加工精度是指被加工零件表面的實(shí)際尺寸、形狀和位置等三個(gè)幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)一致的程度。尺寸的理想幾何參數(shù)是平均尺寸；對(duì)于曲面幾何，是絕對(duì)的圓、圓柱、平面、圓錐、直線等。對(duì)于面與面之間的相互位置，是絕對(duì)平行度、垂直度、同軸度、對(duì)稱度等。零件的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的偏差稱為加工誤差。

1.介紹

加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品，加工精度和加工誤差是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語。加工精度用公差等級(jí)來衡量。等級(jí)值越小，精度越高。加工誤差用數(shù)值表示。數(shù)值越大，誤差越大。加工精度高意味著加工誤差小，反之亦然。從IT01、IT0、IT1、IT2、IT3到IT18共20個(gè)公差等級(jí)，其中IT01表示該零件加工精度最高，IT18表示該零件加工精度最低，一般IT7、IT8為中等加工精度等級(jí)。

通過任何加工方法獲得的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確。從零件的功能來看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為加工精度是有保證的。

2.相關(guān)內(nèi)容

精度:指被加工零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸公差帶中心的重合程度。

形狀精度:指被加工零件表面的實(shí)際幾何形狀符合理想幾何形狀的程度。

位置精度:指加工后零件相關(guān)表面之間實(shí)際位置精度的差異。

關(guān)系:通常在設(shè)計(jì)機(jī)器零件和規(guī)定零件的加工精度時(shí)，要注意把形狀誤差控制在位置公差以內(nèi)，位置誤差要小于尺寸公差。即精密零件或零件的重要表面，形狀精度要求應(yīng)高于位置精度要求，位置精度要求應(yīng)高于尺寸精度要求。

3.調(diào)整法

1.調(diào)整工藝系統(tǒng)。

切割方式的調(diào)整:通過試切-測(cè)量尺寸-調(diào)整刀具的切割量-進(jìn)給切割-再次切割，以此類推，直到達(dá)到要求的尺寸。這種方法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批量生產(chǎn)。

調(diào)整方法:預(yù)先調(diào)整機(jī)床、夾具、工件、刀具的相對(duì)位置，得到所需尺寸。這種方法生產(chǎn)率高，主要用于批量生產(chǎn)。

2.減少機(jī)床誤差

1)提高主軸部件的制造精度。

應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度；

①選擇高精度滾動(dòng)軸承；

②采用高精度多油楔動(dòng)壓軸承；

③采用高精度靜壓軸承。

與軸承配套的零件精度要提高；

(1)提高箱體支撐孔和主軸頸的加工精度；

(2)提高與軸承配合面的加工精度；

③測(cè)量并調(diào)整相應(yīng)零件的徑向跳動(dòng)范圍，以補(bǔ)償或抵消誤差。

2)正確預(yù)加載滾動(dòng)軸承。

①清除即可；

②增加軸承剛度；

③均衡滾動(dòng)元件誤差。

3)主軸旋轉(zhuǎn)精度沒有反映在工件上。

3.減少傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。

1)傳動(dòng)件數(shù)量少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高；

2)采用減速傳動(dòng)(I

3)端件的精度應(yīng)高于其他傳動(dòng)件。

4.減少工具磨損

在刀具尺寸磨損達(dá)到銳磨階段之前，有必要重新磨刀。

5.減少工藝系統(tǒng)的應(yīng)力和變形。

主要來自:

1)提高系統(tǒng)的剛性，特別是工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛性；

2)降低負(fù)荷及其變化。

提高系統(tǒng)剛性

①合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)最小化連接表面的數(shù)量；

2)防止局部低剛度環(huán)節(jié)；

3)基礎(chǔ)部分和支架的結(jié)構(gòu)和截面形狀應(yīng)合理選擇。

②提高連接面的接觸剛度。

1)提高機(jī)床零件中零件間結(jié)合面的質(zhì)量；

2)預(yù)加載機(jī)床部件；

3)提高工件定位基準(zhǔn)的精度，降低其表面粗糙度。

③采用合理的夾緊和定位方法。

減少負(fù)荷及其變化

①合理選擇刀具的幾何參數(shù)和切削參數(shù)，降低切削力；

②將毛坯分組，盡量使調(diào)整中的毛坯加工余量均勻。

6.減少工藝系統(tǒng)的熱變形

(1)減少熱量，隔離熱源。

1)采用較小的切削量；

2)當(dāng)零件精度要求高時(shí)，將粗加工和精加工工序分開；

3)盡可能將熱源與機(jī)床分開，以減少機(jī)床的熱變形；

4)從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑等方面改善主軸軸承、絲杠螺母副、高速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副等不可分離熱源的摩擦特性。，減少熱量產(chǎn)生或使用隔熱材料；

5)采用強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷等散熱措施?！窘饘偌庸の⑿?，內(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guān)注。】

②平衡溫度場(chǎng)

③采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)和裝配基準(zhǔn)。

1)采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)——在齒輪箱內(nèi)，對(duì)稱布置軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等。能使箱壁溫升均勻，減少箱體變形；

2)合理選擇機(jī)床部件的裝配基準(zhǔn)。

④加速傳熱平衡。

⑤控制環(huán)境溫度

7.降低殘余應(yīng)力

1.增加熱處理工藝，消除內(nèi)應(yīng)力；

2.合理安排工藝流程。

4.影響的原因

①加工原理誤差

加工原理誤差是指以近似的葉片型線或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。在螺紋、齒輪和復(fù)雜曲面的加工中，經(jīng)常出現(xiàn)加工原理誤差。

例如，用于加工漸開線齒輪的齒輪滾刀，為了使?jié)L刀制造方便，用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿，造成齒輪漸開線齒形誤差。再比如車削模數(shù)蝸桿，因?yàn)槲仐U的螺距等于蝸輪的螺距(即mπ)，其中M是模數(shù)，π是無理數(shù)。然而，車床的替換齒輪的齒數(shù)是有限的。選擇替換齒輪時(shí)，π只能換算成一個(gè)近似的分?jǐn)?shù)值(π =3.1415)進(jìn)行計(jì)算，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具對(duì)工件的成形運(yùn)動(dòng)(螺旋運(yùn)動(dòng))不準(zhǔn)確，導(dǎo)致螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差滿足加工精度要求(" =10%-15%尺寸公差")的前提下，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。

②調(diào)整誤差

機(jī)床調(diào)整誤差是指由于調(diào)整不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。

③機(jī)床誤差

機(jī)床誤差是指機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。包括機(jī)床導(dǎo)軌的導(dǎo)向誤差、機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)誤差和機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。

機(jī)床導(dǎo)向誤差

1.導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度——導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合程度。主要包括:

①導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度δ y和垂直面內(nèi)的直線度δ z(彎曲)；

②前后導(dǎo)軌的平行度(扭曲)；

③導(dǎo)軌在水平面和垂直面內(nèi)與主軸旋轉(zhuǎn)軸的平行度誤差或垂直度誤差。

2.導(dǎo)向精度對(duì)切削的影響主要考慮由導(dǎo)向誤差引起的刀具和工件在誤差敏感方向上的相對(duì)位移。車削時(shí)，誤差敏感方向?yàn)樗椒较?，垂直方向引起的?dǎo)向誤差引起的加工誤差可以忽略。鏜孔時(shí)，誤差敏感方向隨刀具旋轉(zhuǎn)而變化；刨削時(shí)，誤差敏感方向是豎直方向，床身導(dǎo)軌在豎直平面內(nèi)的直線度引起加工表面的直線度和平面度誤差。

機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)誤差

主軸旋轉(zhuǎn)誤差是指實(shí)際旋轉(zhuǎn)軸與理想旋轉(zhuǎn)軸的偏差。包括主軸端面圓跳動(dòng)、主軸徑向圓跳動(dòng)和主軸幾何軸線傾斜擺動(dòng)。

1.主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響:①加工圓柱面時(shí)沒有影響；②車削、鏜削端面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生端面與圓柱軸線的垂直度誤差或端面平面度誤差；③加工螺紋時(shí)，會(huì)產(chǎn)生螺距循環(huán)誤差。

2.主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響:①如果徑向回轉(zhuǎn)誤差表現(xiàn)為其實(shí)際軸線在Y軸坐標(biāo)方向作調(diào)和直線運(yùn)動(dòng)，則鏜床鏜出的孔為橢圓孔，圓度誤差為徑向圓跳動(dòng)的幅度；車床加工的孔沒有影響；②如果主軸幾何軸線偏心運(yùn)動(dòng)，無論車削還是鏜削，都可以得到刀尖半徑到平均軸線的圓。

3.主軸幾何軸傾斜角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響:①幾何軸在空間上相對(duì)于平均軸有一定錐角的圓錐軌跡，等價(jià)于幾何軸從各截面繞平均軸的偏心運(yùn)動(dòng)，但從軸向看偏心值互不相同；(2)幾何軸在某一平面內(nèi)擺動(dòng)，從各截面看相當(dāng)于實(shí)際軸在一平面內(nèi)的簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，但從軸向看跳躍的幅度因地而異；③實(shí)際上，主軸幾何軸的傾斜擺動(dòng)是上述兩者的疊加。

機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差

機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈中第一個(gè)和最后一個(gè)傳動(dòng)元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差。

④制造誤差和夾具磨損

夾具的誤差主要是指:1)定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具本體等的制造誤差。2)夾具組裝后，上述各部件工作面之間的相對(duì)尺寸誤差；3)使用過程中夾具工作表面的磨損。金屬加工微信，內(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guān)注。

⑤工具制造誤差和磨損

刀具誤差對(duì)加工精度的影響因刀具類型而異。

1)定徑工具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀和圓拉刀等)的尺寸精度。)直接影響工件的尺寸精度。

2)成形刀具(如成形車刀、成形銑刀、成形砂輪等)的形狀精度。)會(huì)直接影響工件的形狀精度。

3)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等)的刃形誤差。)會(huì)影響加工表面的形狀精度。

4)一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀)的制造精度對(duì)加工精度沒有直接影響，但刀具容易磨損。

⑥工藝系統(tǒng)的應(yīng)力變形

在切削力、夾緊力、重力和慣性力的作用下，工藝系統(tǒng)會(huì)發(fā)生變形，破壞被調(diào)整工藝系統(tǒng)各部件的相互位置關(guān)系，導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生，影響加工過程的穩(wěn)定性。主要考慮機(jī)床、工件的變形和工藝系統(tǒng)的總變形。

切削力對(duì)加工精度的影響

僅考慮機(jī)床的變形，對(duì)于加工軸類零件，機(jī)床的變形導(dǎo)致工件呈兩頭粗中間細(xì)的馬鞍形，即產(chǎn)生圓柱度誤差。僅考慮工件的變形，對(duì)于加工軸類零件來說，工件的變形使被加工工件呈現(xiàn)出兩頭薄中間厚的鼓形。對(duì)于加工孔類零件，僅考慮機(jī)床或工件的變形，加工的工件形狀與加工的軸類零件形狀相反。

夾緊力對(duì)加工精度的影響

當(dāng)工件被夾緊時(shí)，由于工件剛度低或夾緊力不當(dāng)，工件相應(yīng)變形，產(chǎn)生加工誤差。

⑦工藝系統(tǒng)的熱變形

在加工過程中，工藝系統(tǒng)受到內(nèi)部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環(huán)境溫度、熱輻射)的加熱變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中，由工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總加工誤差的40%-70%。

工件熱變形對(duì)加工金的影響包括工件受熱均勻和工件受熱不均勻。

⑧工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

殘余應(yīng)力的產(chǎn)生:1)毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；2)冷矯直產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；3)切削產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

⑨加工場(chǎng)地環(huán)境影響

加工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常會(huì)有很多小金屬屑。如果這些金屬屑位于零件的定位面或孔上，就會(huì)影響零件的加工精度。對(duì)于高精度加工，一些肉眼看不見的小金屬屑會(huì)影響精度。這種影響因素會(huì)被識(shí)別出來，但沒有有效的方法消除，往往取決于操作者的操作方法。