ch2-2 幾何精度

1、一、一、加工原理誤差加工原理誤差二、調(diào)整誤差二、調(diào)整誤差三、機(jī)床誤差三、機(jī)床誤差四、夾具的制造誤差與磨損四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損加工原理誤差是指采用了近似加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動或近似的刀刃輪廓的成形運(yùn)動或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。一、加工原理誤差一、加工原理誤差二、二、調(diào)整誤差調(diào)整誤差三、機(jī)床誤差三、機(jī)床誤差四、夾具的制造誤差與磨損四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損在機(jī)械加工的每一個工序中，總是要對工在機(jī)械加工的每一個工序中，總是要對工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整工作。調(diào)整不可

2、能絕對地藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整工作。調(diào)整不可能絕對地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式。不同的工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式。不同的調(diào)整方式有不同的誤差來源。調(diào)整方式有不同的誤差來源。（一）試切法調(diào)整（一）試切法調(diào)整（二）調(diào)整法（二）調(diào)整法（一）試切法調(diào)整（一）試切法調(diào)整單件、小批生產(chǎn)中普遍采用試切法加工單件、小批生產(chǎn)中普遍采用試切法加工:加工時先在工件上試切加工時先在工件上試切根據(jù)測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機(jī)構(gòu)根據(jù)測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機(jī)構(gòu)調(diào)整刀具與工件的相對位置調(diào)整刀具與工件的相對位置然后再進(jìn)行試切、測量、調(diào)整然后再進(jìn)行試切、測量、調(diào)整引

3、起調(diào)整誤差的因素是：引起調(diào)整誤差的因素是：1. 測量誤差測量誤差 量具本身的精度、測量方法。量具本身的精度、測量方法。2. 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差 當(dāng)試切最后一刀時，當(dāng)試切最后一刀時，要按刻度盤的顯示值來微量調(diào)整刀架的進(jìn)給量，要按刻度盤的顯示值來微量調(diào)整刀架的進(jìn)給量，這時會出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的這時會出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的爬行爬行現(xiàn)象，使刀具的實(shí)現(xiàn)象，使刀具的實(shí)際位移與刻度盤顯示值不一致。際位移與刻度盤顯示值不一致。3. 試切時與正式切削時切削層厚度不同的影響試切時與正式切削時切削層厚度不同的影響（二）調(diào)整法（二）調(diào)整法在成批、大量生產(chǎn)中，廣泛采用試切法（或樣件樣在成批、大量生產(chǎn)中，廣泛

4、采用試切法（或樣件樣板）預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的相對位置，并在一批板）預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置不變來獲得所零件的加工過程中保持這種相對位置不變來獲得所要求的零件尺寸要求的零件尺寸影響調(diào)整精度的因素還有影響調(diào)整精度的因素還有 定程機(jī)構(gòu)誤差定程機(jī)構(gòu)誤差 在大批大量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、在大批大量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、靠模、凸輪等機(jī)構(gòu)保證加工尺寸靠模、凸輪等機(jī)構(gòu)保證加工尺寸,以及與它們配合使用以及與它們配合使用的離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度的離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度 樣件或樣板的誤差樣件或樣板的誤差 測量有限試件造成的誤差測量有限試件

5、造成的誤差 試切加工的工件數(shù)（稱為抽試切加工的工件數(shù)（稱為抽樣件數(shù)）不可能太多樣件數(shù)）不可能太多,因而造成誤差因而造成誤差一、加工原理誤差一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差二、調(diào)整誤差三、三、機(jī)床誤差機(jī)床誤差四、夾具的制造誤差與磨損四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損引起機(jī)床誤差的原因引起機(jī)床誤差的原因是是機(jī)床的制造誤差、安機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。裝誤差和磨損。這里著重分析對工件加工精度影響較大的這里著重分析對工件加工精度影響較大的:（一）機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差（一）機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差（二）機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差（二）機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差（三）機(jī)床傳動鏈的傳動誤差（三）

6、機(jī)床傳動鏈的傳動誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向精度是指機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)導(dǎo)軌導(dǎo)向精度是指機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)動件實(shí)際運(yùn)動方向與理想運(yùn)動方向動件實(shí)際運(yùn)動方向與理想運(yùn)動方向的符合程度，這兩者之間的偏差值的符合程度，這兩者之間的偏差值則稱為導(dǎo)向誤差則稱為導(dǎo)向誤差。l）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度上）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度上 y （彎（彎曲）；曲）；2）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的真線度）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的真線度 z（彎曲）；（彎曲）；3）前后導(dǎo)軌的平行度）前后導(dǎo)軌的平行度 （扭曲）。（扭曲）。 4）導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度或垂直）導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度或垂直度）。度）。yRyminmaxmaxyyRDZRz/)(2BHHyRr/l機(jī)床安裝不

7、正確引起的導(dǎo)軌誤差，往往遠(yuǎn)大于機(jī)床安裝不正確引起的導(dǎo)軌誤差，往往遠(yuǎn)大于制造誤差制造誤差l特別是床身導(dǎo)軌是一種細(xì)長的結(jié)構(gòu)的特別是床身導(dǎo)軌是一種細(xì)長的結(jié)構(gòu)的(如龍門刨如龍門刨床、龍門銑床等床、龍門銑床等) ，剛性差，在自重的作用下就，剛性差，在自重的作用下就容易變形。如果安裝不正確，或者地基不良，容易變形。如果安裝不正確，或者地基不良，都會造成導(dǎo)軌彎曲變形（嚴(yán)重的可達(dá)都會造成導(dǎo)軌彎曲變形（嚴(yán)重的可達(dá)23mrn）l因此，機(jī)床在安裝時應(yīng)有良好的基礎(chǔ)。并嚴(yán)格因此，機(jī)床在安裝時應(yīng)有良好的基礎(chǔ)。并嚴(yán)格進(jìn)行測量和校正，而且在使用期間還應(yīng)定期復(fù)進(jìn)行測量和校正，而且在使用期間還應(yīng)定期復(fù)校和調(diào)整校和調(diào)整使用程度不同

8、及受力不均，導(dǎo)軌沿全長上使用程度不同及受力不均，導(dǎo)軌沿全長上各段的磨損量不等，并且在同一橫截面上各段的磨損量不等，并且在同一橫截面上各導(dǎo)軌面的磨損量也不相等。導(dǎo)軌磨損會各導(dǎo)軌面的磨損量也不相等。導(dǎo)軌磨損會引起床鞍在水平面和垂直面內(nèi)發(fā)生位移，引起床鞍在水平面和垂直面內(nèi)發(fā)生位移，且有傾斜，從而造成刀刃位置誤差。且有傾斜，從而造成刀刃位置誤差。l機(jī)床設(shè)計(jì)與制造時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、材料、潤滑、機(jī)床設(shè)計(jì)與制造時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、材料、潤滑、防護(hù)裝置等方面采取措施以提高導(dǎo)向精度防護(hù)裝置等方面采取措施以提高導(dǎo)向精度l機(jī)床安裝時，應(yīng)校正好水平和保證地基質(zhì)量機(jī)床安裝時，應(yīng)校正好水平和保證地基質(zhì)量l使用時，要注意調(diào)整導(dǎo)軌配合

9、間隙，同時保證使用時，要注意調(diào)整導(dǎo)軌配合間隙，同時保證良好的潤滑和維護(hù)。良好的潤滑和維護(hù)。機(jī)床主軸是用來裝夾工件或刀具并傳遞主要切機(jī)床主軸是用來裝夾工件或刀具并傳遞主要切削運(yùn)動的重要零件。削運(yùn)動的重要零件?；剞D(zhuǎn)誤差產(chǎn)生原因：回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生原因：理論上：主軸回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)軸線的空間位置應(yīng)理論上：主軸回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)軸線的空間位置應(yīng)該固定不變。該固定不變。實(shí)際上：由于主軸部件中軸承、軸頸、軸承座實(shí)際上：由于主軸部件中軸承、軸頸、軸承座孔等的制造誤差和配合質(zhì)量、潤滑條件，以及孔等的制造誤差和配合質(zhì)量、潤滑條件，以及回轉(zhuǎn)時的動力因素的影響，往往瞬時回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)時的動力因素的影響，往往瞬時回轉(zhuǎn)軸線的空間位置都在

10、周期性地變化。的空間位置都在周期性地變化。主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。 主軸回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動誤差可以分解為主軸回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動誤差可以分解為:徑向圓跳動徑向圓跳動端面圓跳動端面圓跳動傾角擺動傾角擺動三種基本型式。三種基本型式。1主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本概念主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本概念主軸的端面圓跳動軸向竄動主軸的端面圓跳動軸向竄動對圓柱面的加工精度沒有影響對圓柱面的加工精度沒有影響加工端面時，導(dǎo)致端面與圓柱面不垂直加工端面時，導(dǎo)致端面與圓柱面不垂直如果主軸回轉(zhuǎn)一周，來回跳動一次，則加工如果主軸回轉(zhuǎn)一周，來回跳動一次，則加工近似

11、為螺旋面近似為螺旋面加工螺紋時，使得螺距產(chǎn)生周期誤差加工螺紋時，使得螺距產(chǎn)生周期誤差使工件產(chǎn)生圓度誤差，但加工方法不同（使工件產(chǎn)生圓度誤差，但加工方法不同（如車削和鏜削），影響程度也不盡相同。如車削和鏜削），影響程度也不盡相同。主軸的徑向圓跳動主軸的徑向圓跳動當(dāng)主軸幾何軸線具有傾角擺動時，可區(qū)分為兩當(dāng)主軸幾何軸線具有傾角擺動時，可區(qū)分為兩種情況：種情況：一種是幾何軸線相對于平均線在空間成一定錐一種是幾何軸線相對于平均線在空間成一定錐角角 的圓錐軌跡的圓錐軌跡另外一種是幾何軸線在某一平面內(nèi)作角擺動另外一種是幾何軸線在某一平面內(nèi)作角擺動 車外圓：形成車外圓：形成錐度錐度 鏜削內(nèi)孔時，在垂直于主軸平

12、均軸線的各個截面內(nèi)鏜削內(nèi)孔時，在垂直于主軸平均軸線的各個截面內(nèi)都形成橢圓，就工件內(nèi)表面整體來說，鏜削出來的都形成橢圓，就工件內(nèi)表面整體來說，鏜削出來的是一個是一個橢圓柱橢圓柱。主軸的擺動主軸的擺動l軸承的誤差（滑動軸承、滾動軸承）軸承的誤差（滑動軸承、滾動軸承）l軸承間隙軸承間隙l與軸承配合零件的誤差與軸承配合零件的誤差l主軸轉(zhuǎn)速對主軸回軸誤差也有影響主軸轉(zhuǎn)速對主軸回軸誤差也有影響l主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形l軸承誤差的影響軸承誤差的影響 主軸采用滑動軸承時，軸承誤差主要指主軸頸和軸承內(nèi)孔的圓度誤差和波度。 注意：對于刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床和工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床的影響不同。

13、 主軸采用滾動軸承時，由于滾動軸承是由內(nèi)圈、外圈和滾動體等組成，影響的因素更多。l軸承間隙的影響 如軸承間隙過大，當(dāng)工作條件（載荷、轉(zhuǎn)速等）變化時，油楔厚度變化較大，主軸軸線漂移量增加。l與軸承配合的零件誤差的影響。 由于軸承內(nèi)、外圈或軸瓦和薄，受力后容易變形。l主軸轉(zhuǎn)速的影響主軸轉(zhuǎn)速的影響 由于主軸部件質(zhì)量不平衡、機(jī)床各種隨機(jī)振動以及回轉(zhuǎn)軸線的不穩(wěn)定隨主軸轉(zhuǎn)速增加而增加，使主軸在某個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)精度較高。超過這個范圍，誤差就較大。l主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形4提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施（1）提高主軸部件的制造精度）提高主軸部件的制造精度

14、 （2）對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊）對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊 （3）使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上）使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上 直接保證工件在加工過程中的回轉(zhuǎn)精直接保證工件在加工過程中的回轉(zhuǎn)精度而不依賴于主軸，是保證工件形狀精度度而不依賴于主軸，是保證工件形狀精度的最簡單而又有效的方法。的最簡單而又有效的方法。 圖圖2-18、2-19（三）機(jī)床傳動鏈的傳動誤差（三）機(jī)床傳動鏈的傳動誤差1傳動鏈精度分析傳動鏈精度分析 傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運(yùn)動的誤差。它是末兩端傳動元件之間相對運(yùn)動的誤差。它是螺紋、齒輪、蝸輪以及其它按展成原理加工

15、螺紋、齒輪、蝸輪以及其它按展成原理加工時，影響加工精度的主要因素。時，影響加工精度的主要因素。由于所有的傳動件都存在誤差，因此，各傳由于所有的傳動件都存在誤差，因此，各傳遞件對工件精度影響總和遞件對工件精度影響總和 為各傳動元件所為各傳動元件所引起末端元件轉(zhuǎn)角誤差的迭加：引起末端元件轉(zhuǎn)角誤差的迭加：jnjjnjjnk 111. 減少傳動鏈傳動誤差的措施減少傳動鏈傳動誤差的措施傳動件數(shù)越少傳動件數(shù)越少，傳動鏈越短，傳動鏈越短， 就越小，因而傳動精就越小，因而傳動精度就高度就高傳動比傳動比i小小，降速傳動，降速傳動 特別是傳動鏈末端傳動副的特別是傳動鏈末端傳動副的傳動比小，則傳動鏈中其余各傳動元件

16、誤差對傳動傳動比小，則傳動鏈中其余各傳動元件誤差對傳動精度的影響就越小精度的影響就越小傳動鏈中各傳動件的加工、裝配誤差對傳動精度均傳動鏈中各傳動件的加工、裝配誤差對傳動精度均有影響，但影響的大小不同，有影響，但影響的大小不同，最后的傳動件最后的傳動件（末端（末端件）的誤差影響最大件）的誤差影響最大采用校正裝置采用校正裝置 校正裝置加入誤差，大小與傳動鏈校正裝置加入誤差，大小與傳動鏈本身的誤差相等而方向相反，從而使之相互抵消。本身的誤差相等而方向相反，從而使之相互抵消。一、加工原理誤差一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差二、調(diào)整誤差三、機(jī)床誤差三、機(jī)床誤差四、四、夾具的制造誤差與磨損夾具的制造誤差與磨損

17、五、刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損四、夾具的制造誤差與磨損四、夾具的制造誤差與磨損l1）定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具）定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等的制造誤差。體等的制造誤差。l2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差。尺寸誤差。l3）夾具在使用過程中工作表面的磨損）夾具在使用過程中工作表面的磨損在設(shè)計(jì)夾具時，凡影響工件精度的尺寸應(yīng)嚴(yán)格控在設(shè)計(jì)夾具時，凡影響工件精度的尺寸應(yīng)嚴(yán)格控制其制造誤差制其制造誤差 精加工用夾具一般可取工件上相應(yīng)尺寸或位置精加工用夾具一般可取工件上相應(yīng)尺寸或位置公差的公差的1213 粗加

18、工用夾具則可取為粗加工用夾具則可取為 15110一、加工原理誤差一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差二、調(diào)整誤差三、機(jī)床誤差三、機(jī)床誤差四、夾具的制造誤差與磨損四、夾具的制造誤差與磨損五、五、刀具的制造誤差與磨損刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損刀具誤差對加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類不刀具誤差對加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類不同而異。同而異。l）采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、）采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、鏜刀塊及圓拉刀等）加工時，刀具的鏜刀塊及圓拉刀等）加工時，刀具的尺寸精度直尺寸精度直接影響工件的尺寸精度接影響工件的尺寸精度2）采用成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、成）采用成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、成形砂輪等）加工時，刀具的形狀直接影響工件的形砂輪等）加工時，刀具的形狀直接影響工件的形狀精度形狀精度3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等）的刀刃形狀必須是加工表面插齒刀等）的刀刃形狀必須是加工表面的曲線。此刀刃的形狀誤差會影響加工的曲線。此刀刃的形狀誤差會影響加工表面的形狀