度；当采用一般刀具如车刀、镗刀、铣刀等的制造误差对零件的加工精度并无直接影响，但其磨损对加工精度、表面粗糙度有直接的影响。 任何刀具在切削过程中都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状误差。例如用成形刀具加工时，刀具刃口的不均匀磨损将直接复映到工件上造成形状误差；在加工较大表面（一次走刀时间长）时，刀具的尺寸磨损也会严重影响工件的形状精度；用调整法加工一批工件时，刀具的磨损会扩大工件尺寸的分散范围；刀具磨损使同一批工件的尺寸前后不一致。
3．夹具的制造误差与磨损
夹具的制造误差与磨损包括三个方面：
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，定位元件、刀具导向元件、分度机构等元件工作表面间的相对尺寸误差； 3）夹具在使用过程中定位元件、刀具导向元件工作表面的磨损。
这些误差将直接影响到工件加工表面的位置精度或尺寸精度。一般来说，夹具误差对加工表面的位置误差影响最大，在设计夹具时，凡影响工件精度的尺寸应严格控制其制造误差，一般可取工件上相应尺寸或位置公差的1∕2~1∕5作为夹具元件的公差。 4．工件的安装误差、调整误差以及度量误差
工件的安装误差是由定位误差、夹紧误差和夹具误差等三项组成。其中，夹具误差如上所述，定位误差这部分内容在机床夹具一章中已有介绍，此处不再赘述。夹紧误差是指工件在夹紧力作用下发生的位移，其大小是工件基准面至刀具调整面之间距离的最大与最小尺寸之差。它包括工件在夹紧力作用下的弹性变形、夹紧时工件发生的位移或偏转而改变了工件在定位时所占有的正确位置、工件定位面与夹具支承面之间的接触部分的变形。
机械加工过程中的每一道工序都要进行各种各样的调整工作，由于调整不可能绝对准确，因此必然会产生误差，这些误差称为调整误差。调整误差的来源随调整方式的不同而不同：
1）采用试切法加工时，引起调整误差的因素有：由于量具本身的误差和测量方法、环境条件（温度、振动等）、测量者主观因素（视力、测量经验等）造成的测量误差；在试切时，由于微量调整刀具位置而出现的进给机构的爬行现象，导致刀具的实际位移与刻度盘上的读
数不一样造成的微量进给加工误差；精加工和粗加工切削时切削厚度相差很大，造成试切工件时尺寸不稳定，引起尺寸误差。
2）采用调整法加工时，除上述试切法引起调整误差的因素对其也同样有影响外，还有：成批生产中,常用定程机构如行程挡块、靠模、凸轮等来保证刀具与工件的相对位置，定程机构的制造和调整误差以及它们的受力变形和与它们配合使用的电、液、气动元件的灵敏度等会成为调整误差的主要来源；若采用样件或样板来决定刀具与工件间相对位置时，则它们的制造误差、安装误差和对刀误差以及它们的磨损等都对调整精度有影响；工艺系统调整时由于试切工件数不可能太多，不能完全反映整批工件加工过程的各种随机误差，故其平均尺寸与总体平均尺寸不可能完全符合而造成加工误差。
为了保证加工精度，任何加工都少不了测量，但测量精度并不等于加工精度，因为有些精度测量仪器分辨不出，有时测量方法失当，均会产生测量误差。引起测量误差的原因主要有：量具本身的制造误差；测量方法、测量力、测量温度引起，如读数有误、操作失当，测量力过大或过小等。
减少或消除度量误差的措施主要是：提高量具精度，合理选择量具；注意操作方法；注意测量条件，精密零件应在恒温中测量。 三、工艺系统受力变形对加工精度的影响
1．工艺系统的受力变形
机械加工过程中，工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹紧力、重力等外力的作用下，各环节将产生相应的变形，使刀具和工件间已调整好的正确位置关系遭到破坏而造成加工误差。例如，在车床上车削细长轴时，如图2-6所示，工件在切削力的作用下会发生变形，使加工出的工件出现两头细中间粗的腰鼓形。由此可见，工艺系统受力变形是加工中一项很重要的原始误差，它严重的影响工件的加工精度。工艺系统的受力变形通常是弹性变形，一般来说，工艺系统抵抗弹性变形的能力越强，加工精度越高。 （沿用吴拓主编《机械制造工程》（第2版）机械工业出版社2005年9月图3-23） 图2-6 车细长轴时的变形 2．工艺系统的刚度
工艺系统是一个弹性系统。弹性系统在外力作用下所产生的变形位移的大小取决于外力