机械加工精度
制造工艺机械加工精度
a y y Ha
BH
B
一般：
车床： H 1 ~ 2
B 23
磨床：
H B
1
对零件精度的影响不容忽视
3. 传动链精度
以车螺纹为例，说明传动链精度对工件加工精度的影响： 如图所示：
P工 i P丝 i z1 z3
z2 z4
对上式微分：
dP工 i dP丝 P丝 di 工件导程误差可表示为： P工 i P丝 P丝 i
2. 机床导轨误差对工件精度的影响：
b. 水平面内直线度误差的影响
由于刀尖相对于工件回转轴线 在加工表面径向方向的变化属 敏感方向，故其对零件的形状 精度影响很大。
R' y
2. 机床导轨误差对工件精度的影响：
c. 导轨之间垂直方向的平行度误差的影响
tg a , sin y
B
H
很小， tg sin
二．误差的分类：
系统误差
常值系统误差
误差的性质
变值系统误差
随机误差
① 随机误差有大有小它们对称分布于 尺寸分布中心的左右。
y
1
(xx)2
e 22
2
X
② 距尺寸分布中心越近的随机误差出 现的可能性越大。
6σ
③ 随机误差在一定范围内分布。
第二节 加工原理误差对零件加工精度的影响
一．近似刀具加工所造成的误差 二．由于采用近似的加工运动方法所造成的误差
一般刀具如：车刀、立铣刀等，主要靠调整刀具位置来保证加工 尺寸，其制造精度不会影响加工尺寸精度。但刀具的磨损将对工 件的加工精度产生影响。
a.
初期磨损阶段：
NB
L L1
B
b. 正常磨损阶段：
NB
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。
机械加工精度与加工表面质量
机械加工精度与加工表面质量机械加工精度和加工表面质量是衡量机械加工工艺质量的两个重要指标。
机械加工精度是指加工件在尺寸、形状、位置和几何特征等方面的精确度，而加工表面质量则是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。
这两个指标在现代制造业中具有重要的意义，直接关系到产品的质量和性能。
1. 机械加工精度机械加工精度通常表示加工件与其设计尺寸之间的误差。
机械加工精度的高低直接影响着加工件的装配性能和使用寿命。
常见的机械加工精度包括以下几个方面：1.1 尺寸精度尺寸精度是指加工件的几何尺寸与其设计尺寸之间的偏差。
尺寸精度可以通过测量加工件的长度、直径、角度等几何参数来评估。
通常，尺寸精度可以分为直线度、平行度、圆度、圆柱度、角度度等几个方面。
1.2 形状精度形状精度是指加工件的形状与设计形状之间的误差。
形状精度通常包括圆度、平面度、圆锥度、曲率半径等方面。
1.3 位置精度位置精度是指加工件上各个特征点的位置与设计位置之间的误差。
位置精度可以通过测量加工件上的特征点坐标来评估。
常见的位置精度指标有平行度、垂直度、位置误差等。
2. 加工表面质量加工表面质量是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。
加工表面质量直接影响着摩擦、磨损、润滑等性能，同时也会影响产品的外观质量。
常见的加工表面质量指标包括以下几个方面：2.1 光洁度光洁度是指加工件表面的光亮程度。
光洁度往往是使用表面粗糙度指标来评估的，一般可通过光学显微镜、表面形貌仪等设备进行测量。
2.2 粗糙度粗糙度是指加工件表面的不规则程度。
表面粗糙度通常用Ra值表示，Ra值越小代表表面越光滑。
可以通过表面粗糙度仪进行测量，也可以使用触摸法、光学法等方法。
2.3 表面缺陷表面缺陷是指加工件表面的瑕疵、裂纹、划痕等缺陷。
表面缺陷会降低产品的整体质量和可靠性，因此正常加工过程中要尽量避免表面缺陷的产生。
3. 如何提高机械加工精度和加工表面质量为了提高机械加工精度和加工表面质量，可以从以下几个方面入手：3.1 选择合适的机床和刀具机床和刀具是机械加工的基础设备，选择合适的机床和刀具对于提高加工精度和表面质量非常重要。
各种机械加工方法的加工精度
各种机械加工方法的加工精度
机械加工方法是指利用机床和切削工具对金属、合金、塑料等材料进行切削、锻造、焊接、抛光等操作，以达到工件设计尺寸、形状和表面粗糙度要求的一系列工艺过程。
不同的机械加工方法有着不同的加工精度，下面将对常见的几种机械加工方法的加工精度进行详细介绍。
1.车、铣、刨、磨加工：
车、铣、刨、磨加工是最常见的机械加工方法之一，其加工精度通常可达到0.01mm级别。
其中，精度最高的是磨加工，其加工精度可达到0.001mm级别。
而车、铣、刨加工的加工精度相对较低，通常在0.01mm 至0.015mm之间。
2.钻削加工：
钻削加工是通过钻头旋转和轴向进给运动，以及工件的切削超前量来进行的。
其加工精度一般可达到0.02mm级别。
3.线切割加工：
线切割是利用金属丝或者金刚线经过电火花腐蚀加工，从而将工件切割成所需形状的加工方法。
其加工精度可达到0.005mm级别。
4.电火花加工：
电火花加工是利用放电现象进行切削的一种加工方法，其加工精度可达到0.001mm级别。
5.冲压加工：
冲压加工是通过冲床对金属板材进行冲裁、弯曲、深冲等形变加工的方法。
其加工精度一般在0.05mm至0.1mm之间。
6.锻造加工：
锻造加工是通过加热和机械力的作用，改变金属原始形状并获得所需形状的一种加工方法。
其加工精度通常为0.2mm至0.5mm之间。
7.激光加工：
激光加工是利用激光束对工件进行切割、焊接等加工的方法。
其加工精度通常可以达到0.01mm级别。
机械制造工艺-机械加工精度
a）床身、主轴变形
b）床身、工作台、主轴变
形
机床热变形对加工精度的影响
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
工艺系统热变形的改善措施 1）在机床大件的结构设计上采取对称结构或采用主动控制方式均衡关键件的温度。 2）在结构连接设计上，其布局应使关键部件的热变形方向对加工精度影响较小。 3）对发热量较大的部件，应采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法。 4）在工艺措施方面，可让机床空运转一段时间之后，当其达到或接近热平衡时再 调整机床，对零件进行加工。 5）将精密机床安装在恒温室中使用。
工艺系统受力变形的改善措施
（1）减小接触面间的表面粗糙度，增大接触面积，适当 预紧，减小接触变形，提高接触刚度。
（2）合理地布置肋板，提高局部刚度。 （3）减少受力变形，提高工件刚度。 （4）合理装夹工件，减少夹紧变形。
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
3．工艺系统热变形产生的误差及改善措施
（2）导轨误差 导轨是机床的重要基准，它的各项误差将直接影响被加工
零件的精度。
机床导轨误差对 工件精度的影响
车床导轨的几何误差对加工精度的影响
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
2．工艺系统受力变形引起的误差及改善措施
a）腰鼓形的圆柱度误差
b）带锥度的圆柱度误差
三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施
—机械加工精度—
感具、工件和刀具所组成的一个完整的系统 称之为工艺系统。
1．工艺系统的几何误差及改善措施
（1）主轴误差 机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准，它的误差也将
直接影响工件的加工质量。 ➢主轴的径向圆跳动 ➢主轴的轴向窜动 ➢主轴摆动
机械加工精度
夹具安装法是指通过夹具保证工件加工表面与定 位基准面之间位置精度的安装方法。这种方法定位迅 速方便，定位精度高且稳定，但专用夹具的制造周期 长，费用高，因此主要用于成批、大量生产。
（3）机床控制法
机床控制法是指利用机床本身所设置的保证相对 位置精度的机构来保证工件位置精度的方法，例如坐 标镗床和数控机床等。
自动控制法生产率高，加工精度稳定，加工柔 性好，能适应多品种生产，是目前机械制造的发展 方向和计算机辅助制造（CAM）的基础。
2．形状精度的获得方法
（1）成形运动法
成形运动法是指使刀具相对于工件作有规律的 切削成形运动，从而获得所要求形状精度的方法， 如2.1节中所介绍的轨迹法、成形法、展成法和相切 法等。成形运动法主要用于加工圆柱面、圆锥面、 平面、球面、回转曲面、螺旋面和齿形面等。
（2）非成形运动法
非成形运动法是指通过对加工表面形状的检测， 由工人对其进行相应的修整加工，以获得所要求形状 精度的方法。非成形运动法生产率较低，但当零件形 状精度要求很高或表面形状比较复杂时，常采用此方 法。
3．位置精度的获得方法
（1）找正安装法
找正是指用工具或仪表根据工件上的有关基准， 找出工件在加工或装配时正确位置的过程。用找正 法安装工件称为找正安装。找正安装可分为划线找 正安装和直接找正安装两种。
试切法的生产率较低，对操作者的技术水平要求 较高，主要用于单件、小批量生产。
（2）调整法
调整法是指预先调整好刀具相对于工件加工 表面的位置，并在加工过程中保持这一位置不产率较高，对操作工的要求不高，但 对调整工的要求较高，主要用于成批、大量生产。
（3）定尺寸刀具法
一、尺寸、形状和位置精度
工件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位 置精度三部分内容。
机械加工精度
机械加工精度机械加工精度是指在机械加工过程中，所能达到的精确度和精度保持稳定的程度。
机械加工精度在现代工业中是至关重要的一个因素，因为现代工业需要高精度零件来保证产品的质量和性能。
机械加工过程中的精度要求取决于工件的大小、工件的形状、加工方式和机床的准确性等因素。
在一些机械加工过程中，精度可高达几微米。
为了达到这样高的精度，机械加工行业需要工程师和技术人员对机床和加工过程做出各种精细的调整。
机械加工精度可以分为三个层次，分别是粗加工、精加工和超精加工。
在粗加工阶段，机床和工具不断切削工件以使其达到粗略的形状和尺寸。
在精加工阶段，机床和工具必须在更精细的水平上操作，以达到更高的精度和更精确的尺寸。
超精加工则是最高的加工精度，需要极其精密的机床和工具，以便达到微观尺度的精度要求。
实际上，无论是哪一层次的加工精度，机械加工者都必须小心谨慎地选择和操作机床和工具，以使加工过程达到最佳效果。
低质量的机床和工具可能会导致工件的尺寸和形状不准确，以及表面有缺陷和瑕疵。
这对生产造成了不利影响，甚至可能影响产品的实用性和安全性。
机械加工精度还取决于加工过程中的气氛和压力。
例如，在高压冲洗和高温环境下，可能会对工件的形状和尺寸产生负面影响。
因此在加工过程中，气氛和压力的控制必须得到重视，以便达到最佳的加工精度和质量。
在机械加工过程中，误差是不可避免的。
误差来源多种多样，包括机床的准确性、工具的磨损、工件材料的变形等。
这些误差可能会导致工件尺寸和形状不准确，从而降低产品的质量和性能。
因此，机械加工精度必须在生产中得到不断的监测和调整，才能保证零件的尺寸和形状的要求。
总之，机械加工精度是生产高质量高品质产品的关键之一。
为了达到高水平的精度和质量，必须对机床和工具进行优化和精细调整，同时还需要避免误差和监测和调整加工过程。
要达到这个目标，我们需要培养出精通机械加工技术的机械加工行业人才，并推动技术的不断创新和进步。
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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
2．达到形状精度的方法
（1）轨迹法 是指利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。 （2）成形法
是指利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。
（3）展成法 是指利用刀具与工件的展成切削运动，由切削刃在被加工表面上的包 络面来形成成形表面，如用滚刀切削加工齿轮等。
3．达到位置精度的方法
（1）一次安装获得法
第一节 机械加工精度 1.了解机械加工精度的含义及内容 2.掌握获得机械加工精度的方法 3.掌握加工误差的来源 4.能对典型表面的加工误差作出分析
第一节 机械加工精度
机械零件的加工质量一般用加工精度和表面质量两个指标来 评定。
一、机械加工精度的概念
机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、表
五、误差平均法
就是利用有密切联系的表面之间的相互比较、相互修正，或者互为基 准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响到整个加工表面 ，使传递到工件表面的加工误差较为均匀，因而工件的加工精度也就相应 大大提高。
六、就地加工法
生产中采用就地加工法，就是对这些重要表面在装配之前不进行 精加工，待装配之后，再在自身机床上对这些表面作精加工。
4．尺寸精度、形状精度和位置精度的关系
尺寸公差>位置公差>形状公差
三、达到机械加工精度的方法
1．达到尺寸精度的方法
（1）试切法 操作工人通过试切一小段，测量其尺寸是否合适，如不合适，则 调整刀具的位置，再试切一小段。如此反复进行试切过程，达到要求 的尺寸后，便可切削整个待加工表面。
适用范围：
这种方法生产效率低，对操作者技术水平要求较高，因此多用 于单件、小批量生产中。
2．表面层金相组织的变化
在机械加工中会产生很大的切削热，直接影响着工件表层材料 的金相组织。
3．加工表面的残余应力
在机械加工中，当表面层金属组织发生形状、体积或金相组织变化时， 将在表面层的金属与其基体间产生残余应力。
本章小结
◇机械零件的加工质量包括机械加工精度和表面质量两方面的内 容。
◇机械加工精度反映零件加工后的实际几何参数与理想值的符合 情况。机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。提高加工 精度的工艺措施有直接减小误差法、误差补偿和误差抵消法、转移原 始误差法、误差分组法、误差平均法、就地加工法等六种方法。如果 加工精度符合零件的设计精度要求，则零件合格；否则，零件就不合 格。
第三节 机械加工表面质量
1.了解影响机械加工表面质量的原因 2.掌握表面粗糙度的控制方法 3.掌握影响表层材料物理、力学性能的因素
第三节 机械加工表面质量
零件的加工质量一般包含加工精度和表面质量两个方面的内容。零 件的表面质量与加工精度一样是零件加工质量的重要组成部分，其质量 好坏好坏直接影响零件或产品的使用性能。
1．尺寸精度
尺寸精度是指加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺 寸的实际值与理想值的符合（接近）程度。
2．形状精度
形状精度指加工后零件的实际几何形状与理想形状的符合（接近） 程度。国家标准中规定，用直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度 和面轮廓度等作为评定形状精度的项目。
3．位置精度
位置精度指加工后零件的几何图形的实际位置与理想位置的符合（接 近）程度。国家标准中规定，用平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对 称度、位置度、圆跳动等作为评定位置精度的项目。
四、加工误差
1．加工误差的概念
加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面相 互位置）与理想几何参数的偏离程度。
加工误差是表示加工精度高与低的一个数量指标。
在满足零件的使用性能的前提下，可以允许零件有一定的加工误差 ，这种误差的大小是由设计人员根据零件的使用要求给出一个合理的范 围，也就是我们通常所说的“公差”，一般用经济精度来衡量。
适用范围：
该方法加工精度稳定，生产效率高，适用于各种生产类型。
（4）自动控制法
是指利用测量装置、调整装置和控制系统等组成的自动化加工 系统，在加工过程中能自动测量、补偿调整，当工件达到尺寸要 求时能自动停止退回。
（5）数字控制法
是将计算机数字控制技术应用到机械加工中。这种方法是在机床 里装配整套数字控制装置，控制步进电动机实现刀架或工作台的精确 移动，尺寸精度的获得是通过预先编制好程序，由数字控制装置来实 现的。
（2）调整法 是指利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使 刀具相对于机床或夹具达到一定位置精度，然后加工一批工件。 适用范围： 此方法获得的尺寸精度稳定，生产效率高，广泛用于成批和大量 生产中。
（3）定尺寸刀具法 是指用具有一定尺寸精度的刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）来保证工 件被加工部位（如孔）的尺寸精度。
三、转移原始误差法
是指创造一定条件，把工艺系统的原始误差转移到误差的非敏感方 向或其他不影响加工精度的方向上去的加工方法。这种方法在不减小原 始误差的情况下，同样可以获得较高的加工精度。
1-工件 2-镗模架 3-刀杆 4-主轴
四、误差分组法
就是把毛坯或上道工序的尺寸按误差大小分为n组，这样每组毛坯 的误差就缩小为原来的1/n，然后按组分别调整刀具与工件的相对位置 或选用合适的定位元件，从而大大缩小整批工件的尺寸分散范围。
一、直接减小误差法
直接减小误差法是在生产中应用较广的一种基本方法，它是在查明影 响加工精度的主要原始误差因素后，采取各种工艺措施，直接将误差消除 或减少，从而保证加工精度的方法。
采取措施
1．采用反向进给的切削方法 。
2．采用反向切削和大的主偏角车刀，增大了Ff力，工件在强有力 的拉伸作用下，能消除径向的振动，使切削平稳。
1．切削加工的表面粗糙度形成与控制
（1）切削加工的表面粗糙度形成 （2）切削加工的表面粗糙度控制
2．磨削加工的表面粗糙度形成与控制 （1）磨削加工的表面粗糙度形成 （2）磨削加工的表面粗糙度控制
二、影响表层材料物理、力学性能的因素
1．表面冷作硬化
在加工过程中，工件表层材料在切削力的作用下产生塑性变形，使晶 粒间产生剪切滑移，晶格扭曲，并产生晶粒拉长、破碎，从而使加工表面 层材料的强度、硬度提高、塑性下降，这种现象称为冷作硬化。
是指把零件上有相互位置要求的相关表面安排在工件的一次 装夹中进行加工，从而保证其相互位置精度。
（2）多次安装获得法
该方法是人为地将工件的加工过程分为几次装夹来完成，每次 装夹有关表面的位置精度可采用适当的装夹方法（如找正法或夹具） 获得，随着装夹加工的次数不断增多，加工表面与定位基准之间的 位置精度也不断提高，最终保证工件的位置精度。
3．在卡盘一端的工件上车出一个缩颈部分。
二、误差补偿和误差抵消法
1．误差补偿法
是指人为地制造一个大小相等、方向相反的新的误差，去补偿加 工、装配或使用过程中出现误差的加工方法。
2．误差抵消法
是指利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的 加工方法。一般在零件变形的敏感方向存在两个方向相反的原始误差时才 能选用这种方法。