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1、机械制造工艺学机械制造工艺学机床误差及对加工精度的影响机床误差及对加工精度的影响2021/9/231复习复习1 1、机械加工精度与加工误差、机械加工精度与加工误差 机械加工精度是指零件加工后的实际几机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的符合程度。对理想几何参数的符合程度。 加工误差是指零件加工后的实际几何参加工误差是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）对理数（尺寸、形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。想几何参数的偏离程度。2021/9/2322 2、工艺系统、工艺系统 在
2、机械加工时，机床、夹具、刀具在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件构成了一个完整的系统，称之为和工件构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。工艺系统。2021/9/233引入n例例1 1，利用卧式升降台铣床铣削一平面，利用卧式升降台铣床铣削一平面，但铣出的平面与底部定位基准平面产生但铣出的平面与底部定位基准平面产生平行度误差，这是由什么原因造成的呢平行度误差，这是由什么原因造成的呢？ 2021/9/234n例例2 2，在车削工件时，出现圆柱度和，在车削工件时，出现圆柱度和圆跳动超差；端面的平面度或螺纹圆跳动超差；端面的平面度或螺纹的螺距精度超差的现象，这是由什的螺距精度超差的现象，这是由什么原因造
3、成的呢？么原因造成的呢？ 2021/9/235 在在正正常常加加工工条条件件下下，机机床床的的本本身身精精度度通通常常是是影影响响加加工工工工件件精精度度最最重重要要的一个因素。的一个因素。 机床对工件加工精度影响较大的机床对工件加工精度影响较大的有：导轨导向误差、主轴回转误差和有：导轨导向误差、主轴回转误差和传动链误差。传动链误差。2021/9/236一、机床导轨误差一、机床导轨误差 导轨导向精度是指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度，这两者之间的偏差称为导向误差。 2021/9/2371 1、直线导轨的导向精度表现形式、直线导轨的导向精度表现形式（1 1）导轨在水平面内
4、的直线度（弯曲）导轨在水平面内的直线度（弯曲）（2 2）导轨在垂直面内的直线度（弯曲）导轨在垂直面内的直线度（弯曲）（3 3）前后导轨平行度（扭曲）前后导轨平行度（扭曲）（4 4）导导轨轨与与主主轴轴回回转转轴轴线线的的平平行行度度( (或垂直度或垂直度) )2021/9/2382 2、导轨导向误差对加工精度的影响、导轨导向误差对加工精度的影响（1 1）导轨直线度的影响）导轨直线度的影响2021/9/239(a) (b)(a) (b)例例1 1：车削加工：车削加工2021/9/2310例例2 2：刨削时的加工误差：刨削时的加工误差2021/9/2311导轨在水平面内的直线导轨在水平面内的直线度
5、度 对对于于车车床床和和外外圆圆磨磨床床由由于于刀刀尖尖相相对对于于工工件件回回转转轴轴线线在在加加工工表表面面径径向向方方向向的的变变化化属属敏敏感感方方向向，故其对零件的形状精度影响很大。故其对零件的形状精度影响很大。 2021/9/2312导轨在垂直面内的直线导轨在垂直面内的直线度度 垂垂直直面面内内导导轨轨的的直直线线度度误误差差对对车车床床的的影影响响较较小小，可可以以忽忽略略不不计计。但但对对于于龙龙门门刨刨床床、龙龙门门铣铣床床及及导导轨轨磨磨床床来来说说，导导轨轨在在垂垂直直面面内内的的直直线线度误差将直接反映到工件上。度误差将直接反映到工件上。 2021/9/2313（3 3
6、）前后导轨平行度的影响）前后导轨平行度的影响导轨扭曲示意图2021/9/2314例：车床导轨扭曲引起的加工误差例：车床导轨扭曲引起的加工误差D R=DY 导轨扭曲引起的加工误差2021/9/2315（4 4）导轨与主轴回转轴线的平行度的影响）导轨与主轴回转轴线的平行度的影响 当车床导当车床导轨和主轴回转轨和主轴回转轴线在水平面轴线在水平面内不平行时，内不平行时，使工件产生锥使工件产生锥度。度。 2021/9/2316 当车床导当车床导轨和主轴回转轨和主轴回转轴线在垂直面轴线在垂直面内不平行时，内不平行时，对工件影响很对工件影响很小。小。 2021/9/2317（5 5）导轨误差对加工精度的影响
7、小结）导轨误差对加工精度的影响小结 由由上上分分析析可可知知，导导轨轨导导向向误误差差对对不不同同的的加加工工方方法法和和加加工工对对象象，将将会会产产生生不不同同的的加加工工误误差差。在在分分析析导导轨轨导导向向误误差差对对加加工工精精度度的的影影响响时时，主主要要应应考考虑虑导导轨轨导导向向误误差差引引起起刀刀具具与与工工件件误误差差敏敏感感方方向向的的相对位移。相对位移。2021/9/23183 3、影响导轨导向精度的因素、影响导轨导向精度的因素 影响导轨导向精度的因素影响导轨导向精度的因素有制有制造、安装、磨损以及使用过程中造、安装、磨损以及使用过程中的力、热等方面的原因。的力、热等方
8、面的原因。2021/9/23194 4、提高导轨导向精度的措施、提高导轨导向精度的措施（1）机机床床制制造造时时应应从从结结构构、材材料料、润润滑滑、防防护护装装置置等等方方面面采采取取措措施施以提高导向精度；以提高导向精度；（2）机机床床安安装装时时，应应校校正正好好水水平平和和保证地基质量；保证地基质量；（3 3）使用时，要注意调整导轨配合）使用时，要注意调整导轨配合间隙、同时保证良好的润滑和维间隙、同时保证良好的润滑和维护。护。 2021/9/2320二、主轴回转运动误差二、主轴回转运动误差 机机床床主主轴轴回回转转误误差差，是是主主轴轴的的实实际际回回转转轴轴线线相相对对于于其其理理想
9、想回回转转轴轴线线（平平均均回回转转轴线）的漂移轴线）的漂移。2021/9/23211 1、主轴回转误差的基本形式、主轴回转误差的基本形式径向圆跳动径向圆跳动轴向圆跳动轴向圆跳动倾角摆动倾角摆动2021/9/23222 2、主轴回转误差对加工精度的影响、主轴回转误差对加工精度的影响2021/9/2323（1 1）轴向圆跳动对加工精度的影响）轴向圆跳动对加工精度的影响n n当加工端面时当加工端面时当加工端面时当加工端面时, , , ,车出端面与圆柱面不垂车出端面与圆柱面不垂车出端面与圆柱面不垂车出端面与圆柱面不垂直；直；直；直； n n加工螺纹时，产生螺距周期性误差。加工螺纹时，产生螺距周期性误
10、差。加工螺纹时，产生螺距周期性误差。加工螺纹时，产生螺距周期性误差。n n镗削时，对加工内孔无影响；对端面镗削时，对加工内孔无影响；对端面镗削时，对加工内孔无影响；对端面镗削时，对加工内孔无影响；对端面的平面度和垂直度有影响。的平面度和垂直度有影响。的平面度和垂直度有影响。的平面度和垂直度有影响。2021/9/2324（2 2）径向圆跳动对加工精度的影响）径向圆跳动对加工精度的影响 车车削削加加工工时时，实实际际回回转转轴轴线线相相对对于于平平均均回回转转轴轴线线作作h=Acosh=Acos的运动的运动Y=A+(R-h)cosY=A+(R-h)cos =Asin =Asin2 2+Rcos+R
11、cosZ=(R-h)sinZ=(R-h)sin =Rsin =Rsin-Acos-Acossinsin Y Y2 2+Z+Z2 2=R=R2 2+Asin+Asin2 2 2021/9/2325 镗削加工时，镗削加工时，实际回转轴线相对实际回转轴线相对于平均回转轴线作于平均回转轴线作h=Acosh=Acos的运动的运动 Z= Rsin Z= Rsin Y=h+Rcos Y=h+Rcos =(A+R)cos =(A+R)cos 加工内孔呈椭加工内孔呈椭圆孔；对端面的加圆孔；对端面的加工无影响工无影响。2021/9/2326（3 3）倾角摆动对加工精度的影响）倾角摆动对加工精度的影响 几几何何轴轴
12、线线相相对对与与平平均均轴轴线线在在空空间间成成一定锥角的圆锥运动。一定锥角的圆锥运动。 若若沿沿与与平平均均轴轴线线垂垂直直的的各各个个截截面面来来看看，相相当当于于几几何何轴轴线线绕绕平平均均轴轴心心做做偏偏心心运运动动，只只是是各各截截面面的的偏偏心心量量不不同同。因因此此，无无论论车车削削还还是是镗镗削都能获得一个正圆锥削都能获得一个正圆锥。2021/9/2327几何轴线在某一平面内作角度摆动几何轴线在某一平面内作角度摆动 若若频频率率和和主主轴轴回回转转频频率率一一致致，沿沿与与平平均均回回转转轴轴线线垂垂直直的的各各个个截截面面看看，车车削削表表面面是是一一个个圆圆，整整体体为为一
13、一圆圆柱柱。镗镗孔孔时时，在在垂垂直直于于主主轴轴平平均均轴轴线线的的各各个个截截面面内内都都形形成成椭椭圆圆，整整体加工出椭圆柱。体加工出椭圆柱。2021/9/23284 4、主轴回转误差产生的原因、主轴回转误差产生的原因 主主轴轴回回转转误误差差主主要要是是由由主主轴轴的的制制造造误误差差、轴轴承承的的误误差差与与轴轴承承配配合合件件的的误误差差及及配配合合间间隙隙、主主轴轴系系统统的的径径向向不不等等刚刚度度和和热热变变形形等等造成。造成。 2021/9/2329单油楔动压单油楔动压轴承圆度误差和波度对回转精度的影响轴承圆度误差和波度对回转精度的影响工件回转类机床工件回转类机床 刀具回转
14、类机床刀具回转类机床 2021/9/23305 5、提高主轴回转精度的措施、提高主轴回转精度的措施（1 1）提高主轴部件的制造精度；）提高主轴部件的制造精度；（2 2）对对滚滚动动轴轴承承进进行行预预紧紧，消消除除间间隙隙 ；（3 3）使主轴回转误差不反映到工件）使主轴回转误差不反映到工件上（误差转移）。上（误差转移）。2021/9/2331小结小结 机床的误差决定了机床加工精机床的误差决定了机床加工精度的运动部件的运动精度，决定了度的运动部件的运动精度，决定了机床加工精度的部件之间及其运动机床加工精度的部件之间及其运动轨迹之间的相对位置精度。从而影轨迹之间的相对位置精度。从而影响了加工精度。响了加工精度。 2021/9/2332思考题：思考题： 磨削锥孔时，用检验锥度的塞磨削锥孔时，用检验锥度的塞规着色检验，发现只在塞规中部或规着色检验，发现只在塞规中部或在塞规的两端接触。分析造成误差在塞规的两端接触。分析造成误差的各种因素。的各种因素。 2021/9/2333
