第一节机械加工精度-山东工业职业学院

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。
对滚动轴承适当预紧以消除间隙，甚至产生微量过盈． 由于轴承内外圈和滚动体弹性变形的相互制约，既增加了 轴承刚度，又对轴承内外圈滚道和滚动体的误差起均化作 用，因而可提高主轴的回转精度。
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
X (R e)cos Y Rsin
式中 R —— 刀尖回转半径； φ—— 主轴转角。
显然，上式为一椭圆。
e 径向跳动对镗孔精度影响
7）影响主轴回转精度的主要因素
①轴承对于回转误差的影响 ★ 滑动轴承
➢车床类机床（图1） ——切削力的方向大体 不变，主轴经以不同部 件与轴承内孔的某一固 定部位相接触。因此影 响主轴回转精度的主要 是主轴轴径的圆度。
2、机床的几何误差
（1）机床主轴回转误差
1）回转精度： 机床主轴在回转时实际回转轴线对理想回转轴线的相一
致程度。 2）回转误差： 机床主轴在回转时实际回转轴线对理想回转轴线的漂移。 3）误差产生原因： 由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座孔等的制造误差和
配合质量，润滑条件，以及回转时的动力因素的影响。瞬时 回转轴线的空间位置在周期性变化。
显然：
RX RY
Ｏ
a）
Y
y ΔR
Ｏ
y
b）
Y
ΔR =Δy
误差敏感方向
ΔY
二、工艺系统的几何误差 1、加工原理误差 指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而 产生的误差。 例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件
S 8Rh
式中 R ——球头刀半径； h ——允许的残留高度。
S
空间曲面数控加工
原理误差
与工艺系统原始 状态有关的原始
定位误差 调整误差 刀具误差
工件相对于刀具静止状态 下的误差
误差(几何误差)
夹具误差 主轴回转误差 工 件 相 对
原
机床误差 导轨导向误差 于 刀 具 运
始
传动误差
动状态下
误
工艺系统受力变形（包括夹的紧误变差形
差 与工艺过程有关 ）
的原始误差(动误 工艺系统受热变形
工精度的高低是由加工误差的小大来表示的，保证和提 高加工精度问题，实际上是限制和降低加工误差问题。
4、研究加工精度的目的： 目的是要弄清各种原始误差的物理，力学本质，以
及他们对加工精度影响的规律，掌握控制加工误差的方 法，获得预期的加工精度，需要时找出进一步提高加工 精度的途径。
5、原始误差： 工艺系统的各种误差叫原始误差。
4）理想回转轴线：客观存在，但无法确定，通常是以平均 回转轴线来代替。
5）主轴回转误差基本形式： 径向圆跳动
端面圆跳动
a）径向圆跳动
倾角摆动
ห้องสมุดไป่ตู้
b）端面圆跳动
c）倾角摆动
6）主轴回转误差对加工精度的影响
★ 主轴径向圆跳动对加工精度的影响（镗孔）
考虑最简单的情况，主轴回转中心在y方向上作 简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。 则刀尖的坐标值为：
加工质量
第四章 机械加工质量
加工精度
尺寸精度 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）
表面质量
表面几何形状精度
表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）
表面缺陷层
表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力
加工质量包含的内容
§4-1 机械加工精度
一、机械加工精度与加工误差
8）提高主轴回转精度的措施
➢提高主轴部件的制造精度 首先应提高轴承的回转精度．其次是提高箱体支承孔、
主轴轴颈和与轴承相配合有关表而的加工精度。此外，还 可在装配时先测出滚动轴承及主轴锥孔的径向圆跳动，然 后调节径向圆跳动的方位，使误差相互补偿或抵消，以减 少轴承误差对主轴回转精度的影响。
➢对滚动轴承进行预紧，消除间隙
BA
图1 轴径不圆引起车床主轴 径向跳动
➢镗床类机床（图2）
—— 切削力随主轴回转 而回转，主轴径总是以固 定部位与轴承孔内表面的 不同部位接触，因此轴承 孔的圆度对主轴回转精度 影响最大。
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
1、加工精度： 零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。符
合程度越高，加工精度越高，实际生产中零件不可能与理想 的要求完全符合。
2、加工误差： 指加工后的实际几何参数（尺寸，形状和表面间的相互
位置）对理想几何参数的偏离程度，从保证产品使用性能分 析允许有一定的加工误差。
3、两者关系： 两者从不同角度来评定加工零件的几何参数。加
h
例2：用阿基米德蜗杆滚刀滚切渐开线齿轮
采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆 而产生的刀刃齿廓近似造型误差。
由于滚刀刀齿有限，实际加工出的尺形是一条有微小 折线组成的曲线，和理论的光滑渐开线有差异。
例3：在曲线获曲面的数控加工中，由于数控铣床一般不具 有空间插补功能。如曲线的加工是由许多很短的折线段逼近 得到，逼近的精度可由每根线段的长度来控制。在三坐标联 动的数控铣床上加工区面，实际上是一面一面的空间直线逼 近空间曲面。即整个曲面是由大量加工出的小直线来逼近。 因此，在曲线或曲面加工中，刀具相对于工件地成形运行是 近似的。
差)
刀具磨损
测量误差
工件残余应力引起的变形
原始误差构成
6、误差敏感方向
➢ 工艺系统原始误差方向不同 ，对加工精度的影响程度也不 同。对加工精度影响最大的方 向，称为误差敏感方向。
➢ 误差敏感方向一般为已加工 表面过切削点的法线方向。
➢如图所示车刀加工
RY
Y 2 2 R0
RX X
（4-1） （4-2）