如何（hé）提高（gāo）機械加工的精度?

作為（wéi）機械人，天天和加工打交道，離不開精度，但你對加工精（jīng）度真（zhēn）的了解麽？今天（tiān）小編帶給大家加工精度（dù）的詳細解（jiě）讀（dú）！

加工精度（dù）是加工後零件表麵的實際尺寸、形狀、位置（zhì）三種幾何參數與圖紙要求的理想幾何參數的符合程度。理想的幾何參數，對尺寸而言（yán），就是（shì）平均尺寸；對表麵幾何形狀而言，就（jiù）是絕（jué）對的圓、圓柱、平麵、錐麵和（hé）直線等；對表（biǎo）麵之間的相互（hù）位置而言，就是絕對的平行、垂直、同（tóng）軸、對稱等（děng）。零件（jiàn）實際幾何參（cān）數與理想幾（jǐ）何參數的偏離數值稱為加工誤差。

01

加（jiā）工精度簡介
加工（gōng）精度主要用於生產產（chǎn）品程度，加工精度與加工誤差都（dōu）是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差等（děng）級衡量，等級值越小，其精度越（yuè）高；加工誤差用數值表示，數值越大，其誤差越大。加（jiā）工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。

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

任何加工方法所得到的實際參數都不會絕對準確，從零件的功能看，隻要加工誤差在零件圖要求的公差範圍內，就認為保證了加工精度。

準（zhǔn）確度和精（jīng）密度（dù）的區別：

1、準確度

指（zhǐ）得到的測（cè）定（dìng）結（jié）果與真實值之間的接近程度。測量的準確度高，是指係統誤差較小，這時測量數據的平均值偏離真值較少，但（dàn）數據分散的情況，即偶然誤差的大小不明確。

2、精密度

指使用同種備用樣（yàng）品（pǐn）進行重複（fù）測定所得到的結（jié）果之間的（de）重現（xiàn）性、一致性。有可能精密度高，但精確度是（shì）不準確的。例如，使用1mm的長度（dù）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，但卻是不準確的。

準確度（dù）表示測（cè）量結果的正（zhèng）確性，精密度表示測量結果的重複性和重現（xiàn）性，精密度是準確度的前提條件。

02

相關內容
1. 尺寸精度

指加工後零件的實（shí）際尺寸與零件尺（chǐ）寸的公差帶中心的相符合程度。

2. 形狀精度

指（zhǐ）加工後的零件（jiàn）表麵的實際幾何形狀（zhuàng）與理想的幾何形狀的（de）相符合程度。

3. 位置精度

指加工後零（líng）件有關表麵（miàn）之間的實際位置精度差（chà）別。

4. 相互關係

通常在設計機器零件及規定（dìng）零（líng）件加工精度時，應注意將形狀誤差控製在位置（zhì）公差內，位置誤差又應小於尺寸公差。即精密（mì）零件或零（líng）件（jiàn）重要表麵，其形（xíng）狀精度要求應高於位置精度要求（qiú），位（wèi）置精度要求應高於尺寸（cùn）精度要求。

03

提高加工精度的方法
1.對工藝係統進行調整

試切（qiē）法調整

通過（guò）試切—測量尺寸—調整刀具的（de）吃刀量—走刀切削—再試（shì）切，如此反複直至達到所需（xū）尺（chǐ）寸。此法生產效率低（dī），主要用於單件小批生產。

調整法

通過預先調（diào）整好機床、夾具、工（gōng）件和刀（dāo）具的（de）相對位置獲得所（suǒ）需尺寸。此法生產率高，主要用於大批大量生產。

2.減小機床誤差

1）提高主軸部（bù）件的製造精（jīng）度

應提高軸承的回轉精度 ：

①選用高精度的（de）滾動軸承；


②采用高精度的多油鍥動壓（yā）軸承；

③采用高（gāo）精度的靜壓軸承

應提高與（yǔ）軸承相配（pèi）件的精度：

①提高箱體支撐孔、主軸軸頸的（de）加工（gōng）精度；

②提高與軸承相配合（hé）表麵的加工精度；

③測（cè）量及調節相應件的徑向跳（tiào）動範圍，使誤差補償（cháng）或相抵消。

2）對滾動軸承適（shì）當（dāng）預緊（jǐn）

①可消除間（jiān）隙；

②增（zēng）加軸（zhóu）承剛度；

③均化滾動體誤差。

3）使（shǐ）主軸回轉（zhuǎn）精度不反映到工件上

3.減少傳動鏈傳動誤差

1）傳動件數少，傳動鏈短（duǎn），傳動精度高；

2）采用降速傳動（i<1），是保證傳動精度（dù）的重要原則，且越（yuè）接近末端的傳動副，其傳動比應（yīng）越小；

3）末（mò）端件（jiàn）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段前就必須重新磨刀。

5.減小工藝係統的受力變形

主（zhǔ）要從：

（1）提高係統的剛度，特別是提高工藝（yì）係統中薄弱環節的剛度；

（2）減小載荷及其變化。

提高係統剛度：

（1）合理的結構設計

1）盡（jìn）量減少連接麵的數目；

2）防止有局部低剛（gāng）度環節出現；

3）應合理選擇基礎件、支撐（chēng）件的結（jié）構和截麵形狀。

（2）提高連接表麵的接觸剛度

1）提高機床部件中零件間（jiān）結合麵的質量；

2）給機床部件以預加載荷（hé）；

3）提高工（gōng）件定位基準麵的精度和減小它的表麵粗糙度（dù）值。

（3）采用合理的裝夾和（hé）定位方式（shì）

減小載荷及其變化：

（1）合理選擇刀具幾何參數和切削用（yòng）量，以減小切削力；

（2）毛胚分組，盡量使調（diào）整中毛胚加工餘量均勻。

6.減小工（gōng）藝係統熱變形

（1）減少熱源的發熱和隔離熱源

1）采用較小的切削用量；

2）零件精度要求高（gāo）時，將粗精加工（gōng）工（gōng）序分開；

3）盡可能將熱（rè）源從機床分離出去，減少機床熱變形；

4）對主軸軸承、絲杆（gǎn）螺母副、高速運動的導軌副等不能分離的（de）熱源，從結構、潤（rùn）滑等方（fāng）麵改善其摩擦特性，減少發熱或用隔熱材料；

5）采用強（qiáng）製式風冷（lěng）、水冷等散熱措施。

（2）均衡溫度場

（3）采用合理（lǐ）的機床（chuáng）部件結構及裝配基準

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

2）合理選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（jìng）溫（wēn）度

7.減少殘餘應力

（1）增加消除內（nèi）應力的（de）熱處理工序

（2）合理安排工藝過程

04

影響加工精度的因素
1. 加工原理誤差

加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或（huò）近似的傳動關係進行加工而產生的誤差。加工（gōng）原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵（miàn）加工中（zhōng）。

例如，加工漸開（kāi）線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀製造（zào）方便，采用了（le）阿基米德基（jī）本蝸杆或法（fǎ）向（xiàng）直廓基本蝸杆代替漸開（kāi）線基本蝸杆，使齒輪漸開線齒形產（chǎn）生了誤差。又如車削模數蝸杆時，由於蝸（wō）杆的螺距等於蝸輪的周節（jiē）（即mπ），其中 m是模數，而π是（shì）一個無理數，但是車床的配換齒（chǐ）輪的齒數是（shì）有限的，選擇配換齒輪（lún）時隻能將π化為近似的分數（shù）值（π=3.1415）計算，這就將引起刀具對（duì）於工件成形運動（螺旋運動（dòng））的不準確，造成螺距誤差。

在加工中，一般（bān）采用近似加工，在理（lǐ）論誤差可（kě）以滿足加工精度要求的（de）前提下（≤10%~15%尺寸公差），來提高生產率和經濟性。

2. 調整誤差

機床的調整誤差是指由於調整不準確而產（chǎn）生的誤差。

3. 機床誤差

機（jī）床誤差是指機床的製造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括（kuò）機床（chuáng）導軌導向誤差（chà）、機床主軸回轉誤差（chà）、機床傳動鏈的傳動誤差。

（1） 機床導軌導向誤差

1）導軌導向精度——導（dǎo）軌副運動件實際運動（dòng）方向與理想運動（dòng）方（fāng）向的符（fú）合（hé）程（chéng）度。主（zhǔ）要包括：

① 導軌（guǐ）在（zài）水平麵內直線度Δy和垂直麵（miàn）內的直線（xiàn）度Δz（彎曲）；

②前後兩導軌（guǐ）的平（píng）行度（扭曲）；

③ 導軌對（duì）主軸回（huí）轉軸線在水平麵內和垂直麵內的平行度誤差或垂（chuí）直度誤差（chà）。

2）導軌導向（xiàng）精度對切削加工的影響主要（yào）考慮導軌誤差引起刀具與工件在誤（wù）差敏（mǐn）感方向的相對位移（yí）。車削（xuē）加工時誤差敏感方向（xiàng）為水平（píng）方向，垂直方向引起（qǐ）的導向誤差產生的加工誤差可（kě）以忽略（luè）；鏜削加工時誤差敏感方（fāng）向隨刀（dāo）具回轉而變化；刨削加工時誤差敏感方向為垂直方向，床身導軌在垂直平（píng）麵內（nèi）的直線度引起加工表麵直（zhí）線度（dù）和平麵度誤差。

（2）機床主軸（zhóu）回轉誤差

機床主軸回轉誤差（chà）是指實際回轉軸線對於理想回轉軸線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳（tiào）動、主軸徑向圓跳動、主軸幾（jǐ）何軸線傾角擺動。

1）主軸（zhóu）端麵圓跳動對加工精（jīng）度的影響：

①加工圓柱（zhù）麵時無影響；

②車、鏜端麵時將（jiāng）產生（shēng）端麵與（yǔ）圓柱麵（miàn）軸線垂直度（dù）誤差或端麵平麵度誤差；

③加工螺紋時，將（jiāng）產（chǎn）生螺距周期誤差。

2）主軸徑向圓跳（tiào）動對加工精度（dù）的影響：

①若徑向回轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線運（yùn）動，鏜床鏜出（chū）的孔為橢圓形孔，圓度（dù）誤差為徑向圓跳動幅（fú）值；而車床車（chē）出的孔沒什麽影（yǐng）響；

②若主軸幾何（hé）軸線作偏心（xīn）運動（dòng），無論車、鏜（táng）都能得到一個半徑為刀尖到平均軸線距離的圓。

3）主軸幾何軸線（xiàn）傾（qīng）角擺（bǎi）動對（duì）加工精度（dù）的影響：

①幾何軸線相對於平均軸線在空間成一定錐角（jiǎo）的圓錐軌（guǐ）跡，從各截麵看相當於幾何軸心（xīn）繞平（píng）均軸心作偏心運動，而從軸（zhóu）向看各處偏心（xīn）值不同；

②幾何軸線在某一平麵內作擺動，從各（gè）截麵看相（xiàng）當於實際軸線在（zài）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（jǐ）何軸線的（de）傾角擺動為上（shàng）述兩種的疊加。

（3）機床傳動鏈的（de）傳動誤差

機（jī）床傳動鏈的傳動誤差是指傳動鏈中（zhōng）首末兩端傳動元（yuán）件之間的相對運動誤（wù）差（chà）。

1）夾具的製（zhì）造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：

①定位元件、刀（dāo）具導（dǎo）向元件、分度機構、夾具體等的製造誤（wù）差；

②夾具裝配後，以上各種（zhǒng）元件工作麵間的相對尺寸誤差；

③夾具在使用過程中工作表麵的磨損（sǔn）。

2）刀具的製造誤差和磨損

刀具誤差（chà）對加工精度的影響根據刀具的種類不同而（ér）異。

①定尺寸刀（dāo）具（jù）（如鑽頭、鉸刀、鍵槽（cáo）銑刀及圓拉刀等）的尺寸精度直接影響工件（jiàn）的尺寸精度（dù）。

②成型（xíng）刀具（如成型車（chē）刀、成型銑刀（dāo）、成型砂輪（lún）等）的形狀精度將直接影（yǐng）響工件的形狀精度。

③展成刀具（如齒輪滾（gǔn）刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差會影響加工表麵的（de）形狀精度（dù）。

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

3）工藝係統受力變形

工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作（zuò）用下會產生變形，從而破壞了已（yǐ）調整好的工藝係統各組（zǔ）成部分的相互位置關係（xì），導（dǎo）致加工誤差的產生，並影響加工過程的（de）穩（wěn）定性。主要考慮機床變形、工件（jiàn）變形以及（jí）工藝係統的總變（biàn）形。

4. 切削力對加工精度（dù）的影（yǐng）響

隻考慮機床變形，對加工軸類（lèi）零件來講，機床受力變形使加工工件（jiàn）呈（chéng）兩端粗、中間（jiān）細的（de）鞍形，即（jí）產生（shēng）圓柱度誤（wù）差。隻考慮工件變形，對加工（gōng）軸類零件來講，工件受力變形使加（jiā）工後工件呈兩端（duān）細（xì）、中間粗的鼓形。而對加（jiā）工（gōng）孔類零件來講，單獨（dú）考慮機床或工件的變形，加工後工件的形（xíng）狀與加工的軸類零件相反。

5. 夾緊力對（duì）加工精度（dù）的影響

工件裝夾時，由於工件剛度較低或夾緊力著力點不當，使工件產生相應的變形，造成（chéng）的加工誤（wù）差。

6. 工藝係統的（de）熱變（biàn）形

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

工件熱變形對加（jiā）工金的的影響包括工（gōng）件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

7. 工件內部的殘餘應力

殘餘應（yīng）力的產生：

1）毛胚製造和熱處（chù）理過程（chéng）中產生的殘餘應力；

2）冷校（xiào）直帶來的殘餘應力；

3）切削（xuē）加工帶來（lái）的殘餘應力。

8. 加工（gōng）現場環境影響

加工現（xiàn）場往往有許多細小（xiǎo）金屬（shǔ）屑（xiè），這些金屬屑如果存在與零件定位麵或定位孔位置就會影響零件加工精度，對於高精度加（jiā）工，一些細小到目視不到的（de）金屬屑都會影響到精度。這個影響因（yīn）素會被識別出來但並無十（shí）分到位的方法來杜（dù）絕，往往對操作員（yuán）的作業（yè）手法（fǎ）依賴很高。

05

測量方法
加工精度根據不同的加工精度內容（róng）以（yǐ）及精度要求，采用不同的測量方（fāng）法。一般來說有以下幾類方法：

1、按是否直接（jiē）測量被（bèi）測參數，可分（fèn）為直接測量（liàng）和間接測量。

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

間接測量：測量與被測尺寸有（yǒu）關（guān）的幾（jǐ）何參數，經（jīng）過計算獲得被測尺寸。

顯然，直接測量比較直觀，間接測量比較繁瑣（suǒ）。一般當被測尺寸或（huò）用直接測量達不到精度要求（qiú）時，就不得不采用間接測（cè）量。

2、按量具（jù）量儀（yí）的讀數值是否（fǒu）直接表示被測尺寸的數值，可分為絕對測量和相對測量。

絕（jué）對測（cè）量：讀數值直接表示被測尺寸的大小、如用遊標卡尺測量。

相對測（cè）量：讀數（shù）值隻（zhī）表示被測尺寸相對於標準（zhǔn）量的偏差。如用比較儀測量軸的直徑，需先用量塊（kuài）調整好儀器的零位，然後進行測量，測得值是（shì）被側軸的（de）直徑相對於量（liàng）塊尺寸的差值，這就是相對測量（liàng）。一般說來相對測量（liàng）的精度比較高些，但測量比較麻煩。

3、按被測表麵與量具量儀的測量頭是否接觸，分為接觸測量和非接觸測量。

接觸測量：測（cè）量頭與被（bèi）接觸表麵接觸，並有機械作（zuò）用的測（cè）量力存在。如（rú）用千分尺測量零件（jiàn）。

非接觸測量：測量頭不與被測零件表麵相接觸，非接觸（chù）測量可避免測量力對測量結果（guǒ）的影響。如利用投影法、光（guāng）波幹涉法測量等。

4、按一次測量參數的多少，分為單項測量和綜合測量（liàng）。

單項測量（liàng）：對（duì）被測零件的每個參數分別單獨測量。

綜合測（cè）量：測量反映零件有關參數的綜合指（zhǐ）標。如用（yòng）工具顯微鏡測量（liàng）螺紋時，可分別測量出螺紋實際中（zhōng）徑、牙型半角（jiǎo）誤差和（hé）螺（luó）距累積（jī）誤差等。

綜合測量一（yī）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。單項測量能分別確定每一參數的誤（wù）差，一般用於工藝分析、工序檢驗及被指定參數的測量。

5、按測量在加工過程中所（suǒ）起的作用，分為主動測量和被動測量。

主動測（cè）量：工件在加工過程（chéng）中進行測量，其結果直接用來控製（zhì）零件的加工過程，從而及時防治（zhì）廢品的產（chǎn）生（shēng）。

被動測量：工件加工後進行的測量。此種測量隻能判別加工件是否合格，僅限於（yú）發現並剔除廢品。

6、按被測零件（jiàn）在測量過程中所處的狀態，分為靜（jìng）態測量和（hé）動態測量。

靜態（tài）測量：測量相對靜止。如千分尺測（cè）量直徑。

動態測量：測（cè）量時被測表麵與測量頭模（mó）擬工作狀態中作相對運動。

動態測量方法能反映出零件接近使（shǐ）用狀態下的情況，是測量技（jì）術的發展方向。 零部件加工http://www.xjssy.cn/