如（rú）何提高機械加工的精度?

作為機械人，天天和加工（gōng）打交道，離不（bú）開精度，但（dàn）你對加工精度真的了解（jiě）麽？今天小編帶給大家加工精度的詳細（xì）解讀（dú）！

加工精（jīng）度是（shì）加工後零（líng）件表麵（miàn）的實際尺寸、形狀、位置三種幾何參（cān）數與圖紙要求的（de）理想幾何參數的符合程度。理想的幾（jǐ）何參數，對尺（chǐ）寸而言，就是平均尺寸；對表麵幾何形狀而（ér）言，就是絕對的圓、圓（yuán）柱、平麵、錐麵和直線等；對表（biǎo）麵之間的相互位置而言，就是絕對的平行、垂直、同軸、對稱等。零件實際幾何（hé）參數（shù）與理想幾何參數的偏離數值稱為加工誤（wù）差。

01

加工精度簡介
加工精度主要用於生產產品程度，加工精度與加工誤差都是評價加工表麵（miàn）幾（jǐ）何參數的術語。加工精度用公差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加工（gōng）精度高，就是加（jiā）工誤差小，反之亦（yì）然。

公差等級從（cóng）IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個，其中IT01表示的話該（gāi）零件加工精度最高的，IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ，一般上IT7、IT8是加工（gōng）精度（dù）中等級（jí）別。

任（rèn）何加（jiā）工方法所得到的實（shí）際參數都（dōu）不會絕對準確（què），從零件的功能看，隻要加工誤差在零件圖要求的（de）公差範圍內（nèi），就認為保證了加工精度。

準確度和精密度的區別：

1、準確度

指得到的測定結果與真實值之間的接近程度。測量的準（zhǔn）確度高（gāo），是指係統誤（wù）差較小，這時測量數據的平均值偏離真（zhēn）值較少，但數據分散的（de）情（qíng）況，即偶然誤差的大小不明確。

2、精（jīng）密度

指使（shǐ）用同種備用樣品進（jìn）行（háng）重複測定所得到的結果之間的重現性、一致（zhì）性。有可能精密度高，但精確度是（shì）不準（zhǔn）確的（de）。例如（rú），使用1mm的長度進行測定得到的三個結果分別為1.051、1.053、1.052，雖然它們的精密度高（gāo），但卻是不準確的。

準確度表示測量結果的（de）正確（què）性，精密度表示測量（liàng）結果的重複性和重現性，精密度是準確度（dù）的前提條件。

02

相關內容
1. 尺寸精度

指加工後零件的實際尺寸與零件尺寸的公差帶（dài）中心的相符合程度。

2. 形狀精度

指加工後的零件表麵的實際幾何形（xíng）狀（zhuàng）與理（lǐ）想的幾何形（xíng）狀的相符合程度。

3. 位置精度

指加工（gōng）後（hòu）零件（jiàn）有關表麵之間的實際位置精（jīng）度差別（bié）。

4. 相互關係

通（tōng）常（cháng）在設計機器零件及規定零件加工精（jīng）度時，應注意將形狀誤（wù）差控製（zhì）在位置公差內，位置誤差又應（yīng）小於尺寸（cùn）公（gōng）差。即精（jīng）密零（líng）件或零件重要表麵，其形狀精度要求應高於位置精（jīng）度要（yào）求，位置精度要求應高於尺寸（cùn）精（jīng）度要求。

03

提高（gāo）加工（gōng）精度的方法（fǎ）
1.對工藝係（xì）統進行調整

試切法調整

通過試切（qiē）—測（cè）量尺寸—調整刀具的吃刀量—走（zǒu）刀切削—再（zài）試切，如此反複直至達到所（suǒ）需尺寸。此法生產效率低（dī），主（zhǔ）要用於單件小批生產。

調整法

通（tōng）過預先調整好機床、夾具、工件和刀（dāo）具的相對位置獲得所需尺寸。此法生產（chǎn）率高，主要（yào）用於大批大量生（shēng）產。

2.減小機床誤差

1）提（tí）高主軸部件的製造精度（dù）

應提高軸承的回轉精（jīng）度 ：

①選用高精度的滾動軸承；


②采（cǎi）用（yòng）高精度的多油鍥動壓軸承；

③采用高精度的靜壓軸承

應提（tí）高（gāo）與軸承相配件的精（jīng）度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；

②提高與軸承相配合表麵的加工精度；

③測（cè）量及調節相應件的徑向跳動範圍，使誤差補償或（huò）相抵消。

2）對（duì）滾動軸承適當（dāng）預緊

①可消除（chú）間隙；

②增加軸承剛度；

③均化滾動體誤差。

3）使主軸回轉精度不反映（yìng）到工件上

3.減（jiǎn）少傳動鏈傳動誤差

1）傳動（dòng）件數少，傳動鏈短，傳動（dòng）精度高；

2）采用降（jiàng）速傳（chuán）動（dòng）（i<1），是保證傳動精度的重要（yào）原則，且越接近末端（duān）的傳動副，其傳動比（bǐ）應越（yuè）小；

3）末端件精度應高於其他傳動件。

4.減小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階（jiē）段前就必須重新磨刀。

5.減小工藝係統的受力變形

主要從：

（1）提高係統的剛度，特別是提高工藝係統（tǒng）中薄弱（ruò）環節的剛度；

（2）減（jiǎn）小載（zǎi）荷及其變化。

提高係統（tǒng）剛度：

（1）合理的結構設（shè）計

1）盡量減少連接麵的數目；

2）防止有局部低（dī）剛（gāng）度（dù）環節（jiē）出（chū）現；

3）應合理（lǐ）選擇（zé）基礎件、支撐件的結構和（hé）截麵（miàn）形狀。

（2）提高連（lián）接表麵的接觸剛度

1）提高機床部件（jiàn）中零件間結合麵的質量；

2）給機床部件以預（yù）加載荷；

3）提高工件定位基準麵（miàn）的精度和減小它的表麵粗糙度值。

（3）采用（yòng）合理的（de）裝夾和定位方式

減小載荷及其變化：

（1）合理選擇刀具幾何參數和切削（xuē）用量，以減小切削力；

（2）毛胚分組，盡量使調整中毛胚加（jiā）工餘量均勻。

6.減小（xiǎo）工藝係統熱變形

（1）減少熱源的發熱和隔離（lí）熱（rè）源

1）采用較小的（de）切削用量；

2）零件精（jīng）度要求高時，將（jiāng）粗精加（jiā）工工序分開；

3）盡可能將熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆螺母（mǔ）副、高速運（yùn）動（dòng）的導軌副等不能分離的熱源，從結（jié）構、潤滑等方麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔（gé）熱（rè）材料；

5）采（cǎi）用強製式風（fēng）冷（lěng）、水冷等散熱措施。

（2）均（jun1）衡溫度場

（3）采用合理的機床（chuáng）部件結（jié）構及裝配（pèi）基準

1）采用熱對稱結構——在變速箱中，將軸（zhóu）、軸承、傳動齒輪等對稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變（biàn）形減小（xiǎo）；

2）合理選（xuǎn）擇機床零部件的裝配基準。

（4）加速達到傳熱平衡

（5）控製環境溫度

7.減少殘餘應力

（1）增加消除內應（yīng）力的熱處理工序

（2）合（hé）理安（ān）排工藝過程

04

影響加工精度的因素
1. 加工原理誤差

加（jiā）工原理誤差是指（zhǐ）采（cǎi）用了近似的刀刃輪廓（kuò）或（huò）近似（sì）的傳動關係進行加工而產生（shēng）的誤差。加（jiā）工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工（gōng）中。

例如，加工（gōng）漸開（kāi）線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀（dāo）製造方便，采（cǎi）用了阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆，使齒輪漸開線（xiàn）齒形產生了誤差。又如（rú）車削模數蝸杆時，由於蝸杆的螺距等於蝸輪的周節（即mπ），其（qí）中（zhōng） m是模數，而π是一（yī）個無理（lǐ）數，但是（shì）車床的配（pèi）換齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時隻能（néng）將π化為近似（sì）的分數值（π=3.1415）計算，這就將引起刀具對於工件成形運動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。

在（zài）加（jiā）工中（zhōng），一（yī）般采用近似加工，在理論誤差可以滿足加工（gōng）精度要求的前提下（≤10%~15%尺（chǐ）寸公差），來提高生產率和經濟（jì）性。

2. 調整誤差

機床的調整誤差是指由於調（diào）整不準確而產生的誤差。

3. 機床誤差（chà）

機（jī）床誤差是指機床的（de）製造誤差、安裝誤差和磨（mó）損。主要包括機床導軌導向誤差、機（jī）床主軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

（1） 機床導軌（guǐ）導向（xiàng）誤差（chà）

1）導軌導向精度——導軌副運（yùn）動件實際運動方向與理想運動方向的符合程（chéng）度。主要包（bāo）括：

① 導軌在水平麵內直線度Δy和垂直麵內的直線度Δz（彎（wān）曲）；

②前後（hòu）兩導軌的（de）平行度（扭曲）；

③ 導軌對主軸回轉軸線在水平麵內和垂直麵內（nèi）的平行度誤差或垂直度（dù）誤差。

2）導軌導向精度對切削（xuē）加工的（de）影響主（zhǔ）要考慮導軌誤差（chà）引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對位移。車削加工時誤差敏感方（fāng）向為水平方（fāng）向，垂直方向（xiàng）引起的導向誤差產生的加工誤差可以忽略；鏜削加工（gōng）時（shí）誤（wù）差敏感（gǎn）方向隨（suí）刀具回轉而變化（huà）；刨削加工時誤差敏感方向為垂直方（fāng）向，床身導軌在垂直平麵內的直線度引起加工表麵直線度（dù）和平麵度誤差。

（2）機床主軸回轉誤差

機床主軸回轉誤差是指實際回轉軸線對於理（lǐ）想回轉軸線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向（xiàng）圓跳動、主（zhǔ）軸幾何軸線傾角擺動。

1）主軸端麵圓跳動對加工精度的影（yǐng）響：

①加工圓柱麵時無影響；

②車、鏜端（duān）麵時將產生端麵與圓柱（zhù）麵軸線垂直度誤差或端麵平麵度誤差；

③加工螺紋時，將產生螺距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳動對加工（gōng）精度的影響：

①若徑向回轉誤差表現為其實際軸（zhóu）線在y軸坐標方向上作簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑（jìng）向圓跳動幅值（zhí）；而車床車出的孔沒什麽影響；

②若主軸幾何（hé）軸線（xiàn）作偏心運動，無論車、鏜都（dōu）能得到（dào）一個半徑為刀尖到平均軸線距離的圓。

3）主軸幾何軸線傾角擺動對加工精度的影響：

①幾何軸線相對於（yú）平均軸線在空間成一定錐角（jiǎo）的圓錐軌跡，從各截麵看相當於幾何軸心繞平均軸（zhóu）心作偏心運動，而從軸向（xiàng）看各（gè）處偏心值不同；

②幾何軸線在某（mǒu）一平麵內作擺動（dòng），從各截麵看相當於實際軸線在一平麵內作簡諧直線運動，而從軸向看各處跳動幅值不同；

③實際上主軸幾何軸線（xiàn）的傾角擺動為上述兩種的疊加。

（3）機床（chuáng）傳動鏈的（de）傳動誤差

機床（chuáng）傳動（dòng）鏈的傳（chuán）動誤差是（shì）指傳動鏈中首末兩端傳動元件之（zhī）間（jiān）的相對運動誤差。

1）夾（jiá）具的製造誤差和（hé）磨損

夾具的誤差主要指：

①定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等（děng）的製（zhì）造誤差；

②夾具裝配（pèi）後，以上各種（zhǒng）元件（jiàn）工作麵間的相（xiàng）對尺寸（cùn）誤差（chà）；

③夾具在使用過程中工作表麵的磨損。

2）刀具的（de）製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響根（gēn）據刀具的種類不同而異。

①定（dìng）尺寸刀具（如鑽頭（tóu）、鉸（jiǎo）刀、鍵槽銑刀及圓（yuán）拉刀等）的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。

②成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等）的形狀精度（dù）將直接影響工件的形狀精度（dù）。

③展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀（dāo）刃（rèn）形狀誤差會影響加工表麵的形狀精度。

④一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其製造精度對加工精度無直接影（yǐng）響，但刀（dāo）具易磨損。

3）工藝係統受（shòu）力變形（xíng）

工（gōng）藝係統（tǒng）在切削力（lì）、夾緊力、重力（lì）和慣性力等作用下會產生變形，從而破壞了已（yǐ）調整好的工藝係統各組成（chéng）部（bù）分的相互位置關係，導致（zhì）加工（gōng）誤差的產生，並影（yǐng）響加（jiā）工過程的穩定（dìng）性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝係統的總變形。

4. 切削力對加工精度的影響

隻考（kǎo）慮機床變形，對加工軸（zhóu）類零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形，即產生圓柱度誤差。隻考（kǎo）慮工件變形，對（duì）加工軸類零件來（lái）講，工件受（shòu）力變形（xíng）使加工後工件（jiàn）呈兩端細、中間粗的鼓形（xíng）。而對加工孔類零件來講，單獨（dú）考慮（lǜ）機床或工件的變形，加工後工件的形狀與加工的軸類零件相反。

5. 夾緊力對加（jiā）工精度的影響

工（gōng）件裝夾時，由於（yú）工件剛度較低或夾緊力著力點不當，使（shǐ）工件產生相應的變形，造成的加工誤差。

6. 工藝係統的熱變形

在加工過程（chéng）中，由（yóu）於內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部（bù）熱源（環境溫度、熱輻射（shè））產熱使工藝係統受熱而發生變形（xíng），從而影響加工精度。在大型（xíng）工件加工和精密加工中， 工藝係統熱變形引起（qǐ）的加工誤差占加工總誤（wù）差的40%~70%。

工件熱變形對加工（gōng）金的的（de）影響包（bāo）括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

7. 工件內部的殘（cán）餘應力

殘餘應（yīng）力的產生：

1）毛胚製造和熱處（chù）理過（guò）程中（zhōng）產生的殘餘（yú）應力；

2）冷校直帶來的殘餘（yú）應力；

3）切削加工帶來的殘餘應力。

8. 加工現場環境影響

加工現場往往有許多細小金屬屑，這些金（jīn）屬屑如果存在與（yǔ）零件定位麵或定位孔位置（zhì）就會影響零（líng）件加工精度，對於高精度加工，一些細小到目視不到的金屬屑都會影響到（dào）精度。這個影響因素會被識別出來但（dàn）並（bìng）無十分到位（wèi）的方（fāng）法（fǎ）來杜絕，往往對操（cāo）作員的作業手法依賴很高。

05

測量方法
加工（gōng）精度根據不同（tóng）的加（jiā）工精度內容以及精度（dù）要求，采用不同的測量方法。一般來說有（yǒu）以下幾類方法（fǎ）：

1、按是否直接測量被測參數，可分為直接測（cè）量（liàng）和間接測量。

直接測量：直（zhí）接測量被測參數來獲得被測（cè）尺寸。例如用卡尺、比較儀測量（liàng）。

間（jiān）接測量（liàng）：測量與被測尺寸有關的幾何參（cān）數，經過計（jì）算獲得被測尺寸。

顯然，直接測量比較直觀，間（jiān）接測量（liàng）比較繁瑣。一般當被測尺寸或（huò）用直接測量達不到（dào）精度要求時，就不得（dé）不采用間（jiān）接測量。

2、按量具量儀的讀數值是否直接（jiē）表示被測（cè）尺寸的數值，可分為絕對測量和相對測量。

絕對（duì）測量：讀數值直接（jiē）表（biǎo）示被測尺寸的大小、如用遊標卡尺測量。

相對測量：讀數值隻表示被測尺寸相對於標（biāo）準量的偏差。如用比較儀測量軸的直徑，需先用量塊調整好儀器的零位，然後進行測量，測得值（zhí）是被側軸（zhóu）的直徑相對於量塊尺寸的差（chà）值，這就是相對測（cè）量。一般說來相對測量的精（jīng）度比較高些，但測量比較麻煩。

3、按被測表麵與量（liàng）具量儀（yí）的（de）測量（liàng）頭是否接觸，分為接觸測量和非接觸測量（liàng）。

接觸測量：測（cè）量頭與被接觸表麵接觸，並有機械作用的測量力存在（zài）。如用千分尺測量零（líng）件。

非接觸測量：測量頭不與（yǔ）被測零（líng）件（jiàn）表麵相接觸，非接觸測量可避免測量力對測量結（jié）果的影響。如利（lì）用投影（yǐng）法、光波幹涉法測量等。

4、按一次測量參數（shù）的多少，分為單項測量和綜合測量。

單項測量：對被測零（líng）件的每個參數分別單獨測量。

綜合測量：測量反映零件有關參數的綜合指標。如用工具顯微鏡測量螺紋（wén）時，可分別測量出螺紋實際中徑、牙型半角誤差和（hé）螺距（jù）累積誤差等。

綜合測量一般效率比較高，對保證零件的互換性更為可靠，常用於完工零件的檢驗。單項測量能分（fèn）別確定每一參數（shù）的誤（wù）差，一般用於工藝分析（xī）、工序檢驗及被指定參數的（de）測量。

5、按測量在加工過程中所起（qǐ）的作用，分為主動測（cè）量和被動測量。

主動測量：工件在加工過程中進行測量（liàng），其結果直接用來控（kòng）製零件的加工過程，從而及時防治廢品的產生。

被動測量（liàng）：工件（jiàn）加工後進行的測量。此種（zhǒng）測量隻能判別加工件是（shì）否合格，僅限於發現並剔除廢品。

6、按被測零件在測量過程中所處的狀（zhuàng）態，分為靜（jìng）態測量和動態測量。

靜態測量（liàng）：測量相對靜（jìng）止。如千分尺測量直徑（jìng）。

動（dòng）態測量：測量時被測表麵與測量頭（tóu）模擬工（gōng）作狀（zhuàng）態中作相對（duì）運動。

動態測量方法能反映出零件接（jiē）近使用（yòng）狀態下的情況，是測量技術的發展方向。 零部件加工http://www.dgszm.com/