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  曾楨皓 2017-12-12 00:00:00

  機械加工精度是指相關(guān)工件在加工完成后所具有的包括尺寸大小. 幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值， 與其預(yù)先設(shè)計應(yīng)具備的理想幾何參數(shù)需求比對的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形狀精度和位置精度等方面的內(nèi)容， 尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差的范圍， 形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差， 位置精度用來限制加工表面與其基準間的平行度. 垂直度. 同軸度等相互位置誤差。 由于加工機械的性能. 技術(shù)方法. 生產(chǎn)條件等因素的不同影響， 機械加工出來的相關(guān)零件在其尺寸. 形狀和表面相互位置參數(shù)與理想?yún)?shù)總是存在一定的偏離誤差， 在數(shù)值上通常采用加工誤差的大小來表示加工精度。機械元件的加工精度和表面質(zhì)量等加工質(zhì)量. 是保證相關(guān)機械產(chǎn)品裝配質(zhì)量的基礎(chǔ)， 加工誤差的大小反映了加工精度的高低。 一、機械加工產(chǎn)生誤差主要原因 1.機床磨損及幾何誤差對加工精度的影響 （1）主軸回轉(zhuǎn)誤差 加床存在的主軸回轉(zhuǎn)誤差將對工件的具體性狀以及工件加工的具體位置造成Z為直接的影響。 主軸的回轉(zhuǎn)誤差可以被分解為徑向與軸向跳動以及主軸角度擺動，在具體的加工工作中受加工工件具體表面位置的不同以及主軸回轉(zhuǎn)誤差變現(xiàn)的不同，而導(dǎo)致的加工誤差也各有不同 。比如，在進行工件加工時，由于主軸存在徑向跳動誤差，此時便會處于加工狀態(tài)下的工件的外圓或是內(nèi)孔的精度造成一定影響，但主軸的跳動誤差卻不會對工件的端面加工造成不利影響 。在機床主軸所存在的三種誤差表現(xiàn)形式當中，主軸的角度擺動誤差與主軸的徑向跳動誤差對工件加工精度的影響較為相似，主軸這兩種誤差表現(xiàn)形式對工件加工精度影響的差別主要體現(xiàn)在，主軸的角度擺動誤差除對加工工件表面的圓度產(chǎn)生影響之外，還會對加工工件表面的圓柱度帶來一定程度的影響。 （2）導(dǎo)軌誤差 機床中導(dǎo)軌主要起著承載和導(dǎo)向的作用，它既是運動的基準，也是確定機床主要部件相對位置的基準，因此它的誤差會對工件的形狀精度產(chǎn)生直接的影響。導(dǎo)軌在水平面的直線度誤差，會直接反映在工件表面的誤差敏感方向，即法線方向，加工精度受其影響的程度Z大；而導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差則相對影響較小， 甚至可以忽略不計；前后導(dǎo)軌平行度誤差會造成在運動過程中工作臺的擺動，刀尖的運動軌跡則為空間曲線，從而導(dǎo)致工件形狀的誤差。 （3）傳動鏈的誤差 工件在切削的過程中，其表面的成形運動是靠一系列的傳動機構(gòu)實現(xiàn)的。該傳動機構(gòu)包括齒輪.螺母.蝸桿.絲桿等傳動元件。 由于這些元件會在裝配.加工以及使用過程中產(chǎn)生磨損而導(dǎo)致誤差，所以就導(dǎo)致傳動鏈的傳動誤差。傳動線路越長.傳動機構(gòu)越復(fù)雜，傳動誤差就會相應(yīng)的越大。影響工件表面加工精度的誤差因素中，主要因素就是機床的傳動鏈誤差。 2.刀具.夾具的誤差 刀具種類的不同，對于加工精度的影響程度也不同， 普通的刀具比如車刀.銑刀等，其制造誤差幾科對加工精度沒有直接的影響；而定尺寸刀具的尺寸誤差，則直接影響著工件的尺寸精度；成形刀具則會影響到工件的形狀精度。刀具的磨損則直接影響到工件與刀具的相對位置，從而造成尺寸誤差。此外，由于夾具是保證工件相對于機床刀具有正確位置，所以夾具對工件的位置精度有很大影響，夾具的磨損會造成工件定位的誤差。 3.工藝系統(tǒng)受力變形導(dǎo)致的誤差 （1） 切削過程中受力點位置變化引起的 加工誤差。在切削過程中，工藝系統(tǒng)的剛度隨切削力著力點位置的變化而變化，引起系統(tǒng)變形的差異，使被加工表面產(chǎn)生形狀誤差。 （2）切削力大小變化引起的加工誤差--誤差復(fù)映。 工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀，但它在尺寸. 形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。 毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發(fā)生變化，從而導(dǎo)致切削力的變化，進而引起工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，使得零件在加工后還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。 當然，工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多 這種現(xiàn)象稱為 “誤差復(fù)映規(guī)律” ，所引起的加工誤差稱為“ 誤差復(fù)映”除切削力外，傳動力 .慣性重力 .夾緊力等其他作用力也會使工藝系統(tǒng)的變形發(fā)生變化，從而引起加工誤差，影響加工精度。 4.工藝系統(tǒng)受熱變形導(dǎo)致的誤差 機械加工過程中，工藝系統(tǒng)會在各種熱源的作用下產(chǎn)生一定的熱變形。因為工藝系統(tǒng)的熱源分布不均勻，各個環(huán)節(jié)的材料和結(jié)構(gòu)也不同，從而導(dǎo)致工藝系統(tǒng)各部分變形產(chǎn)生誤差，破壞工件和刀具的運動關(guān)系和準確位置，Z終產(chǎn)生加工誤差。特別是精密加工，熱變形誤差占總誤差的百分之四十到七十的比重。 （1）機床熱變形 受到熱源的影響，機床各個部分的溫度會發(fā)生變化，因為機床構(gòu)造的復(fù)雜性以及熱源分布的不均勻，機床部件會發(fā)生不同程度的熱變形，從而破壞了機床部件原有的互相位置關(guān)系，從而影響工件的加工精度。 （2）刀具熱變形 雖然刀具在切削加工中受到的熱量比例很小，但是因為其刀具的熱容量和尺寸都很小，所以有很高的溫升，Z終會引起刀具的熱伸長并Z終導(dǎo)致加工誤差。粗加工情況下可以不用考慮刀具的熱變形影響，但如果是要求較高的工件，刀具的熱變形則會對于表面形狀誤差產(chǎn)生影響。 （3）工件熱變形 工件熱變形主要是由切削熱所導(dǎo)致的，其熱變形的情況和加工方法以及是否受熱均勻有關(guān)。 當工件均勻受熱時，比如一些簡單的車.磨軸工件的外圓，等到加工后冷卻至室溫，工件的直徑和長度都會有所收縮，從而產(chǎn)生一定的尺寸誤差；加工較短的軸套類或者盤類工件時，因為加工行程相對較短，就可以近似的認為沿工件軸向方向溫升相同。而加工較長的工件時，工件開始走刀溫度相對較低，從而變形也小。

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