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刀 | 鋸 | 系 | 統(tǒng) | 整 | 體 | 解| 決 | 方 | 案 | 專 | 家
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加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。理想的幾何參數(shù)，對(duì)尺寸而言，就是平均尺寸；對(duì)表面幾何形狀而言，就是絕對(duì)的圓、圓柱、平面、錐面和直線等；對(duì)表面之間的相互位置而言，就是絕對(duì)的平行、垂直、同軸、對(duì)稱等。零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值稱為加工誤差。
1、簡(jiǎn)介
加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度，加工精度與加工誤差都是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語。加工精度用公差等級(jí)衡量，等級(jí)值越小，其精度越高；加工誤差用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。公差等級(jí)從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個(gè)，其中IT01表示的話該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是加工精度中等級(jí)別。
任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確，從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為保證了加工精度。
2、相關(guān)內(nèi)容
尺寸精度：指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。
形狀精度：指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。
位置精度：指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置精度差別。
相互關(guān)系：通常在設(shè)計(jì)機(jī)器零件及規(guī)定零件加工精度時(shí)，應(yīng)注意將形狀誤差控制在位置公差內(nèi)，位置誤差又應(yīng)小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面，其形狀精度要求應(yīng)高于位置精度要求，位置精度要求應(yīng)高于尺寸精度要求。
3、調(diào)整方法
1.對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整
試切法調(diào)整：通過試切—測(cè)量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。
調(diào)整法：通過預(yù)先調(diào)整好機(jī)床、夾具、工件和刀具的相對(duì)位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。
2.減小機(jī)床誤差
1）提高主軸部件的制造精度
應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度 ：
①選用高精度的滾動(dòng)軸承；
②采用高精度的多油鍥動(dòng)壓軸承；
③采用高精度的靜壓軸承
應(yīng)提高與軸承相配件的精度：
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面的加工精度；
③測(cè)量及調(diào)節(jié)相應(yīng)件的徑向跳動(dòng)范圍，使誤差補(bǔ)償或相抵消。
2）對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊
①可消除間隙；
②增加軸承剛度；
③均化滾動(dòng)體誤差。
3）使主軸回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上
3.減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差
1）傳動(dòng)件數(shù)少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高；
2）采用降速傳動(dòng)（i<1），是保證傳動(dòng)精度的重要原則，且越接近末端的傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比應(yīng)越??；
3）末端件精度應(yīng)高于其他傳動(dòng)件。
4.減小刀具磨損
在刀具尺寸磨損達(dá)到急劇磨損階段前就必須重新磨刀
5.減小工藝系統(tǒng)的受力變形
主要從：
1）提高系統(tǒng)的剛度，特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度；
2）減小載荷及其變化
提高系統(tǒng)剛度
①合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）盡量減少連接面的數(shù)目；
2）防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)；
3）應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)件、支撐件的結(jié)構(gòu)和截面形狀。
②提高連接表面的接觸剛度
1）提高機(jī)床部件中零件間結(jié)合面的質(zhì)量；
2）給機(jī)床部件以預(yù)加載荷；
3）提高工件定位基準(zhǔn)面的精度和減小它的表面粗糙度值。
③采用合理的裝夾和定位方式
減小載荷及其變化
①合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量，以減小切削力；
②毛胚分組，盡量使調(diào)整中毛胚加工余量均勻。
6.減小工藝系統(tǒng)熱變形
①減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源
1）采用較小的切削用量；
2）零件精度要求高時(shí)，將粗精加工工序分開；
3）盡可能將熱源從機(jī)床分離出去，減少機(jī)床熱變形；
4）對(duì)主軸軸承、絲桿螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等不能分離的熱源，從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱或用隔熱材料；
5）采用強(qiáng)制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施?！窘饘偌庸の⑿牛瑑?nèi)容不錯(cuò)，值得關(guān)注?！?br />②均衡溫度場(chǎng)
③采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn)
1）采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)——在變速箱中，將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等對(duì)稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減小；
2）合理選擇機(jī)床零部件的裝配基準(zhǔn)。
④加速達(dá)到傳熱平衡
⑤控制環(huán)境溫度
7.減少殘余應(yīng)力
1、增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序；
2、合理安排工藝過程。
4、影響原因
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近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面加工中。
例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使?jié)L刀制造方便，采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿，使齒輪漸開線齒形產(chǎn)生了誤差。又如車削模數(shù)蝸桿時(shí)，由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(jié)（即 mπ），其中 m是模數(shù)，而π是一個(gè)無理數(shù)，但是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的，選擇配換齒輪時(shí)只能將π化為近似的分?jǐn)?shù)值（π =3.1415）計(jì)算，這就將引起刀具對(duì)于工件成形運(yùn)動(dòng)（螺旋運(yùn)動(dòng)）的不準(zhǔn)確，造成螺距誤差。
在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺寸公差），來提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。
②調(diào)整誤差
機(jī)床的調(diào)整誤差是指由于調(diào)整不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。
③機(jī)床誤差
機(jī)床誤差是指機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。
機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差
1、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度——導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合程度。主要包括：
① 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度Δy和垂直面內(nèi)的直線度Δz（彎曲）；
②前后兩導(dǎo)軌的平行度（扭曲）；
③ 導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的平行度誤差或垂直度誤差。
2.、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度對(duì)切削加工的影響主要考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對(duì)位移。車削加工時(shí)誤差敏感方向?yàn)樗椒较?，垂直方向引起的?dǎo)向誤差產(chǎn)生的加工誤差可以忽略；鏜削加工時(shí)誤差敏感方向隨刀具回轉(zhuǎn)而變化；刨削加工時(shí)誤差敏感方向?yàn)榇怪狈较?，床身?dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度引起加工表面直線度和平面度誤差。
機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差
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機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差是指實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)于理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。主要包括主軸端面圓跳動(dòng)、主軸徑向圓跳動(dòng)、主軸幾何軸線傾角擺動(dòng)。
1、主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響：①加工圓柱面時(shí)無影響；②車、鏜端面時(shí)將產(chǎn)生端面與圓柱面軸線垂直度誤差或端面平面度誤差；③加工螺紋時(shí)，將產(chǎn)生螺距周期誤差。
2、主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響：①若徑向回轉(zhuǎn)誤差表現(xiàn)為其實(shí)際軸線在y軸坐標(biāo)方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔，圓度誤差為徑向圓跳動(dòng)幅值；而車床車出的孔沒什么影響；②若主軸幾何軸線作偏心運(yùn)動(dòng)，無論車、鏜都能得到一個(gè)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(dòng)對(duì)加工精度的影響：①幾何軸線相對(duì)于平均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截面看相當(dāng)于幾何軸心繞平均軸心作偏心運(yùn)動(dòng)，而從軸向看各處偏心值不同；②幾何軸線在某一平面內(nèi)作擺動(dòng)，從各截面看相當(dāng)于實(shí)際軸線在一平面內(nèi)作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，而從軸向看各處跳動(dòng)幅值不同；③實(shí)際上主軸幾何軸線的傾角擺動(dòng)為上述兩種的疊加。
機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差
機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差。
④ 夾具的制造誤差和磨損
夾具的誤差主要指：1）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；2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對(duì)尺寸誤差；3）夾具在使用過程中工作表面的磨損。金屬加工微信，內(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guān)注。
⑤刀具的制造誤差和磨損
刀具誤差對(duì)加工精度的影響根據(jù)刀具的種類不同而異。
1）定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）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）的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。
3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差會(huì)影響加工表面的形狀精度。
4）一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其制造精度對(duì)加工精度無直接影響，但刀具易磨損。
⑥工藝系統(tǒng)受力變形
工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會(huì)產(chǎn)生變形，從而破壞了已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系，導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生，并影響加工過程的穩(wěn)定性。主要考慮機(jī)床變形、工件變形以及工藝系統(tǒng)的總變形。
切削力對(duì)加工精度的影響
只考慮機(jī)床變形，對(duì)加工軸類零件來講，機(jī)床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細(xì)的鞍形，即產(chǎn)生圓柱度誤差。只考慮工件變形，對(duì)加工軸類零件來講，工件受力變形使加工后工件呈兩端細(xì)、中間粗的鼓形。而對(duì)加工孔類零件來講，單獨(dú)考慮機(jī)床或工件的變形，加工后工件的形狀與加工的軸類零件相反。
夾緊力對(duì)加工精度的影響
工件裝夾時(shí)，由于工件剛度較低或夾緊力著力點(diǎn)不當(dāng)，使工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成的加工誤差。
⑦工藝系統(tǒng)的熱變形
在加工過程中，由于內(nèi)部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環(huán)境溫度、熱輻射）產(chǎn)熱使工藝系統(tǒng)受熱而發(fā)生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中， 工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。
工件熱變形對(duì)加工金的的影響包括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種
⑧工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力
殘余應(yīng)力的產(chǎn)生：1）毛胚制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；2）冷校直帶來的殘余應(yīng)力；3）切削加工帶來的殘余應(yīng)力。
⑨加工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響
加工現(xiàn)場(chǎng)往往有許多細(xì)小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位面或定位孔位置就會(huì)影響零件加工精度，對(duì)于高精度加工，一些細(xì)小到目視不到的金屬屑都會(huì)影響到精度。這個(gè)影響因素會(huì)被識(shí)別出來但并無十分到位的方法來杜絕，往往對(duì)操作員的作業(yè)手法依賴很高。
