机械加工工艺系统的几何误差分析

优胜编程龚老师

机械加工工艺系统的几何误差分析：



机械加工工艺系统的几何误差分析

      1 加工原理误差
      原理误差是指由于采用了近似的成形运动、近似的刀刃形状等原因而产生的加工误差。例如，用模数铣刀铣齿，理论上要求加工不同模数、齿数的齿轮，就应该用不同模数、齿数的铣刀

。生产中为了减少模数铣刀的数量，每一种模数只设计制造有限几把（例如 8把、15把、26把）模数铣刀，用以加工同一模数各种不同齿数的齿轮。当所加工齿轮的齿数与所选模数铣刀刀刃所

对应的齿数不同时，就会产生齿形误差。此种误差就是原理误差。

      2.机床的几何误差
      加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨

误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
      （1）、主轴回转误差
      机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
      主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
      机床主轴是用来装夹工件或刀具，并将运动和动力传给工件或刀具的重要零件，主轴回转误差将直接影响被加工工件的形状精度和位置精度。主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对其

平均回转轴线的变动量。主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动三种不同形式的误差。
      ①.              径向圆跳动：是主轴回转轴线相对于平均回转轴线在径向的变动量。车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。产生径向圆跳动误差的主要原因有：主轴支承轴颈

的圆度误差、轴承工作表面的圆度误差等。
      ②.              轴向圆跳动：是主轴回转轴线沿平均回转轴线方向的变动量。车端面时它使工件端面产生垂直度、平面度误差。产生轴向国跳动的原因是主轴轴肩端面和推力轴承承

载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
      ③.              角度摆动：主轴回转轴线相对平均回转轴线成一倾斜角度的运动。车削时，它使加工表面产生圆柱度误差和端面的形状误差。
提高主轴及箱体轴承孔的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。
      （2）、导轨误差
      导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(

扭曲)。 卧式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向（加工误差的敏感方向）上，对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差△2可

引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。由右图2可知，若因△2而使刀尖由a下降至b，不难推得工件半径R的变化量。当前后导轨存在平行度误差(扭曲

)时，刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。由右图可见，当前后导轨有了扭曲误差△3之后，由几何关系可求得△y≈(H/B)△3。一般车床的

H/B≈2/3，车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原

因之一。
      （3） 、传动链误差
      传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。传动链误差是指传动链始末两端传动元件相对运动的误差。一般用传动链末端元

件的转角误差来衡量。机床传动链误差是影响表面加工精度的主要原因之一。提高传动元件的制造精度和装配精度，减少传动件数，均可减小传动链误差。
      3.刀具的几何误差
      刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对

工件加工精度无直接影响。
      4、调整误差
      5、测量误差