机械加工误差和精度
第三章机械加工精度(3.2)
若齿轮Z1有转角误差δ1，造成Z2的转角误差为： δ12＝i12δ1 传到丝杠上的转角误差为δ1n，即： Z1
Z2
δ1
δ2
δ1n=i1nδ1
δ2n=i2nδ2
………………
δn δnn=innδn
n
Zn
在任一时刻，各齿轮的转角误差反映到丝杠的总误差为：
i Σ 1 n 2 n nn j jn
学习目的
了解各种因素对加工精度的影响规律，找出提 高加工精度的途径，以保证零件的加工质量。
3. 2 工艺系统的几何误差
一、加工原理误差
加工原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似 的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。 例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制 造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的 刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切 削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线， 而是折线，见图。 成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。
• 答：孔径没有误差，有圆柱度误差。轴线 不直。因为误差敏感方向不断变化。
讨 论
若镗杆进给，即镗杆既旋转又移动（图示）， 导轨误差对加工精度有无影响？
答：不会产生孔的形状误差，但会产生孔的位 置误差。
讨
论
• 刨平面时，导轨误差对加工精度有何影 响？ • 答：产生加工表面的直线度误差、平面 度误差。
主轴回转误差在实际中多表现为漂移。 漂移是指主轴回转轴线在每一转内的每一瞬时的变动 方位和变动量都是变化的一种现象。
Ⅰ理想回转轴线
Ⅱ实际回转轴线
2）影响主轴回转精度的主要因素
轴承本身误差
轴承间隙
轴承间同轴度误差 各段轴颈、轴孔的同轴度误差 主轴系统的刚度和热变形等 但它们对主轴回转精度的影响大小随加工方式而不同。
关于机械加工精度与加工误差的分析
关于机械加工精度与加工误差的分析笔者具体分析了加工精确度和加工误差等的基础内容。
以实践情况为例，具体的论述了误差产生的缘由，并且论述了降低误差现象发生几率的措施。
标签：加工精度；加工误差；减小误差引言在平时的工作中，我们不乏见到加工方面的内容，对精确性和误差等都不陌生。
不过真正深入了解的话，会发现其是一门非常深入的学科知识。
不管我们工作中如何努力，都无法将误差发生的几率降低为零，因此我们可以做的只能是通过合理的措施来切实的提升精确性，进而降低误差现象的发生几率。
1 加工精度与加工误差概述所谓的精确度，具体的说是零件在生产之后的具体的数值和设想数值之间符合程度。
不论是我们如何努力，都无法保证生产的零件和我们期待中的一模一样，都会存在各种各样的问题，我们将这种问题称为误差。
以工艺体系来看，它的组成部分有四个，分别是机床、刀具、工件以及夹具。
它们在工作的时候会生成很多不一样的误差，而此类误差在不一样的状态中会通过不一样的形式体现出来。
2 机械加工精度与加工误差的分析2.1 工艺系统集合误差2.1.1 机床的几何误差。
在工作中，刀具的的成形活动均是经由机床来实现的，所以，零件的加工精确性会对机床的精确性产生很大的干扰。
常见的机床生产方面的误差有如下的一些：主轴回转误差、导轨误差等。
如果机床磨损的话，就会导致它的精确性明显的变低。
（1）主轴回转误差。
主轴是机床非常关键的一个组成部分，它把力和运动传递给刀具等，一旦它出现了回转误差的话，就会导致零件的精确性受到很大的干扰。
所谓的回转误差，具体的说是主轴短时间的回转轴线比对于它的平均轴线来讲，出现的变动量。
常见的类型有三个，分别是径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动。
导致它形成的原因有很多，比如轴承自身的问题，主轴的挠度等等。
不过它们对回转精确性的影响并不是完全一样的，会因为加工状态而产生变化。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
机械加工精度的影响因素及其控制措施
浅析机械加工精度的影响因素及其控制措施摘要：如何提高机械零件的加工精度，是每个从事机械加工者在加工前必须考虑的问题，文章现对影响机械加工精度的因素进行了较全面的分析，并针对各种影响因素阐述了相应的控制措施。
关键词：加工精度；因素；措施1 机械加工精度和加工误差1.1 加工精度零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。
符合程度越高则加工精度就越高。
加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
1.2 加工误差零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。
加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。
在实际生产中，加工精度的高低是以加工误差的大小来衡量的。
2 加工精度的影响因素零件加工的误差是由于工件与刀具在切削过程中相互位置发生变动而造成。
加工误差包括加工原理误差、机床几何误差、夹具误差、刀具制造误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形、刀具磨损、残余应力引起变形、测量误差等。
2.1 加工原理误差加工原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是折线。
2.2 机床几何误差机床几何误差的来源主要指机床制造、磨损或安装带来的误差。
机床几何误差主要有：（1）主轴回转误差：即主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量。
包括轴向窜动、径向跳动、角度摆动三种基本形式。
主轴的轴向窜动对内、外圆的加工精度没有影响，但加工端面时，会使加工的端面与内外圆轴线产生垂直度误差。
主轴每转一周，要沿轴向窜动一次，使得切出的端面产生平面度误差。
当加工螺纹时，会产生螺距误差。
主轴的纯径向跳动会使镗削加工时镗出的孔为椭圆形。
主轴角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差；在镗孔时，若工件进给会使镗出的孔为椭圆形。
加工精度概述及加工原理误差和调整误差
2.1 概述 2.1.1 机械加工精度 零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理 想零件的几何参数相符合的程度。 机械加工误差: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）与理想零件的几何参数相偏离的程度。 包含3方面：尺寸精度、形状精度和位置精度。 联系：一般形状公差应限制在位置公差之内，而位置公差一般也应 限制在尺寸公差之内。
2.2.2 调整误差
由于调整不准确而产生的误差。工艺系统的调整有两种基本方式（M-2）， 不同的调整方式有不同的误差来源。 1．试切法调整 试切法加工中，经过反复地试切、测量、调整，直至符合规定的尺寸要 求才正式切削整个待加工表面。这时引起调整误差的因素有以下3方面： （1）测量误差 指量具本身的精度、测量方法或使用条件下的误差（如 温度影响、操作者的细心程度）等；
（5）测量误差、工件毛坯内应力而引起的加工误差„ „
加工过程中可能出现的种种原始误差归纳如下：
图2 加工过程中的原始误差
2.1.3 误差的敏感方向 对加工精度影响最大的那个方向（即通过切削刃的加工表面的法向）
如图3，车削时工件的回转轴心是O，刀 尖正确位置在A，设某一瞬时由于各种原始 误差的影响，使刀尖位移到A′，则： 原始误差： δ =AA’
机械加工时，工艺系统的误差称为原始误差（“因”，根源），加 工误差是“果”，是表现。提高和保证加工精度的问题就是控制和减小 原始误差的问题。
2.1.2 影响始误差
上工序存在以下一些原始误差： （1）工件的装夹误差：包括定位误差和夹紧误差； （2）调整误差：包括夹具和定位菱形销的位置调整误差、对刀调整误差； （3）机床、刀具、夹具的制造误差； （4）工艺系统动误差：包括切削力、切削热、磨擦引起的工艺系统的变形和 磨损；
机械加工精度与加工误差
机械加工精度与加工误差加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)与理想几何参数的接近程度，实际值愈接近理想值，加工精度就愈高。
零件的加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度等三方面的内容。
(1) 尺寸精度尺寸精度是指机械加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的接近程度。
在机械加工中，获得尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法和自动控制法等多种方法。
1）试切法2）调整法3）定尺寸刀具法；4）自动控制法(2) 形状精度形状精度是指机械加工后零件几何要素的实际形状与理想形状接近的程度，实际形状愈接近理想形状，形状精度就愈高。
国家标准规定用直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等项目来评定形状精度。
在机械加工中，获得形状精度的方法有轨迹法、成形法、相切法和展成法。
(3) 位置精度位置精度是指机械加工后零件几何要素的实际位置与理想位置接近的程度，实际位置愈接近理想位置，位置精度就愈高。
国家标准规定用平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动等项目来评定位置精度。
在机械加工中，获得位置精度的方法有直接找正法、划线找正法和夹具装夹法。
加工过程中有很多因素影响加工精度，实际加工不可能把零件做得与理想零件完全一致；零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)对理想几何参数的偏离量称为加工误差。
加工过程中有很多因素影响零件的加工精度，即使是同一种加工方法只要工作条件稍有变化它们所能到达的加工精度也不一样。
例如，采用较高精度的设备，适当选用切削用量，精心完成加工过程中的每一个操作，就能得到较高的加工精度，但这会增加加工成本。
加工经济精度是指在正常生产条件下（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）所能保证的加工精度。
机械加工精度误差分析及改进措施探讨
机械加工精度误差分析及改进措施探讨摘要：本文主要概述了机械加工精度的概念，获得加工精度的方法，概要论述了机械加工精度误差的主要类型，并就如何减少误差、提高机械加工精度提出了相关措施。
关键词：机械加工；精度；补偿；分化误差；工艺中图分类号：f407.4 文献标识码：a 文章编号：不同的零件经过加工组合，构成了机械产品，加强机械零件从设计到加工的控制，减少成品产出时的误差分析，提高机械零件生产时的精度，可以有效提高机械产品的质量，保障机械产品性能的增强，能真正的提高机械生产企业的的综合竞争力，意义深刻。
一、机械加工精度的概念及其包含内容机械加工精度是指机械零件在生产和加工过程中，其实际的几何参数(尺寸、几何形状和相互位置)与理想几何参数的相符合的程度，而它们之间的偏离程度又称为加工误差。
加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示，即精度越高，误差越小；精度越低，误差越大。
加工精度包括尺寸精度，形状精度，位置精度等三个方面。
尺寸精度是指机械加工后的零件的直径、长度等尺寸的实际值与理想值的接近程度。
形状精度是指机械加工后的零件的实际几何尺寸与理想尺寸的接近程度。
位置精度是指机械加工后的零件的实际几何位置与理想位置的接近程度。
通常在设计零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。
即精密零件或零件的重要表面，其形状精度要求高于位置精度要求，位置精度要求高于尺寸精度要求。
二、获得加工精度的方法（一）试切法是指操作工人在每一工步或走刀前进行对刀，然后切出一小段，测量其尺寸是否合适。
其加工质量取决于工人的技术水平，常用于单件、小批量生产。
（二）调整法分为静调整法和动调整法。
静调整法(样切法)是在不切削的情况下对刀块或样件来调整刀具的位置。
动调整法(尺寸调整法)是按试切零件进行调整的方法，调整完毕即可加工。
（三）尺寸刀具法大多利用定尺寸的孔加工刀具，如钻头、拉刀等来加工孔。
方法四：主动测量法。
机械加工质量及其检测
先进制造技术
装配工艺的另一种说法是装配方法。
装配方法说明书（或者是作业指导书）必须清楚地描述对象、操作顺序以及使用的工具和物料。
装配说明书应能简单易学，同时还能很方便的制作、复制、分发和变更。
装配工艺还应包括工艺大纲或者是工艺路线，每一工序的详细操作指导书、物料清单、加工过程草图或者直观教具以及每个工序的加工位置。
必须针对质量特征和不同精度等级的要求，合理选择适用的测量工具或仪表，并在规程中标明它们的型号.规格和编号，说明其使用方法；
编制检验规程的要求
编制检验规程
C.当采用抽样检验时，应正确选择并说明抽样方案。根据具体情况及不合格严重性分级确定AQL值（AQL值表示为可接受的水准），正确选择检查水平，根据产品抽样检验的目的.性质.特点选用适用的抽样方案。 检验规程的主要目的是使检验人员按检验规程规定的内容.方法及程序进行检验，保证检验工作的质量.有效地防止错检.漏检等现象发生。
机械加工时，每种机床上所达到的精度越高，则所耗费的工时越多，成本越高。
每种机床在正常条件下能经济地达到的加工精度是有一定范围的，这个精度范围就是这种加工方法的经济精度。
正常生产条件：设备完好、工夹量具适应、工人技术水平相当、工时定额合理。
经济加工精度
在制造工艺过程中采用的基准称为工艺基准
装配基准：是产品装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所用的基准。
长度：包括轴径、孔径
角度：包括锥度
形状和位置误差：包括直线度、平面度、圆度、圆柱度和表面粗糙度等的基本测量方法。
机械加工质量检测
卡尺、千分尺、指示表千分尺、杠杆千分尺、杠杆齿轮传动测微仪、扭簧测微仪、电感测微仪、电容测微仪、立式光学计、卧式光学计、立式测长仪、万能测长仪、
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是制造业中的重要工艺之一，主要涉及到钣金加工，车削加工，铣削加工等不同类型的加工工艺。
在加工过程中，精度和误差是非常重要的概念，精度指的是加工零件尺寸与设计图纸所规定尺寸之间的偏差，而加工误差则是指加工零件实际尺寸与设计要求尺寸之间的差异。
本文就从这两个方面来介绍机械加工中精度和误差的相关知识。
一、机械加工精度机械加工的精度主要包括工件尺寸精度和几何精度两个方面。
1. 工件尺寸精度工件尺寸精度指的是加工出的工件的各个尺寸参数的精度程度，这种精度关系到一个零部件是否能够与其他零部件匹配，从而保证整个装配的精度。
在机械加工过程中，尺寸精度主要由机床本身的精度、刀具和夹具等的精度、加工材料的性质以及机工操作的技术水平等多种因素综合作用所决定。
在机械加工中需要控制的工件尺寸精度可以根据精度要求的不同，分为以下几类：（1）高精度：±0.001mm以内（2）中等精度：±0.01mm 以内（3）一般精度：±0.1mm以内2. 几何精度几何精度是指加工出的零件与其要求的几何形状要求之间的误差。
几何精度包括以下几个方面：直线度、平面度、圆度、圆柱度、倾斜度、同轴度、互相垂直度、翻转度和角度误差等。
在机械加工过程中需要控制的几何精度同样可以根据不同的要求进行分类：（1）高精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度都要求在0.005mm以内。
（2）中等精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度不超过0.01mm，而其他几个精度值需达到中等精度要求即可。
（3）一般精度：直线度、平面度、圆度、圆柱度需达到一般精度要求（0.1mm以内），而其他几个精度值可以稍高一些。
二、机械加工误差机械加工误差是由于加工过程中所产生的无法避免的错误，包括各个零部件之间的误差、机床刚性等因素带来的误差及非机械因素带来的误差等。
1. 设备误差设备误差是指加工设备本身的误差造成的误差，包括机床热变形、运动误差、加工速度误差、机床导轨偏差等因素。
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机械加工误差和精度
所谓加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸，几何形状和相互位置）与理想零件几何参数相符合的程度，他们之间的偏离程度则为加工误差。
加工误差的大小反映了加工精度的高低，加工精度包括如下三个方面：（1）尺寸精度：限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围；（2）几何形状精度：限制加工表面的宏观几何形状误差，如：圆度，圆柱度，平面度，直线度等；（3）相互位置精度：限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如：平行度，垂直度，同轴度，位置度等。
在机械加工中，误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。
通过误差分析，掌握其变化的基本规律，从而采取相应的措施减少加工误差，提高加工精度。
1 机械加工产生误差主要原因
1.1 机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。
机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
机床的磨损将使机床工作精度下降。
（1）主轴回转误差，机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
（2）导轨误差，导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。
除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。
导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
（3）传动链误差，传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。
一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
1.2 刀具的几何误差
刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。
采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具，其制造误差对工件加工精度无直接影响。
夹具的几何误差:夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。
1.3 定位误差
一是基准不重合误差。
在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。
在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。
在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。
二是定位副制造不准确误差。
夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。
工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。
1.4 工艺系统受力变形产生的误差
1.5 工艺系统受热变形引起的误差
工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。
机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。
1.6 调整误差
在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。
由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。
在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。
当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。
2 提高加工精度的途径
保证和提高加工精度的方法，大致可概括为以下几种：减小原始误差法、补偿原始误差法、
转移原始误差法、均分原始误差法、均化原始误差法、“就地加工”法。
2.1 减少原始误差
这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。
它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法消除或减少这些因素。
例如细长轴的车削，现在采用了大走刀反向车削法，基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。
若辅之以弹簧顶尖，则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。
2.2 补偿原始误差
误差补偿法，是人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中的原始误差。
当原始误差是负值时人为的误差就取正值，反之，取负值，并尽量使两者大小相等;或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差，也是尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。
2.3 转移原始误差
误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
误差转移法的实例很多。
如当机床精度达不到零件加工要求时，常常不是一味提高机床精度，而是从工艺上或夹具上想办法，创造条件，使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。
如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不是靠机床主轴的回转精度来保证，而是靠夹具保证。
当机床主轴与工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移掉了。
2.4 均分原始误差
在加工中，由于毛坯或上道工序误差（以下统称“原始误差”）的存在，往往造成本工序的加工误差，或者由于工件材料性能改变，或者上道工序的工艺改变，引起原始误差发生较大的变化，这种原始误差的变化，对本工序的影响主要有两种情况：误差复映，引起本工序误差;定位误差扩大，引起本工序误差。
解决这个问题，最好是采用分组调整均分误差的办法。
这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整加工。
2.5 均化原始误差
对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺。
研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉最终使工件达到很高的精度。
这种表面间的摩擦和磨损的过程，就是误差不断减少的过程。
这就是误差均化法。
它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较，相互检查从对比中找出差异，然后进行相互修正或互为基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均。
在生产中，许多精密基准件都是利用误差均化法加工出来的。
2.6 就地加工法
在加工和装配中有些精度问题，牵涉到零件或部件间的相互关系，相当复杂，如果一味地提高零、部件本身精度，有时不仅困难，甚至不可能，若采用就地加工法的方法，就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。
就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。
结束语
在机械加工中，误差是不可避免的，只有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施减少加工误差，提高机械加工精度。