§5.1 机械加工精度的基本概念
机械加工的精度
机械加工的精度引言机械加工的精度是评估加工工艺和零件质量的重要指标之一。
精度是指零件与其设计尺寸之间的偏差程度。
在机械加工领域，精度的提高可以直接影响到产品的质量和性能。
因此，了解机械加工的精度对于保证产品质量具有重要意义。
精度的定义精度可以分为几个不同的概念，包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
下面分别对这些概念进行探讨。
尺寸精度尺寸精度指的是零件尺寸与其设计尺寸之间的差异。
这个差异可以通过测量零件的尺寸并与设计尺寸进行比较来确定。
尺寸精度通常用公差来表示，即在设计阶段就规定的可接受的尺寸范围。
尺寸精度的提高需要采用更加严格的制造工艺和更加精密的加工设备。
形状精度形状精度是指零件表面形状与其设计形状之间的偏差程度。
形状精度通常涉及到轮廓、直线度、平面度、圆度等各种形状参数。
形状精度对于一些需要与其他零件配合的零件尤其重要，因为形状精度的差异可能会影响到零件的配合性能。
位置精度位置精度是指零件特定特征的相对位置与其设计位置之间的差异。
这个差异可以通过零件的测量和位置分析来确定。
位置精度通常与夹持、定位和加工顺序等因素有关。
位置精度的提高需要更加精细的工艺控制和更加准确的加工设备。
提高精度的方法要提高机械加工的精度，可以采取以下几种方法：1. 选择合适的加工工艺不同的加工工艺对于不同的零件具有不同的适应性。
选择合适的加工工艺可以减少加工误差并提高加工精度。
例如，对于需要加工高精度的零件，可以选择数控加工或激光加工等高精度加工工艺。
2. 优化机床和刀具机床和刀具是机械加工的重要设备。
优化机床和刀具的性能可以提高加工的稳定性和精度。
例如，采用更加刚性和稳定的机床可以减少振动和变形；选择质量优良的刀具可以提高切削质量和加工表面精度。
3. 控制加工参数加工参数的调整对于提高机械加工的精度至关重要。
合理地设置切削速度、进给速度和切削深度等加工参数可以减小加工误差并提高加工质量。
此外，对于一些需要特殊处理的零件，可以采用后处理的方法来进一步提高精度。
机械加工精度名词解释
机械加工精度名词解释
机械加工精度指的是针对零件或工件加工过程中所要求的尺寸、形状、位置、表面粗糙度等方面的精确度。
精度是指实际测得结果与理论值之间的偏差或误差程度，常用的机械加工精度名词包括以下几个：
1. 尺寸精度：指零件加工后尺寸测量值与设计尺寸之间的偏差。
这是表征零件尺寸准确程度的指标，通常用公差表示。
2. 形状精度：指零件加工后形状特征与设计要求之间的偏差。
例如，平整度、圆度、直线度等，用来描述零件表面的平整程度以及曲线、直线等特征的精确程度。
3. 位置精度：指零件加工后特定特征之间的相对位置偏差。
常用的位置精度名词包括平行度、垂直度、同轴度等，用来描述零件特征在空间中的位置关系。
4. 表面粗糙度：指加工后零件表面的光洁程度。
常用参数包括Ra（平均粗糙度）、Rz（Z向平均粗糙度）等，用来描述零件表面的粗糙度。
这些机械加工精度的指标对于确保零件的质量和功能至关重要，能够影响到零件的装配性能和使用寿命。
机械加工精度
（4-1） （4-2）
Ｏ
ΔR
y
a）
YＯBiblioteka y ΔR =Δy显然：
RX RY
b）
Y
误差敏感方向
四 研究加工精度的方法 1、单因素分析法
运用物理学和力学原理，分析研究某一个或某几个因 素对加工精度的影响。 通常分析、计算、测试、实验， 得出单因素与加工误差间的关系。
B A
图1 轴径不圆引起车床主轴 径向跳动
图2 轴承孔不圆引起镗床主轴 径向跳动
静压轴承 —— 对轴承孔或轴径圆度误差起均化作用
★ 滚动轴承
内外滚道圆度误差、滚动体形状及尺寸误差
★ 推力轴承
滚道端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差
2）轴承间隙的影响 轴承间隙对回转精度也有影响，如轴承间隙过大，会使 主轴工作时油膜厚度增大．油膜承载能力降低，当工作条 件(载荷、转速等)变化时，油楔厚度变化较大，主轴轴线 漂移量增大。 3）与轴承配合的零件误差的影响 由于轴承内、外圈或轴瓦很薄，受力后容易变形，因此与 之相配合的轴颈或箱体支承孔的圆度误差，会使轴承圈或轴 瓦发生变形而产生圆度误差。与轴承圈端面配合的零件如轴 肩、过渡套、袖承端盖、螺母等的有关端面，如果有平面度 误差或与主轴回转轴线不垂直，会使轴承圈滚道倾斜，造成 主轴回转轴线的径向、轴向漂移。箱体前后支承孔、主轴前 后支承轴颈的同轴度会使轴承内外圈滚道相对倾斜，同样也 会引起主轴回转轴线的漂移。
2、统计分析法
以生产一批工件的实例结果为基础，运用数理统计方法 进行数据处理。用以控制工艺过程的正常进行，当发生质 量问题是可以从中判断误差性质，找出误差出现的规律。 实际生产中，两种方法常常结合应用。先用统计分析 法寻找误差的出现规律，初步判断加工误差的可能原因， 再适用单因素等分析，试验，以便迅速有效地找出影响 加工精度的主要原因。
机械加工精度
机械加工的表面质量是指零件加工后的表面层状态，它是判定零件 质量优劣的重要依据。表面质量主要有以下两方面内容：
1．表面的微观几何特征：即表面粗糙度。 2．表面层物理力学性能：即指表面层加工硬化（冷作硬化）、表面层 金相组织的变化和表面层残余应力三个方面。
一、表面粗糙度的控制
分析
要实现各轴颈不同的表面质量要求，一般需要用车削和磨削的方法。 表面粗糙度值大于或等于Ra1.6μm的表面可采用车削方法作为终加工。 表面粗糙度值小于Ra1.6μm的表面则需采用磨削方法作为终加工。 图中有Ra1.6和 Ra0.4两种表面粗糙度要求，则加工方法应有区别。 零件的表面粗糙度形成机理不同，控制表面粗糙度的措施也不同。
面形状和表面相互位置）与理想几何参数的符合程度。实际几 何参ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与理想几何参数的符合程度越高，则加工精度越 高，反之，则加工精度越低。
实际几何参数通常指零件加工后通过测量得到的几何参数。
理想几何参数就是当公差值趋于零时的几何参数。
60 0.066 0.020 二、机械加工精度的内容
机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置 精度。
2．加工误差的构成
五、典型表面的常见加工误差分析
腰鼓形圆柱度误差
马鞍形圆柱度误差
锥形圆柱度误差
直线度误差
直线度误差
圆度误差
圆柱度误差
垂直度误差
平面度误差
第二节 提高加工精度的工艺措施
1.掌握提高加工精度的工艺措施 2.掌握直接减少误差法的加工方法 3.掌握误差补偿与抵消的方法 4.掌握误差转移法的方法 5.了解误差分组的方法 6.了解误差平均法的方法 7.了解就地加工的方法
机械加工精度的相关概念
机械加工精度的相关概念1. 简介机械加工精度是指工件在加工过程中所能达到的尺寸和几何形状的精确程度，也是衡量加工质量的重要指标之一。
机械加工精度的提高可以提高零部件的互换性、可靠性和使用寿命，对提高产品的质量和效益具有重要意义。
2. 加工精度的分类根据加工对象的不同，机械加工精度可以分为整体精度和局部精度两种。
2.1 整体精度整体精度是指整个工件所具备的尺寸和几何形状的精确程度。
在机械加工中，常用的整体精度指标有：•尺寸精度：即工件加工后尺寸与设计尺寸之间的偏差。
常见的尺寸精度表示方法有公差、偏差、界限尺寸等。
•形状精度：描述工件的几何形状特征，如直线度、平面度、圆度、平行度、垂直度等。
•位置精度：描述工件间的位置关系，如平行度、垂直度、同轴度等。
2.2 局部精度局部精度是指工件上某一局部区域的尺寸和形状精度。
在机械加工中，常用的局部精度指标有：•表面粗糙度：描述工件表面的光洁程度，常用的表面粗糙度参数有Ra、Rz等。
•轮廓误差：描述工件轮廓与理论轮廓之间的偏差，常用的轮廓误差参数有最大偏差、最小偏差等。
•合拢误差：描述工件套合尺寸与设计尺寸之间的偏差，常用的合拢误差参数有最大间隙、最小间隙等。
3. 加工精度的影响因素机械加工精度受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 设备精度设备精度是指加工设备本身的精确程度。
设备数控系统的精度、主轴精度、传动系统精度以及位置测量系统的精度等都会影响到加工精度。
3.2 工艺参数工艺参数对加工精度具有重要影响。
如切削速度、进给速度、切削深度等参数的选择会直接影响到工件的精度。
3.3 刀具刃磨刀具刃磨的质量对加工精度影响很大。
刃磨时要注意刃磨角度的控制，刃磨后的刃口应具备良好的切割能力，避免加工出现毛刺、切屑、划痕等问题。
3.4 工件材料工件材料的性能和物理特性也会对加工精度产生影响。
不同材料的切削特性不同，对切削工具的磨损、切削力等都会产生影响。
4. 加工精度的控制方法为了提高机械加工精度，可以采取以下控制方法：4.1 设备检修与校准定期对加工设备进行检修和校准，确保设备处于最佳工作状态。
《机加工精度》PPT课件
ε=Δ工 /Δ毛= C(ap1 –ap2) /(k系(ap1 – ap2))= C /k系
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讨论：
1. ε=Δ工 /Δ毛= C /k系 2. ε总是小于1，有修正误差的能力 3. 多次进给ε=ε1ε2ε3…
4. 2. k系越大，ε就越小，复映到工件上的误差越小
5. 3. C减小， ε就越小，应采取减小Fy的措施
主要是主轴部件、床身导轨及两者相对位置的热变形
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（5）热变形的控制
（1）减少发热和采取隔热； （2）强制冷却，均衡温度场； （3）从结构上采取措施减少热变形； （4）控制环境温度。
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5.工件内应力引起的变形
工件若产生内应力处于不稳定状态会逐渐变形
内应力产生的原因及消除措施
k刀= Fy / y刀 ， k工= Fy / y工 所以， k系= 1/(1/ k机+ 1/ k夹+ 1/ k刀+ 1/ k工)
工艺系统刚度比刚度最小环节的刚度还要差
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2）工艺系统受力变形对加工精度的影响 ①切削力位置的变化对加工精度的影响
设刀具工件刚度很大 总变形 y系= y刀架+ yx
接触刚度越小。
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② 低刚度零件本身的变形
③ 连接表面间的间隙 ④ 接触表面间的摩擦
变形滞后现象
⑤ 受力方向及作用力矩 y 是Fx、Fy、Fz 综合结果
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（5）工艺系统受力变形及其对加工精度的影响 1）工艺系统的变形
总变形 y系 = y机+ y夹+ y刀+ y工 k系= Fy / y系，k机= Fy / y机 ， k夹= Fy / y夹 ，
机械加工精度
误差增大，加工最 低成本不变
加工成本与加工误差之间的关系
一种加工方法介于A、B之间的精度为经济加工精度
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二、获得加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法 1)试切法 2)调整法 3)定尺寸刀具法 4)自动控制法 2.获得形状精度的方法 1)成形刀具法 2)轨迹法 3)展成法 3.获得位臵精度的方法 1)直接找正法 2)划线找正法 3)夹具定位法
尺寸精度、形状精度和位臵精度三者之间关系
：
通常形状公差限制在位置公差内，而位置误差一般限制 在尺寸公差之内。当尺寸精度要求高时，相应的位置精度、 形状精度也要求高。但形状精度或位置精度要求高时，相应 的尺寸精度不一定要求高，这要根据零件的功能要求来决定。 4
第一节 机械加工精度概述 一、加工精度概念
态下的误差 传动误差 工艺系统受力变形（包括夹紧变形） 工艺系统受热变形 刀具磨损 测量误差 工件残余应力引起的变形
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原始误差构成
三、影响加工精度的因素(原始误差)
热变形 对刀误差 F 设计基准 夹紧误差
定位误差
菱形销
定位基准 导轨误差
活塞销孔精镗工序中的原始误差
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三、影响加工精度的因素(原始误差)
误差敏感方向
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四、研究加工精度的方法
1.通过分析计算或实验、测试等方法
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1.获得尺寸精度的方法
1)试切法 先试切部分加工表面，测量后，适当调整刀具相 对工件的位臵，再试切，再测量，当被加工尺寸达 到要求后，再切削整个待加工面。
试切
测量
调整车刀
试切法效率低，精度主要取决于工人技术，用于单
件小批生产。
8
1.获得尺寸精度的方法
机械制造技术基础课件机械加工精度与表面质量
• •
• • •
5.1 机械加工精度
• 5.1.1 概述 • 2．获得加工精度的方法
• 3）获得位置精度的方法
• • • • • （1）直接找正装夹 图5.1所示为用四爪卡盘装夹套筒 （2）划线找正装夹 如图5.2所示的车床床身毛坯 （3）用夹具装夹
图5.1 直接找正装夹
图5.2划线找正装夹
5.1 机械加工精度
5.1 机械加工精度
• • • • • • • • • • 5.1.1 概述 1．机械加工精度的基本概念 1）机械加工精度与加工误差： 2）加工精度包含三个方面的内容，即尺寸精度、 形状精度和位置精度 2．获得加工精度的方法 1） 获得尺寸精度的方法 （1）试切法 （2）调整法 （3）定尺寸刀具法 （4）自动控制法
5.1 机械加工精度
• 5.1.2 工艺系统几何误差对加工精度的影响
• 3．工艺系统的其它几何误差
• 4）测量误差 • 工件在加工过程中，要用各种量具、量仪进行检验测量，再根据测量 结果对工件进行试车或调整机床。量具本身的制造误差、测量时的接 触力、温度及目测正确度等，都直接影响加工误差。因此，要正确地 选择和使用量具，保证测量精度。 • 5）调整误差 • 在机械加工的各个工序中，需要对机床、夹具及刀具进行调整。调整 误差的来源，视不同加工方法而异。 • （1）试切法调整 • （2）调整法调整
第5章 机械加工精度与表面质量
教学提示：机械加工质量是机械制造技术基础课程研究的重要问 题之一。机械加工质量主要包括加工精度和加工表面质量两个方 面。在本章中，机械加工精度主要分析工艺系统各环节中存在的 原始误差对加工精度的影响、加工误差的统计分析方法及保证机 械加工精度的措施；机械加工表面质量的内容涉及表面质量的含 义、影响表面粗糙度及物理力学性能的主要因素及保证表面质量 的措施，最后对机械加工中的振动作了简要分析。 教学要求：了解机械加工精度的概念及获得加工精度的方法，了 解影响加工精度的原始误差因素并掌握单因素分析的方法，学会 用工艺系统刚度理论分析工艺系统受力变形对加工精度的影响， 了解工艺系统受热变形对加工精度的影响规律，掌握加工误差的 统计分析方法及在生产实际中的应用，熟悉机械加工表面质量的 含义及影响因素，了解机械振动的基本知识。
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机械制造技术——第五章机械制造质量分析与控制 §5.1 机械加工精度的基本概念
第五章
机械制造质量分析与控制
机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。机器零件的加工质
量指标有两大类：一是加工精度，二是加工表面质量。本章研究的是 加工精度及表面质量的分析与控制。 本章内容：
机械加工精度的基本概念
影响加工精度的因素及其分析 加工误差的综合分析 机械加工表面质量
机械加工过程中振动的基本概念
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机械制造技术——第五章机械制造质量分析与控制 §5.1 机械加工精度的基本概念
尺寸精度
加工精度 加 工 质 量 表面质量
形状精度 位置精度
（通常形状误差限制在位置公差内，位 置公差限制在尺寸公差内）
（3）二者关系：同一问题两种不同的说法：加工精度在数值上通过加工误 差的大小来表示，加工精度越高，误差越小，反之加工精度越低，误差就越 大。
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（4）加工精度分类
1）尺寸精度：加工后，零件的实际尺寸与零件尺寸公差带中心的符合程度。
表面粗糙度 波度 表面几何形状精度
纹理方向
伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）
表层加工硬化 表面缺陷层
表层金相组织变化
表层残余应力
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§5.1 机械加工精度的基本概念
本节内容： 加工精度与加工误差的概念
加工经济精度
零件获得加工精度的方法
加工成本与加工误差之间的——第五章机械制造质量分析与控制 §5.1 机械加工精度的基本概念
5.1.3
零件获得加工精度的方法
（1）尺寸精度 1）试切法：适用于单件、小批生产
2）调整法：适用于成批、大量生产
3）定尺寸刀具法：常用于孔、螺纹和成形表面的加工 4）自动控制法 （2）形状精度 1）轨迹法：刀具与工件相对运动轨迹；其精度取决于成形运动精度。
2）形状精度：加工后，零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程
度。
3）位置精度：加工后，零件有关表面之间的实际位置与理想位置的符合程度。 4）三者关系： 三者之间是既有区别又有联系的。通常，形状公差应限制在位置 公差之内，而位置误差又要限制在尺寸公差之内。
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5.1.1 加工精度与加工误差的概念
（1）加工精度 指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理
想几何参数的符合程度。
（2）加工误差
指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理
想几何参数的偏离程度。
5.1.2 加工经济精度
（1）定义 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设 备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延 长加工时间）所保证的加工精度。 （2）理解 1）不是一个确定值，而是一个范围； 2）不是固定不变的，随着工艺技术的发展， 设备及工艺装备的改进，以及生产的科学管 理水平的不断提高等，各种加工方法的加工 经济精度等级亦随之不断提高。
2）成形法：切削刃几何形状；其精度取决于切削刃形状和刀具的装夹精度。
3）展成法：刀具与工件作展成运动；其精度取决于传动链与刀具的制造精度。 （3）位置精度 1）直接找正法；2）划线找正法；3）夹具定位法
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