影响机械加工精度的主要因素

影响机械加工精度的主要因素摘要:文章介绍了影响机械加工精度的几个重要因素在诸多误差因素中，机床的几何误差、工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的位置，通过了解这些误差因素是如何影响加工误差的，可以使工件的加工达到质量要求关键词:加工精度;误差;工艺系统Abstract:This articleintroduced influencemachine-finishing precisionseveral importantattributes.In manyerroneous factors,engine bedsgeometricaleiror,the craft systems stressdistortion andthe heatingdistortion holdthe prominentposition,through understoodthe processingerror,may enablethe workpiecethe processingto achievethe qualityrequirement.Key words:working accuracy;error;craftsystem随着国民经济实力和科学技术水平的提高，社会要求提高产品的质量而加工精度是衡量零件加工质量的重要指标，所以保证零件的加工精度很重要这就要求我们来了解影响机械加工精度的因素,从而提高加工精度在加工过程中工艺系统会产生各种误差,这些误差与工艺系统本身的结构状态和切削过程有关，产生加工误差的主要因素有1加工原理误差加工过程由于采纳了近似的加工方法，近似的传动或近似的刀具轮廓而产生的加工误差

1.1采纳近似的加工运动造成的误差在很多场合，为了得到要求的工件表面，必需在工件或刀具的运动之间建立肯定的联系从理论上讲,应采纳完全精确的运动联系但是采纳理论上完全精确的加工原理有时使机床或夹具极为困难,致使制造困难，反而难以达到较高的加工精度，有时甚至是不行能做到如在车削或磨削模数螺纹时，由于其导程t=7im,式中有冗这个无理因子，在用配换齿轮来得到导程数值时，就存在原理误差

1.2采纳近似的刀具轮廓造成的误差用成形刀具加工困难的曲面时，要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓，有时特别困难，往往采纳网弧、宜线等简洁近似的线型代替理论曲线如用滚刀滚切渐开线齿轮时,为了滚刀的制造便利，多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，从而产生了加工原理误差2机床几何误差及磨损其对加工精度的影响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

2.1主轴回转误差主釉的回转误差干脆影响被加工工件的形态和位置精度，可分解为径向跳动、轴向跳动和角度摇摆由于存在误差敏感方向，加工不同表面时，主轴的径向跳动所引起的加工误差也不同例如，在车床上加工外圆或内孔时，主轴的径向跳动将引起工件的圆度误差，但对于端面加工没有干脆影响车端面时，主轴的轴向跳动将造成工件端面的平面度误差，以及端面相对于内、外圆的垂宜度误差;车螺纹时，会造成螺距误差主轴的轴向跳动对加工外圆或内孔的影响不大主轴的角度摇摆对加工误差的影响与主轴径向跳动对加工误差的影响相像，主要区分在于主轴的角度摇摆不仅影响工件加工表面的圆度误差，而且影响工件加工表面的圆柱度误差

2.2导轨误差导轨在机床中起导向和承载作用,它既是确定机床主要部件相对位置的基准，也是运动的基准它的各项误差干脆对形态精度产生影响导轨在水平面内的直线度误差将干脆反映在被加工工件表面的法线方向（误差敏感方向）匕对加工精度的影响最大导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小，一般可忽视不计前后导轨的平行度误差会使工作台在运动过程中产生摇摆，刀尖的运动轨迹为一条空间曲线，使工件产生形态误差

2.3传动链误差切削过程中,工件表面的成形运动，是通过一系列的传动机构来实现的传动机构的传动元件有齿轮、丝杆、螺母、蜗轮及蜗杆等这些传动元件由于其加工、装配和运用过程中磨损而产生误差，这些误差就构成了传动链的传动误差传动机构越多,传动路途越长，则传动误差越大机床传动链误差是影响表面加工精度的主要缘由之一3刀具、夹具的制造误差及磨损刀具误差对加工精度的影响随刀具的种类不同而不同一般刀具（如车刀、镶刀及铳刀等）的制造误差，对加工精度没有干脆的影响;定尺寸刀具（如钻头、钱刀、拉刀及槽铳刀等）的尺寸误差,干脆影响被加工零件的尺寸精度;成形刀具（成形刀、成形铳刀以及齿轮滚刀等）的误差，主要影响被加工面的形态精度而刀具的磨损会干脆影响刀具相对被加工表面的位置，造成被加工零件的尺寸误差，夹具的作用是使工件相对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（特殊是位置精度）有很大影响夹具的制造误差由定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导引误差、分度误差以及夹具的磨损组成夹具的磨损会引起工件的定位误差4工艺系统受力变形引起的误差工艺系统是一弹性系统，在加工时由于切削力、夹紧力和传动力等作用会产生相应变形破坏了刀具和工件间的正确位置,从而产生加工误差

4.1切削过程中受力点位置改变引起的加工误差切削过程中，工艺系统的刚度随切削力着力点位置的改变而改变,引起系统变形的差异，使被加工表面产生形态误差

4.2切削力大小改变引起的加工误差——误差复映工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形态，但它在尺寸、形态以及表面层材料硬度上都有较大的误差毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生改变，从而导致切削力的改变，进而引起工艺系统产生相应的变形,使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形态或尺寸误差当然工件表面残留的误差比毛坯表面误差要小得多这种现象称为“误差复映规律，所引起的加工误差称为“误差复映除切削力外,传动力、惯性重力、夹紧力等其它作用力也会使工艺系统的变形发生改变，从而引起加工误差，影响加工精度5工艺系统受热变形引起的误差机械加工中，工艺系统在各种热源的作用下产生肯定的热变形由于工艺系统热源分布的不匀称性及各环节结构、材料的不同,使工艺系统各部分的变形产生差异，从而破坏了刀具与工件的精确位置及运动关系，产生加工误差尤其对于精密加工，热变形引起的加工误差占总加工误差的40%〜70%

5.1机床热变形对加工精度的影响机床受热源的影响，各部分温度将发生改变，由于热源分布的不匀称和机床机构的困难性，机床的各部件发生不同程度的热变形,破坏了机床各部件原有的相互位置关系，影响加工精度不同类型的机床由于热源不同，对加工精度影响也不同

5.2刀具热变形对加工精度的影响尽管在切削加工中传入刀具的热量只有3%〜5%,但由于刀具的尺寸和热容量小，故仍有很高的温升，从而引起刀具的热伸长并造成加工误差粗加工时刀具的热变形对加工精度的影响可忽视不计;对于加工要求较高的零件，刀具的热变形对加工精度影响较大,使加工表面产生形态误差例如用高速钢刀具车削时，刃部的温度高达700C〜800C,刀具热伸长量可达

0.03mm~

0.05mm

5.3工件热变形对加工精度的影响工件的热变形主要是由切削热引起的，热变形态况与加工方法和是否匀称受热有关

5.

3.1工件匀称受热对于一些简洁的匀称受热工件，如车、磨轴类件的外圆,待加工后冷却到室温时其长度和直径将有所收缩，由此而产生尺寸误差;加工盘类零件或较短的轴套类零件，由于加工行程较短，可以近似认为沿工件轴向方向的温升相等对于较长工件（如长轴）的加工，起先走刀时，工件温度较低，变形较小随着切削的进行，工件温度渐渐上升，直径渐渐增大，因此工件表面被切去的金属层厚度越来越大,冷却后不仅产生径向尺寸误差,而且还会产生圆柱度误差;对于轴向精度要求较高的工件（如精密丝杠），其热变形引起的轴向伸长将产生螺距误差

5.

3.2工件不匀称受热当工件受热不均时,如磨削零件单一表面，由于工件单面受热而产生向上翘曲变形，加工冷却后将形成中凹的形态误差，这种现象对于加工薄片类零件尤为突出。