加工精度的影响因素

更新于 2026年10月10日 版权声明
第二节 加工精度的影响因素

在机械加工中,零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成,归结到一点,就是取决于工件和刀具在切削运动过程中相互位置的关系,而工件和刀具又安装在夹具和机床上,并受到夹具和机床的约束。因此,零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中进行的。加工精度的问题也就牵涉到整个工艺系统的精度问题。工艺系统中的种种误差就在不同的具体条件下,以不同的程度和方式反映为加工误差。工艺系统的误差是“因”,是根源;加工误差是“果”,是表现,因此把工艺系统的误差称为原始误差。

工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都称为原始误差。原始误差的存在,使工艺系统各组成部分之间的位置关系或速度关系偏离了理想状态,致使加工后的零件产生了加工误差。若原始误差是在加工前已存在,即在无切削负荷的情况下检验的,称为工艺系统静误差;若原始误差是在加工过程中存在,即在有切削负荷情况下产生的则称为工艺系统动误差。还有一些原始误差是在加工后存在,我们分类为加工后误差。

在用调整法加工一批零件时,在零件加工前,首先要在夹具和机床上进行装夹,这就会产生由于基准不重合或基准位移形成的定位误差。除此之外,还存在由于夹紧力过大而引起的夹紧误差,这两项原始误差统称为工件的装夹误差。在装夹工件前后,必须对机床、刀具和夹具进行调整,并在试切几个工件后再进行精确微调,才能使工件和刀具之间保持正确的相对位置。由于调整不可能绝对精确,因而就会产生调整误差。另外,机床、刀具、夹具本身的制造误差在加工前就已经存在了。有时由于采用了近似的成形方法进行加工,还会造成加工原理误差。综上所述,这类在零件加工之前就已经存在原始误差统称为工艺系统的几何误差。

在零件的加工过程中,由于产生了切削力、切削热和摩擦,它们将引起工艺系统的受力变形、受热变形和磨损,这些都会影响在调整时所获得的工件与刀具之间的相对位置,造成种种加工误差,这类原始误差是在零件的加工过程中出现的,亦叫工艺系统的动误差。

在零件加工后,还必须对工件进行测量,才能确定加工是否合格,工艺系统是否需要重新调整,任何测量方法和量具、量仪也不可能绝对准确,因此测量误差也是零件加工后一项不容忽视的原始误差。此外,工件在毛坯制造(铸造、锻造、焊接、轧制)、切削加工和热处理时的力和热的作用下产生的内应力,将会引起工件变形而产生加工误差。由此,测量误差和内应力引起的变形都属于零件的加工后误差。(https://www.daowen.com)

最后,为清晰起见,将工件在加工前、中、后工艺系统中可能出现的种种原始误差归纳如下:

图示

值得指出的是,上述原始误差不一定会同时出现。有时即使出现,可能对加工精度的影响很小,甚至可以忽略不计。因此,对原始误差需要结合具体的加工过程做具体分析。例如,外圆车削时就无须考虑加工原理误差和机床传动链误差的影响。

切削加工过程中,由于各种原始误差的影响,会使刀具和工件间的正确几何关系遭到破坏,引起加工误差。通常,各种原始误差的大小和方向是各不相同的,而加工误差则必须在工序尺寸方向上度量。因此,不同的原始误差对加工精度有不同的影响。当原始误差的方向与工序尺寸方向一致时,其对加工精度的影响就最大。为了便于分析原始误差对加工精度的影响,我们把对加工精度影响最大的那个方向(即通过刀刃的加工表面的法向)称为误差的敏感方向。

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