機床加工精度的（de）調整方法與影響因素

加工（gōng）精度是（shì）指被加工零件表麵的實際尺寸（cùn）、形狀和位置等三個幾何參數與圖紙要求的理想幾何參數一致的程度。尺寸的理想（xiǎng）幾何參數是平均尺寸；對於曲麵幾何，是絕對的圓、圓柱、平麵（miàn）、圓錐、直（zhí）線（xiàn）等。對於麵與麵之間的相互位置，是絕對平行度、垂直（zhí）度、同軸度、對稱（chēng）度（dù）等。零件的（de）實際幾何參數與理想幾（jǐ）何參數之間的偏差稱為加工誤差。

1.介（jiè）紹

加工精度主要用於（yú）生產產（chǎn）品，加工精度和加工誤差是評價加工表麵幾（jǐ）何參數（shù）的術語。加工精度用公差（chà）等級來衡量。等級值越小，精度越高。加工誤差（chà）用數值表示。數值越大（dà），誤差（chà）越大。加工精度（dù）高意（yì）味著加工誤差小，反之亦然。從IT01、IT0、IT1、IT2、IT3到IT18共20個公差等級（jí），其中IT01表示該零件加工精度最（zuì）高，IT18表示該零件加工精度最低，一般（bān）IT7、IT8為中等加工精度等級。

通過任何加工方法獲得的實際參數都不會（huì）絕對準確。從零件的功能來看，隻（zhī）要加工誤差在零件（jiàn）圖要求的公差範圍內，就認為加工精度是有保證的。

2.相關內容

精度:指被加工零件的實際尺寸與零件尺寸公差帶中心的重合程度。

形狀精度:指被（bèi）加工零件表麵的實際幾何形狀符合（hé）理想幾何（hé）形狀的程度。

位置精度:指加工後零件相關表麵之間實際位置精度的差異。

關係:通常在設計機器零件和規定零件的加（jiā）工精度時，要注意把形狀（zhuàng）誤差控製在位置公差以（yǐ）內，位置誤差要小於尺（chǐ）寸公差。即精密零件或零件的重（chóng）要表麵（miàn），形狀精度要求應高於位置精度要求，位置精度要求（qiú）應高於尺寸精度要求（qiú）。

3.調整法

1.調（diào）整工藝係統。

切割方式的調（diào）整:通（tōng）過試切（qiē）-測量尺寸-調整刀具的切割量-進給切割-再次切割，以此類推，直到達（dá）到要求（qiú）的尺寸。這種方法生（shēng）產效（xiào）率低，主（zhǔ）要用於（yú）單件小批量生產。

調整方法:預先調整機床（chuáng）、夾具、工件、刀具的相對（duì）位置，得到所需尺寸。這種方法生產率高，主要用（yòng）於批量生產。

2.減少機床誤差

1)提高主軸部件的製造（zào）精度。

應（yīng）提高軸承（chéng）的回轉精度；

①選擇高（gāo）精度滾動軸承；

②采用高精度多油楔動壓軸承；

③采（cǎi）用高精度靜壓軸承。

與軸承配套的零件精度要（yào）提高；

(1)提高箱體支撐孔和主軸（zhóu）頸的加工精度；

(2)提（tí）高與軸承配合麵的加（jiā）工精（jīng）度；

③測量並調（diào）整相應（yīng）零件的徑向跳動範圍，以補償或抵消誤差。

2)正確預加載滾動軸承。

①清除即可；

②增加（jiā）軸承（chéng）剛度；

③均衡滾動（dòng）元件誤差。

3)主軸旋轉精度沒有（yǒu）反映在工（gōng）件上。

3.減（jiǎn）少傳動鏈的傳動誤差。

1)傳動件數量少，傳動鏈短，傳動精（jīng）度高；

2)采用減速傳動(I

3)端件的精度應高於其他傳動件。

4.減（jiǎn）少（shǎo）工具磨損

在刀具尺寸磨損達到銳磨階段之前（qián），有必（bì）要重新磨刀。

5.減少工藝係統的應力和變（biàn）形（xíng）。

主要來自:

1)提高係統的剛性（xìng），特別是工藝係統中薄弱環節的剛性；

2)降低負荷及其變化。

提高（gāo）係統剛性

①合理的結構設計

1)最小化（huà）連接（jiē）表麵的數量；

2)防止局部低剛（gāng）度環節；

3)基礎部分和（hé）支（zhī）架的結構和截（jié）麵形狀應合理選擇。

②提高連（lián）接麵的（de）接觸剛度。

1)提高機床（chuáng）零（líng）件中零件間結合（hé）麵的質量；

2)預加載機床（chuáng）部件；

3)提高（gāo）工件定位基準的精（jīng）度，降低其表（biǎo）麵粗糙度。

③采用合理的夾緊和定位方法。

減少負荷及其變化

①合理選擇刀具的幾何參數和切削參數，降低切削力；

②將毛坯分組（zǔ），盡量使調整中的毛坯加工餘量均勻。

6.減少工藝（yì）係統的熱變（biàn）形

(1)減少熱（rè）量，隔離熱源。

1)采用較小的切削量；

2)當零件精（jīng）度要求高時，將粗加工和精加工工（gōng）序分開；

3)盡可能將熱源與機床（chuáng）分開，以減少機床的熱變形；

4)從結構、潤（rùn）滑等方麵（miàn）改善主軸（zhóu）軸承、絲杠螺（luó）母副、高速運動導軌副等不可分離熱源的摩擦特性。，減少熱量產生或使用隔熱材料；

5)采用強（qiáng）製（zhì）風冷、水冷（lěng）等散熱措施。【金屬加工微（wēi）信（xìn），內容不錯，值得關注。】

②平衡溫度場

③采用（yòng）合理的機床部件結構和裝配基準。

1)采用熱對稱結構——在齒輪箱內，對稱布置軸、軸承、傳動齒輪等。能使箱壁溫升均勻，減（jiǎn）少箱體（tǐ）變形；

2)合理選擇機床部件的裝（zhuāng）配基準。

④加速傳熱平衡。

⑤控製環（huán）境溫（wēn）度

7.降低（dī）殘餘應力

1.增加熱處理工藝（yì），消除內應力；

2.合理安排工藝流程。

4.影響的原因

①加工（gōng）原（yuán）理誤差（chà）

加工（gōng）原理誤差是指以近似的葉片型線或近似的傳動關係進（jìn）行加工而產生的誤（wù）差。在螺紋、齒輪和複雜曲（qǔ）麵的加工中，經常出現加工原理誤差。

例如，用於加（jiā）工漸開（kāi）線齒輪（lún）的齒（chǐ）輪（lún）滾刀，為（wéi）了使滾刀製造方便，用阿基米德基本蝸杆或法向直（zhí）廓基（jī）本蝸杆（gǎn）代替漸開線基本蝸杆，造成齒輪漸開線（xiàn）齒（chǐ）形誤差。再比如車削模數蝸杆，因為蝸（wō）杆（gǎn）的螺距等於蝸輪的螺距(即mπ)，其中M是（shì）模數，π是無理數。然而，車床的替換齒輪的齒數是有限的。選擇替換齒輪時，π隻能（néng）換（huàn）算成一個近似的分數值(π =3.1415)進（jìn）行計算，這（zhè）樣會（huì）導（dǎo）致刀具對工件的成形（xíng）運動(螺旋運動)不準確，導致螺距誤差。

在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差滿足加工精度要（yào）求(" =10%-15%尺寸公差")的前提下，提高生產率和經（jīng）濟性。

②調整誤差

機床調整誤差是指由於調整不準確而產生的誤差。

③機床誤差

機床誤差是（shì）指機（jī）床的製造誤差、安裝誤差和磨損。包括機床導軌的導向誤差、機床主軸的旋轉誤差和機床傳動鏈的傳動誤差。

機床導向誤差

1.導軌的導向精度——導軌副運（yùn）動部件的實際運動方向與理想運動方（fāng）向的（de）符合程度。主要（yào）包括:

①導軌在（zài）水平麵內（nèi）的直線（xiàn）度δ y和（hé）垂直麵內的直線度δ z(彎曲)；

②前後導（dǎo）軌的平行度(扭曲)；

③導軌在水平麵和垂直麵內與主軸旋轉軸的平行度誤差（chà）或垂直度（dù）誤差。

2.導向精度對切削的影響主要考慮由導向（xiàng）誤差引起的刀具和工件在（zài）誤差（chà）敏感方向上的相對位移。車削時，誤差敏感方向為水平方向，垂直方向引起的導向誤差引起的加（jiā）工（gōng）誤（wù）差（chà）可以忽略。鏜孔時，誤差敏感方向隨刀具旋轉而變化；刨削時，誤（wù）差敏感方向是豎直方向，床身導軌在豎直（zhí）平麵內的直線度引（yǐn）起加工表麵的直線度（dù）和平（píng）麵度誤差。

機床主軸旋（xuán）轉誤差

主（zhǔ）軸旋轉誤差是指實際旋轉軸與理想旋轉軸的偏差。包（bāo）括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動和（hé）主（zhǔ）軸幾何軸線傾斜擺動。

1.主軸端（duān）麵圓（yuán）跳動對加工精度的影響:①加工圓柱麵時沒（méi）有影響；②車削（xuē）、鏜削端麵時，會（huì）產生端麵與圓柱軸（zhóu）線（xiàn）的垂直度誤差或端麵平麵度誤差；③加工螺紋（wén）時，會產生螺距循環誤差。

2.主軸徑向圓跳動對加（jiā）工精度的影（yǐng）響:①如果徑向回轉誤差表現為其實際軸線在Y軸坐標方向作調和（hé）直（zhí）線運動，則鏜床鏜出的孔為橢（tuǒ）圓孔，圓度（dù）誤差為徑向圓跳動的幅度；車床加工的孔沒有影響；②如果主軸幾何軸線（xiàn）偏心運動，無論車（chē）削（xuē）還是鏜削，都可（kě）以得（dé）到刀尖半徑到平均軸線的圓。

3.主軸幾何軸傾斜角擺動（dòng）對（duì）加工精度（dù）的影（yǐng）響:①幾何軸在空間上相對於平均軸有一（yī）定錐（zhuī）角的圓（yuán）錐軌跡，等價於幾何軸從（cóng）各截麵（miàn）繞平均軸的偏心運動，但從（cóng）軸向看偏心值（zhí）互不（bú）相同；(2)幾何軸在某一平麵內擺動，從各截麵看相當於實際軸在一平麵內的簡（jiǎn）諧直線運（yùn）動，但從軸向看跳躍（yuè）的幅度因地而異；③實際（jì）上，主軸幾何軸的傾斜擺動是上述兩者的疊加。

機床傳動鏈的傳動誤差

機（jī）床傳動鏈的傳動誤差是指傳動鏈中第一個和最後一個傳動（dòng）元件之間的相對運動誤差（chà）。

④製造誤差和夾具（jù）磨損

夾具的誤（wù）差主要是指:1)定位元件、刀（dāo）具導向（xiàng）元件、分度（dù）機構、夾具本體等的製造誤差。2)夾具（jù）組裝後，上述各部件工作麵之間的相對尺寸誤差；3)使用過程中夾具工作表麵的磨損。金屬加工微信，內容不（bú）錯，值得關注。

⑤工具製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響因刀具類型而異。

1)定徑（jìng）工具(如鑽頭、鉸（jiǎo）刀、鍵槽銑刀和圓拉刀等)的尺寸（cùn）精度。)直接影響工（gōng）件的（de）尺寸精度。

2)成形刀具(如成形車刀、成形（xíng）銑刀（dāo）、成形（xíng）砂輪（lún）等)的形狀精度。)會（huì）直（zhí）接影響工件的（de）形狀精度。

3)展成刀（dāo）具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等)的刃形（xíng）誤差。)會影響加工表（biǎo）麵的形狀精度。

4)一般刀（dāo）具(如車刀、鏜（táng）刀、銑刀)的製造精度對加工精（jīng）度沒有直（zhí）接影響，但刀具容易磨損。

⑥工藝係統的應力變形

在切（qiē）削力、夾緊力、重力（lì）和（hé）慣性力（lì）的作用下，工藝（yì）係統會發（fā）生變形，破壞（huài）被調整工藝係統各部（bù）件的相互位置關係，導致加工誤差的產生，影響加工過程的穩定性（xìng）。主要考慮機床、工件的（de）變形和工（gōng）藝係統的總變形。

切削力對加工精度的影響

僅考慮機床的變形，對於加工軸類零件，機床的變形導致工件呈兩頭粗中間細的（de）馬鞍形，即產生圓柱度誤差。僅（jǐn）考慮工件的變形（xíng），對於加工軸類零件來說，工件的變形（xíng）使被加工工件呈現出兩頭薄中間厚的鼓形。對於加工孔類零件，僅考慮機床或（huò）工件的變形，加工的工件（jiàn）形狀與加工的軸類零件形狀相反。

夾緊力對加工精度的影響

當工件被夾緊時，由於工件剛度低（dī）或夾緊力不當，工件相應變形，產生加工誤差。

⑦工（gōng）藝（yì）係統的熱變形

在加工過程中，工藝係統受到內部熱源(切削熱、摩擦（cā）熱)或外部（bù）熱源(環境溫度、熱輻（fú）射（shè）)的加熱變形（xíng），從而影響加工精度。在大（dà）型工件加工和精密加（jiā）工中，由工藝係統熱變（biàn）形引起的加工誤差（chà）占總加工誤差（chà）的40%-70%。

工（gōng）件熱（rè）變形對加工金的影響包括工件受熱均勻和工件受（shòu）熱不均勻。

⑧工件內部的殘餘應力。

殘餘應力的產生:1)毛坯（pī）製造和熱處理過程中產生的（de）殘餘應力；2)冷矯直產生的殘餘應力；3)切削產生的殘餘應力。

⑨加工場地環境影響

加工現場經常會有很多小（xiǎo）金屬屑。如果（guǒ）這些金屬屑位於零件的定位麵或孔（kǒng）上，就會影響零件的加（jiā）工（gōng）精度。對於高精度加工，一些肉眼看不見的小金（jīn）屬屑會影響精（jīng）度。這種影響因素會被識（shí）別出來，但沒有有（yǒu）效的方法消除，往往取決於操作者（zhě）的操作方法。