中職統(tǒng)編《數(shù)控加工工藝學》系列課件 第二章 數(shù)控加工工藝基礎（下）（動畫版） 云天課件

全國中職機械類教材（勞社版）第二章數(shù)控加工工藝基礎

（下）（動畫版）《數(shù)控加工工藝學》系列課件（第四版）P.41第四節(jié)加工余量與確定方法一、加工余量的概念P.77

實際工序余量的變動：工序余量是一個變動值，原因是工序尺寸是在公差范圍內變動，類似于尺寸偏差，就有：基本（公稱）工序余量、最大工序余量、最小工序余量。

加工余量

加工余量加工過程中所切除的金屬層厚度。

工序余量：相鄰兩個工序尺寸之差。加工總余量：等于各工序余量之和。第四節(jié)加工余量與確定方法一、加工余量的概念P.77被包容面加工余量

工序余量與工序尺寸及公差的關系：

對被包容面：對包容面：包容面加工余量第四節(jié)加工余量與確定方法一、加工余量的概念P.77雙向加工余量

根據(jù)工件加工部位不同，工序余量有單邊工序余量和雙邊工序余量兩種情況。

單邊余量：等于實際切除的金屬層厚度；如適合銑、刨等加工的不對稱平面。雙邊余量：實際切削層厚度為加工余量之半。如適合車、鏜等加工的對稱回轉表面。單向加工余量第四節(jié)加工余量與確定方法二、確定加工余量的方法及基本原則P.78

1.確定加工余量的方法

（1）經(jīng)驗估算法

憑工藝人員經(jīng)驗類比估算工序加工余量，此法估算數(shù)值偏大，只能用于單件生產(chǎn)中。（2）

查表修正法

借助工藝手冊數(shù)據(jù)或工廠統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)工件的情況修正數(shù)據(jù)得到工序加工余量；這種方法應用比較廣泛。（3）分析計算法

對影響加工余量的各種因素進行綜合分析計算，來確定工序的最小加工余量。這種方法得出的結論經(jīng)濟合理，但工作量大。主要用是大量生產(chǎn)確定工序余量。

教材表2－9到表2－12列出了平面、孔與外圓部分常見加工方法的余量值。

第四節(jié)加工余量與確定方法二、確定加工余量的方法及基本原則P.82

2.確定加工余量的基本原則

（1）總加工余量與工序余量要分別確定

總加工余量的大小與所選擇的毛坯制造精度有關，粗加工工序的加工余量，不能用查表法確定，應等于總加工余量減去其他工序的余量之和。（2）大零件取大余量零件越大，切削力、內因力引起的變形越大，因此工序余量應取大一些，以便通過本道工序消除變形量。（3）余量要足夠防止因余量不足而造成廢品。余量中應包含熱處理而引起的變形量。

（4）采用最小加工余量原則

在保證加工精度和加工質量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時間，減少材料消耗，降低加工成本。第五節(jié)工序尺寸及公差的確定P.83

零件上的設計尺寸一般要經(jīng)過幾道機械加工工序的加工才能得到，每道工序所應保證的尺寸稱為工序尺寸，與其相應的公差即工序尺寸的公差。

工序尺寸及其公差的確定不僅取決于設計尺寸、加工余量及各工序能達到的經(jīng)濟精度，而且還與定位基準、工序基準、測量基準、編程坐標系原點的確定及基準的轉換有關，所以計算工序尺寸及公差時，應根據(jù)不同的情況采用不同的方法。

第五節(jié)工序尺寸及公差的確定一、基準重合時工序尺寸及公差的計算P.83

當工序基準、測量基準、定位基準或編程原點與設計基準重合時，工序尺寸及其公差直接由各工序的加工余量和所能達到的精度確定。其計算方法是由最后一道工序開始向前推算。具體步驟如下：

（1）確定毛坯總余量和工序余量。

（2）確定工序公差。最終工序尺寸公差，等于零件圖上設計尺寸公差，其余工序尺寸公差按經(jīng)濟精度確定。（3）計算工序基本尺寸。從零件圖上的設計尺寸開始向前推算，直至毛坯尺寸，最終工序基本尺寸等于零件圖上的基本尺寸，其余工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸，加上或減去后道工序余量。

（4）標注工序尺寸公差。最后一道工序的公差，按零件圖上設計尺寸標注，中間工序尺寸公差，按入體原則標注，毛坯尺寸公差按雙向標注。第五節(jié)工序尺寸及公差的確定一、基準重合時工序尺寸及公差的計算P.83例2－1如圖所示，為某法蘭盤零件上的一個孔，孔徑為,表面粗糙度值

，毛坯采用鑄鋼件，需要淬火處理，試確定各工序尺寸及公差。解：確定工序尺寸及公差的順序是：磨孔半精鏜粗鏜鑄造第五節(jié)工序尺寸及公差的確定一、基準重合時工序尺寸及公差的計算P.83例2－1解：工序尺寸及其公差的計算結果。

第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.84當工序基準、測量基準、定位基準或編程原點與設計基準不重合時，工序尺寸及其公差的確定需要采用工藝尺寸鏈的基本知識和計算方法，通過解工藝尺寸鏈才能得到。

1.工藝尺寸鏈（1）工藝尺寸鏈的確定

1）工藝尺寸鏈的定義

尺寸鏈指的是在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組。

用簡圖表示的尺寸鏈，叫尺寸鏈圖。

其中由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，就是工藝尺寸鏈。工件定位加工工藝尺寸鏈第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.85

1.工藝尺寸鏈（1）工藝尺寸鏈的確定

2）工藝尺寸鏈的特征

關聯(lián)性在一個尺寸鏈中，任何一個直接保證尺寸及精度的變化都會引起間接保證尺寸及精度的變化。如圖中工件尺寸A1或調刀尺寸A2任一尺寸變化，都會引起需要保證的尺寸A∑變化。工件定位加工工藝尺寸鏈圖封閉性尺寸鏈中各尺寸的排列呈封閉性。如右邊圖中的尺寸鏈圖。第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.86

1.工藝尺寸鏈（1）工藝尺寸鏈的確定

3）工藝尺寸的組成

工藝尺寸鏈組成環(huán)Ai封閉環(huán)A∑增環(huán)減環(huán)尺寸鏈的環(huán)

a）封閉環(huán)：在零件加工或機器裝配過程中，最后自然形成（即間接獲得或間接保證）的尺寸。表示方法：如A0。封閉環(huán)的特點：

由于封閉環(huán)是最后形成的，因此在加工或裝配完成前,它是不存在的。

封閉環(huán)的尺寸自己不能保證，是靠其它相關尺寸來間接保證的。第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.86

1.工藝尺寸鏈（1）工藝尺寸鏈的確定

3）工藝尺寸的組成

組成環(huán)Ai封閉環(huán)A∑增環(huán)減環(huán)尺寸鏈的環(huán)

b）組成環(huán)：一個尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其他各環(huán)，都是“組成環(huán)”。按其對封閉環(huán)的影響可分為增環(huán)和減環(huán)。

增環(huán)：在尺寸鏈中，當其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)也隨之增大，該組成環(huán)即稱為“增環(huán)”。

減環(huán)：在尺寸鏈中，當其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)卻隨之減小，該組成環(huán)即稱為“減環(huán)”。L2、L3、L5為減環(huán)L2、L3、L4為減環(huán)L1為增環(huán)L1、L4為增環(huán)第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.86

1.工藝尺寸鏈（1）工藝尺寸鏈的確定

3）工藝尺寸的組成

組成環(huán)Ai封閉環(huán)A∑增環(huán)減環(huán)尺寸鏈的環(huán)

c）組成環(huán)的判別

路徑法：在尺寸鏈中，設任意一個方向的路徑（順、逆），查看封閉環(huán)的路徑箭頭方向；在各組成環(huán)中，凡路徑箭頭方向與封閉環(huán)的路徑箭頭方向相反的就是增環(huán)，凡路徑箭頭方向與封閉環(huán)的路徑箭頭方向相同的就是減環(huán)。

L1、L4為增環(huán)，L2、L3、L5為減環(huán)第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.86

1.工藝尺寸鏈（2）工藝尺寸鏈計算的基本公式

工藝尺寸鏈的計算，關鍵是正確的確定封閉環(huán)，否則計算結果是錯誤的。封閉環(huán)的確定取決于加工方法和測量方法。

工藝尺寸鏈的計算方法有兩種，極值法和概率法，生產(chǎn)中一般采用極值法，其基本計算公式如下：組成環(huán)Ai封閉環(huán)A∑增環(huán)減環(huán)尺寸鏈的環(huán)封閉環(huán)的公稱尺寸：封閉環(huán)的最大極限尺寸：封閉環(huán)的最小極限尺寸：封閉環(huán)的公差：封閉環(huán)公差等于

各組成環(huán)的公差之和。第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.86

1.工藝尺寸鏈（2）工藝尺寸鏈計算的基本公式組成環(huán)Ai封閉環(huán)A∑增環(huán)減環(huán)尺寸鏈的環(huán)封閉環(huán)的平均尺寸：封閉環(huán)的上極限偏差：封閉環(huán)的下極限偏差：第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.87

2.數(shù)控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算零件在設計時，從保證使用性能的角度考慮，尺寸多采用局部分散標注，而在數(shù)控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準，當編程原點與設計基準不重合時，為了方便編程，必須將分散標注的設計尺寸換算成編程原點為基準的工序尺寸。數(shù)控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算在左圖中，與設計尺寸

、、、對應的工序尺寸、、、都存在工藝尺寸鏈的計算問題；在右圖中表達了這四個工藝尺寸鏈圖。第五節(jié)工序尺寸及公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及公差的計算P.87

2.數(shù)控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算

下面以工序尺寸的計算為例，其工藝尺寸鏈圖見b）圖，設計尺寸為封閉環(huán)，尺寸為增環(huán)，尺寸為減環(huán)。數(shù)控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算則：所求工序尺寸為

其余工序尺寸可類似地計算出來。

第五節(jié)工序尺寸及公差的確定三、關于角度尺寸鏈的計算P.88

角度尺寸鏈是由若干個彼此不平行尺寸所組成的尺寸鏈。

尺寸鏈的解法是將與封閉環(huán)不平行的尺寸鏈按封閉環(huán)的方向進行投影，使之成為其直線尺寸鏈的形式。其基本計算公式為：角度尺寸鏈的計算封閉環(huán)的最大極限尺寸：封閉環(huán)的最小極限尺寸：第五節(jié)工序尺寸及公差的確定三、關于角度尺寸鏈的計算P.89

例：如上頁圖所示的零件，鏜削加工5個孔，其孔的中心并非分布在同一直線上，且中心連線互相不平行。求孔1、孔5之間的孔心距在水平方向投影的變化范圍。

解：根據(jù)題意，為封閉環(huán)，其角度尺寸鏈如b）所示。

角度尺寸鏈圖則：孔1到孔5的中心距在水平方向上的變化范圍為129.25~132.83mm。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介一、卡尺P.89

1.游標卡尺游標卡尺是一種常用量具，具有結構簡單、使用方便、測量范圍大等特點。游標卡尺可以測量工件長度、外徑、內徑、寬度、深度、厚度、孔心距等。

游標卡尺的用途第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介一、卡尺P.90

1.游標卡尺一般游標卡尺可分為三用游標卡尺、雙面游標卡尺、單面游標卡尺等類型。三用游標卡尺游標卡尺的測量范圍（規(guī)格）三用游標卡尺的測量范圍有0~125mm、0~150mm；雙面游標卡尺的測量范圍有0~200mm、0~300mm；單面游標卡尺的測量范圍較大，可達1000mm。雙面游標卡尺單面游標卡尺第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介二、千分尺P.91

1.常用千分尺

外徑千分尺結構

千分尺是利用螺旋副的運動原理進行測量和讀數(shù)的一種精密測微量具。千分尺按用途和結構可分為外徑千分尺、內徑千分尺、深度千分尺、螺紋千分尺、公法線千分尺等。

外徑千分尺的規(guī)格在500mm以內，以每25mm為一擋，有25~50mm、50~75mm、75~100mm.……等測量范圍；有0級（最高）和1級兩種制造精度。外徑千分尺的使用第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介二、千分尺P.91

其它各類千分尺

杠桿千分尺內測千分尺內徑千分尺深度千分尺壁厚千分尺尖頭千分尺第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介二、千分尺P.91

2.杠桿式千分尺

杠桿式千分尺

杠桿式千分尺又稱指示千分尺。它是由外徑千分尺的微分筒部分和杠桿式卡規(guī)中指示機構組合而成的一種精密量具。

杠桿千分尺既可以進行相對測量，也可以像千分尺那樣用作絕對測量，其刻度值有0.001mm和0.002mm兩種。杠桿指示部分的示值范圍一般為±0.06。當檢驗成批精密零件時，杠桿千分尺可以用量塊組調整零位，使用時按千分尺上指示機構進行相對測量。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)P.93

1.游標萬能角度尺

Ⅰ型游標萬能角度尺游標萬能角度尺是一種直接測量平面角度的量具，有Ⅰ型和Ⅱ型兩種。

Ⅰ型：測量范圍：0

~320°，分度值：2

′

。

Ⅱ型：測量范圍：0

~360°，分度值：5′

。（1）Ⅰ型游標萬能角度尺

Ⅰ型游標萬能角度尺的結構如圖所示。

第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)P.93

1.游標萬能角度尺（1）Ⅰ型游標萬能角度尺

Ⅰ型游標萬能角度尺的讀數(shù)方法：

和游標卡尺相似，即先從尺身上讀出游標零刻度線指示的整度數(shù)，再判斷游標上的第幾格的刻線與尺身上的刻線對齊，就能確定角度“分”的數(shù)值，然后把兩者相加，就是被測角度的數(shù)值。角度游標的讀數(shù)方法第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)P.93

1.游標萬能角度尺Ⅱ型游標萬能角度尺（2）Ⅱ型游標萬能角度尺

Ⅱ型游標萬能角度尺的結構如圖所示。

Ⅱ型游標萬能角度尺的讀數(shù)原理和方法與Ⅰ型游標萬能角度尺相同。只是這種角尺的游標在尺身的下方，且有長達300mm的直尺，可測量較大工件的角度。

Ⅱ型游標萬能角度尺使用方便，可測0

~360°的各種角度。

第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)P.94

2.正弦規(guī)

正弦規(guī)結構正弦規(guī)是利用三角法測量角度的一種精密量具。一般用來測量帶有錐度或角度的零件。因其測量結果，是通過直三角形的正弦關系來計算的，所以稱為正弦規(guī)。

正弦規(guī)結構正弦規(guī)主要由一準確鋼制長方形工作臺和固定在其兩端的兩個相同直徑的鋼制精密圓柱體組成。其兩個圓柱體的中心距要求很準確，兩圓柱的軸心線距離L一般為100毫米或200毫米兩種。工作時，兩圓柱軸線與主體嚴格平衡，且與主體相切。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)P.95

2.正弦規(guī)

正弦規(guī)的測量方法

圖為利用正弦規(guī)測量圓錐量規(guī)的情況。在直角三角形中，sinα=h/l，式中h為量塊組尺寸，按被測角度的公稱角度算得。

根據(jù)測微儀在兩端的示值之差可求得被測角度的誤差。正弦規(guī)一般用于測量小于45°的角度，在測量小于30°的角度時，精確度可達3″～5″。正弦規(guī)測量（動畫）量塊高度計算：第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介四、百分表與千分表P.96

1.百分表

百分表是一種比較量具，它只能測出相對數(shù)值，其分度值為0.01mm。主要用于檢測工件的形狀和位置誤差（如圓度、平面度、垂直度、跳動等），也可用于校正零件的安裝位置以及測量零件的內徑等。百分表

百分表的使用方法是百分表一般用來測量平面的平行度和平面度的精度,它需要有一個磁性表座，首先將它固定在一個可移動的表座上，將表針歸0，將表頭輕觸要測的邊或平臺上，移動表座，看表針的變化是否在規(guī)定的精度內，不行再反復調整。磁性表座第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介四、百分表與千分表P.96

1.百分表

百分表的使用方法百分表架的使用

百分表的結構原理如圖所示，當測量桿1向上或向下移動1mm時，通過齒輪傳動系統(tǒng)帶動大指針5轉一圈，同時小指針7轉一格。大指針每轉一格讀數(shù)值0.01mm，小指針每轉一格讀數(shù)為1mm。鐘表式百分表及傳動原理第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介四、百分表與千分表P.97

2.千分表

千分表是一種精度更高的比較量具，它只能測出相對數(shù)值，其分度值有0.001mm、0.002mm。主要用于精密檢測工件的形狀和位置誤差（如圓度、平面度、垂直度、跳動等），也可用于校正零件的安裝位置以及測量零件的內徑等。鐘表式千分表同軸度的精密測量第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介四、百分表與千分表P.98

3.百（千）分表的使用注意事項

使用注意事項

（1）測量前應檢查表盤玻璃是否破裂或脫落，測量頭、測量桿、套筒等是否有碰傷或銹蝕，指松動現(xiàn)象，指針的轉動是否平穩(wěn)等。

（2）測量時應使測量桿垂直零件被測表面。測量圓柱面的直徑時，測量桿的中心線要通過被測圓柱面的軸線。

（3）測量頭開始與被測表面接觸時，測量桿就應有相應的壓縮量，以保持一定的初始測量力。

（4）測量時應輕提測量桿，移動工件至測量頭下面（或將測量頭移至工件上），再緩慢放下與被測表面接觸。不能急驟放下測量桿，否則易造成測量誤差。不準將工件強行推入至測量頭下，以免損壞量儀。

測平面測圓柱體第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介五、便攜式表面粗糙度測量儀P.98

1.工作原理

在測量工件表面粗糙度時，先將傳感器搭放在工件被測表面上，然后啟動儀器進行測量，由儀器內部的精密驅動機構帶動傳感器沿被測表面做等速直線滑行，此時工件被測表面的粗糙度會引起觸針產(chǎn)生位移，在相敏檢波器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號經(jīng)過放大及電平轉換之后進入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過數(shù)字濾波和參數(shù)計算，結果在顯示器上輸出。

便攜式表面粗糙度測量儀

2.特點

（1）結構緊湊經(jīng)濟耐用；（2）可在生產(chǎn)現(xiàn)場和計量室使用；（3）儀器可在垂直以至倒置的狀態(tài)下使用。

3.應用可用于檢測不同形狀表面的粗糙度，包括平面、內孔、外圓柱面、凹槽及其它較難測量的表面。第七節(jié)機械加工精度及表面質量一、加工精度和表面質量的基本概念P.98機械產(chǎn)品的工作性能和使用壽命，總是與組成產(chǎn)品的零件的加工質量和產(chǎn)品的裝配精度直接相關，而零件的加工質量又是整個產(chǎn)品質量的基礎。零件的加工質量包括加工精度和表面質量兩個方面。

1.加工精度加工精度零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度。加工精度包括尺寸精度和幾何精度。加工誤差零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相比較，不可能做到?jīng)]有誤差。（1）尺寸精度限制加工表面與其基準之間的尺寸誤差。（2）幾何精度幾何精度包括形狀、方向、位置和跳動精度，其中以形狀精度、位置精度為主。形狀精度限制工件加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、平面度、直線度等；位置精度限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平平行度、垂直度、同軸度、位置度等。第七節(jié)機械加工精度及表面質量一、加工精度和表面質量的基本概念P.99

2.表面質量

機械加工表面質量包括以下方面：

（1）表面層的幾何形狀偏差

表面粗糙度，它指零件表面的微觀幾何形狀誤差。表面波紋度，它指零件表面周期性的幾何形狀誤差。

（2）表面層的物理、力學性能

冷作硬化，它是表面層因加工中塑性變形而引起的表面層硬度提高的現(xiàn)象。殘余應力，它是表面層因機械加工時產(chǎn)生強烈的塑性變形和金相組織的可能變化形成的內應力。表面層金相組織變化，表面層因切削加工時產(chǎn)生的切削熱而引起的金相組織的變化。第七節(jié)機械加工精度及表面質量二、表面質量對零件使用性能的影響P.99

1.對零件耐磨性的影響表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，其摩擦因數(shù)變大，摩擦阻力就越大；同時配合表面間的有效接觸面積變小，壓強就越大；這樣磨損也就越快。

2.對零件疲勞強度的影響

表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度。

軸承內圈的磨損疲勞破壞零件第七節(jié)機械加工精度及表面質量二、表面質量對零件使用性能的影響P.100

3.對零件配合性質的影響表面粗糙度影響配合性質的穩(wěn)定性。對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了聯(lián)結強度。

此外，表面粗糙度還會影響零件的抗腐蝕性、密封性、測量精度、鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.100工藝系統(tǒng)：由機床－夾具－工件－刀具所組成的，包括有測量、切削力、切削熱、磨損及其它未知的因素一個完整的系統(tǒng)。

加工過程中，工件與刀具的相對位置就決定了零件加工的尺寸形狀和位置，因此，加工精度的問題也就涉及了整個工藝系統(tǒng)的精度問題。工藝系統(tǒng)的種種幾何誤差，在加工過程中會在不同的場合下，以不同的方式和程度反映加工誤差。

根據(jù)工藝系統(tǒng)誤差的性質，可以將其歸納為工藝系統(tǒng)的幾何誤差、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱引起的誤差及工件內應力引起的誤差。多軸立式加工中心第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.100

1.工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施車床主軸

工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工方法的原理誤差、機床的幾何誤差、調整誤差、刀具和夾具的制造誤差、工件的裝夾誤差和工藝系統(tǒng)的磨損引起的誤差。以下僅討論機床的幾何誤差中的幾個問題。（1）主軸誤差主要表現(xiàn)在主軸的回轉運動誤差上。

主軸回轉運動誤差主軸實際回轉軸線相對理想回轉軸線的偏差。是機床的重要精度指標。三種表現(xiàn)形式：軸向竄動、徑向跳動、角度擺動，實際是綜合表現(xiàn)。

主軸回轉運動的誤差，會直接造成加工工件在尺寸、表面形狀、表面粗糙度、位置精度等方面的誤差。第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.100

1.工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施（1）主軸誤差主要表現(xiàn)在主軸的回轉運動誤差上。提高主軸旋轉精度的方法主要有：提高主軸組件的設計，制造和安裝精度，如采用高精度的軸承等。主軸回轉誤差的基本形式第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.100

1.工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施（2）導軌誤差主要表現(xiàn)在導軌導向誤差上。導軌在水平面內的直線度誤差包括：導軌在水平面內的直線度誤差、導軌在垂直面內的直線度誤差、導軌面間的平行度誤差。導軌在垂直面內的直線度誤差導軌面間的的平行度誤差第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.100

1.工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施（2）導軌誤差主要表現(xiàn)在導軌導向誤差上。

減少導軌誤差對加工精度的影響，一方面可以通過提高導軌的制造安裝和調整精度來實現(xiàn)，另一方面，也可以利用誤差非敏感方向來設計安排定位加工。導軌面間的的平行度誤差第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.101

2.工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施工藝系統(tǒng)（機床、夾具、工件、刀具等）在切削力、傳動力、慣性力、夾緊力及重力等作用下，會產(chǎn)生相應變形（彈性變形、塑性變形），破壞工藝系統(tǒng)正確的位置，造成加工誤差（工件形狀和尺寸誤差）。車細長軸引起的鼓形誤差

切削力作用點位置變化引起的加工誤差如：車細長軸引起的鼓形誤差

切削力變化引起的加工誤差如：誤差復映現(xiàn)象誤差復映現(xiàn)象第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.101

2.工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施夾緊力引起的加工誤差及改進

慣性力和傳動力引起的加工誤差夾緊力和重力引起的加工誤差

減小受力變形誤差的措施：工藝系統(tǒng)受力變形通常是彈性變形，一般來說，工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力越大，加工誤差就越小。生產(chǎn)實際中：采用減少接觸面間的表面粗糙度，增加接觸面積，適當預緊，減少接觸變形，提高接觸剛度，合理的布置肋板，減少受力變形，提高工件剛度，合理裝夾工件，減少夾緊變形等等措施，都能起到一定的改善作用。第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.102

3.工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及改善措施

工藝系統(tǒng)熱變形：工藝系統(tǒng)的受熱產(chǎn)生復雜的熱變形，破壞了工件與刀具之間的位置關系和相對運動關系，造成加工誤差。熱變形造成精加工誤差的40～70%。

影響工藝系統(tǒng)熱變形的因素主要有：機床、刀具、工件，此外，環(huán)境溫度的影響，有時也是不容忽視的。第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.102

3.工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及改善措施（1）機床的熱變形

對機床的熱變形構成影響的主要因素有：機床動力源及電氣設備能量損耗的熱量；傳動部件、運動部件的摩擦熱；切削熱通過切屑或切削液傳遞到機床的熱量，外界的輻射熱。機床熱變形

機床熱變形，引起機床幾何精度的變化，導致加工誤差。

幾類機床熱變形趨勢如圖所示。

第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.103

3.工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及改善措施（1）機床的熱變形

減少機床熱變形對加工精度影響的措施：

通常在機床大件的結構設計上采取對稱結構。

采用主動控制方式均衡關鍵件的溫度，以減少其因受熱而出現(xiàn)的彎曲或曲扭變形對加工的影響；在結構連接設計上，控制關鍵部件的熱變形方向對加工精度影響為最小。熱對稱結構立柱O型整體床身第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.103

3.工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及改善措施（1）機床的熱變形

減少機床熱變形對加工精度影響的措施：對發(fā)熱量較大的部件應采取足夠的冷卻措施，或采取隔離熱源的方法；

在工藝措施方面，可讓機場空運轉一段時間接近熱平衡時，再調整機床對零件進行加工；

對精密機床安裝在恒溫室里使用。對機床熱源強制冷卻第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.103

3.工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及改善措施（2）工件的的熱變形由于切削熱的作用，工件在加工過程中會產(chǎn)生熱變形，因熱膨脹導致工件尺寸精度和形狀精度產(chǎn)生變化。采用彈性活頂尖安裝長軸如：車、磨圓柱：造成工件熱伸長誤差；加工螺紋：造成螺距誤差；銑、刨、磨平面：造成中凸、中凹等平面度誤差。改善工件熱變形的措施為了減少熱變形對加工精度的影響，常采用使用切削的方法，也可以通過選擇合理的刀具或改變切削參數(shù)的方法來減少切削熱或減少傳入工件的熱量，對大型或較長的工件在夾緊狀態(tài)下，要讓其末端能自由伸縮。第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的措施P.104

4.工件內應力引起的誤差及改善措施車床主軸減小內應力的改善措施：在零件的結構設計中盡量簡化結構，考慮壁厚均勻，以減少在鑄鍛毛坯制造中產(chǎn)生的內應力。在毛坯制造之后或粗加工后精加工之前，安排時效處理以消除內應力，切削加工時，應將粗、精加工分開在不同的工，讓內應力重新分布，以減少對精加工的影響。

例：車床主軸加工工藝粗車－半精車－粗磨－時效退火－精磨

工件內應力：工件在鑄、鍛、焊及切削加工后，內部存在各種殘余內應力，處于暫時平衡，若此時進行工件精加工，會獲得各種精度。但隨著時間推移或其它條件改變，工件內應力會重新分布或消除，這個過程工件將會發(fā)生變形，使精加工后的精度喪失。第七節(jié)機械加工精度及表面質量四、影響表面粗糙度的因素及改善措施P.104

1.工件材料塑性材料韌性較大，加工后表面粗糙度值較大；對于同種材料，粗晶粒加工后的表面粗糙度值較大。為此，常在加工前對工件材料進行調質或正火處理，以獲得均勻細密的晶粒組織和適當?shù)挠捕?。零件在切削加工過程中。由于切削過程中的殘留面積、積屑瘤在工件上劃出的溝紋、工藝系統(tǒng)振動引起的振紋，以及因刀具磨損增大對工件的擠壓與摩擦等原因，使零件表面變得粗糙。影響表面粗糙度的工藝因素主要有，工件材料切削用量、刀具幾何參數(shù)及切削液等。

2.切削用量

進給量越大，殘留面積高度變高，零件表面就越粗糙。減小進給量可以有效地減小表面粗糙度值。

殘留面積的影響第七節(jié)機械加工精度及表面質量四、影響表面粗糙度的因素