機床加工精度的調整方法與影響因素（sù）

加工精度是指被加工零件表麵的實際尺寸、形狀和位置等（děng）三個幾何參（cān）數與圖紙要求的理想幾何參數一致的程度。尺寸的理想幾何參數（shù）是平（píng）均尺寸；對於曲麵幾何，是絕對的圓、圓柱、平麵（miàn）、圓錐、直線等。對於麵與麵之（zhī）間的相互位置，是絕對（duì）平行度、垂直度、同軸度、對稱度等。零件的實際幾何參數（shù）與理（lǐ）想幾何參數之間的偏差稱為加工誤差。

1.介（jiè）紹

加工（gōng）精度主要用（yòng）於生產產品，加工精度和加工誤差是評價加工表麵幾何參數的術語。加工精度用公差等（děng）級來衡量。等級值越小，精度（dù）越高。加工誤差用數值表示。數（shù）值越（yuè）大，誤差越大。加工精度高意味著（zhe）加工誤差（chà）小，反之亦然。從IT01、IT0、IT1、IT2、IT3到IT18共20個公差等級，其中IT01表示該（gāi）零件加工精度最高，IT18表示該零（líng）件加工精度最低，一般IT7、IT8為中等加工（gōng）精度等級。

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

2.相關內容

精度:指被加工零件的實際尺寸與（yǔ）零件尺寸公差帶中心的重（chóng）合程度。

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

位置精度:指加工後零（líng）件相關表麵之間實際位置精度的差（chà）異（yì）。

關係:通常在設計機（jī）器零件和規定（dìng）零件的加工（gōng）精度時，要注（zhù）意（yì）把（bǎ）形狀誤差控製在位置公差以內，位置誤差要小於尺寸公差。即精密零件或零（líng）件的（de）重要表麵，形狀精度要求應高於位置精度要（yào）求，位置精度要求應高於尺寸精度要求。

3.調整法

1.調整工藝係統。

切割方（fāng）式的調（diào）整:通過試切-測量尺寸-調整刀具的切割量-進給切割-再次切（qiē）割，以此類推（tuī），直到達到要求（qiú）的尺寸。這種方（fāng）法生產效率低，主要用於（yú）單件（jiàn）小批量生（shēng）產。

調整方法:預先調整機床、夾具、工件、刀（dāo）具的（de）相對（duì）位置，得（dé）到所需尺寸。這種方法生產率高，主要用於批量生產（chǎn）。

2.減（jiǎn）少機床誤差

1)提高主軸部件的製造精度。

應提高軸承的回（huí）轉精度；

①選擇高精（jīng）度滾動（dòng）軸承；

②采用高精（jīng）度多油楔動壓軸承；

③采用高精度靜壓軸承。

與軸承配套的零件精度要提高；

(1)提高箱體支撐孔和主軸頸的加工精度；

(2)提高與軸承配合麵的加工精度；

③測量並調整（zhěng）相應零件的徑向跳動範圍，以補償或抵消（xiāo）誤差。

2)正確預加載（zǎi）滾動軸承。

①清除即可；

②增（zēng）加軸承剛度；

③均衡滾動元件誤差。

3)主軸旋轉（zhuǎn）精度沒有反映在工件上。

3.減少（shǎo）傳動鏈的傳動（dòng）誤差。

1)傳動件數量少，傳動鏈短，傳動精度高；

2)采用減速傳動(I

3)端件的精度應高於其他傳動件。

4.減少工具磨損（sǔn）

在刀具尺寸磨損達到銳磨階段之前，有必（bì）要重新磨刀。

5.減少工藝係統的應力和變（biàn）形。

主要來自:

1)提（tí）高（gāo）係統的剛性，特別是工藝係統中薄弱環節的剛性；

2)降低負荷及其變（biàn）化。

提高（gāo）係統剛性

①合理的結構設計

1)最小化連接表麵的數量；

2)防止局部低剛度環節；

3)基礎部分和支架的結構和截（jié）麵形狀應合理（lǐ）選擇。

②提高連（lián）接麵的接觸剛度。

1)提高機床零件中零件間（jiān）結合麵的質（zhì）量；

2)預加載機床部件；

3)提高工件定位基準的精度，降低（dī）其表麵粗（cū）糙度。

③采用合（hé）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，盡量使調整中（zhōng）的（de）毛（máo）坯加工（gōng）餘量均勻。

6.減少工藝係統的（de）熱（rè）變形

(1)減少熱量，隔離熱源。

1)采用較小（xiǎo）的切削量（liàng）；

2)當零件精度要求高時，將粗加工和精加（jiā）工工序分開；

3)盡可能將熱源與機床分開，以減少機床的熱變形；

4)從結構、潤滑等方麵改善主軸軸承、絲杠螺母副、高速運動導軌（guǐ）副等不（bú）可分離熱源的摩擦特性。，減少（shǎo）熱量產（chǎn）生或使用隔熱材料；

5)采用強製風冷、水冷等散熱措施。【金（jīn）屬加工（gōng）微信，內容不錯，值得關注。】

②平衡溫度場

③采用合理的機床部件結構（gòu）和裝配基（jī）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（děng）。能使箱壁溫升均勻（yún），減少箱體變形（xíng）；

2)合理選擇機床部件的裝配基準。

④加速傳熱平衡。

⑤控製（zhì）環境（jìng）溫度

7.降低殘餘應力

1.增加（jiā）熱處理工藝，消除內應力；

2.合理安排工藝流程。

4.影響的原因

①加工原理誤差

加工原理誤差是（shì）指以近似的葉片型線或（huò）近似的（de）傳動關係進行加工而產生的誤差。在螺紋、齒輪和複雜曲麵的加工中，經常（cháng）出現加工原理誤差。

例如，用於加（jiā）工（gōng）漸開線齒輪的（de）齒輪滾刀，為了使滾刀製造方便，用阿基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸（wō）杆代替漸開線基本蝸杆，造成齒輪漸開線齒形誤差。再（zài）比如車削模數蝸杆，因為蝸杆的螺距等於蝸輪的螺（luó）距(即mπ)，其中M是模數，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隻能換算成一（yī）個近似的分數值(π =3.1415)進行計算，這樣會導致刀具對工件的成形運動(螺旋運動（dòng）)不準確，導致螺距誤差。

在加（jiā）工中，一般采用近似加工，在理論（lùn）誤差滿足加工精度要求(" =10%-15%尺寸公差")的前提下（xià），提高生（shēng）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（bú）準確而產生的誤差。

③機（jī）床誤差

機床誤差是指機床的製造誤差、安裝誤差和磨損。包括（kuò）機床導軌的導向誤差、機床主軸的旋轉誤差和（hé）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（yùn）動方向的符（fú）合程度。主（zhǔ）要包括:

①導軌在水平麵內的直（zhí）線度δ y和垂直麵內的直線度δ z(彎曲)；

②前後導軌的平行度（dù）(扭曲)；

③導軌在水（shuǐ）平麵和垂直麵內與主軸旋轉軸的平行度（dù）誤（wù）差或垂（chuí）直度（dù）誤差。

2.導向（xiàng）精度對（duì）切削的影（yǐng）響主要考慮由導向誤差引起的刀（dāo）具和工件（jiàn）在誤差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（qǐ）的加工誤差可以忽略。鏜孔時，誤差敏感方向隨刀具（jù）旋轉而變化（huà）；刨削時，誤差敏感方（fāng）向是豎直方向，床身導軌在豎直平麵內的直線度引起加工表麵的（de）直線度和平麵度誤差。

機床主軸旋轉誤差

主軸（zhóu）旋（xuán）轉（zhuǎn）誤差（chà）是指（zhǐ）實際旋轉軸與理（lǐ）想旋轉軸的（de）偏差（chà）。包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動和（hé）主軸（zhóu）幾何軸線傾斜擺動。

1.主軸端麵（miàn）圓跳動對加工精度（dù）的影響:①加工圓柱麵時沒有影響；②車削、鏜削端麵（miàn）時，會產（chǎn）生（shēng）端麵與（yǔ）圓柱軸線的垂直（zhí）度誤差或端麵平麵度誤差；③加工螺紋時，會產生螺距循環誤差。

2.主軸徑向圓跳動對加工精度的影響:①如果徑向回（huí）轉誤差表現為其實（shí）際軸線在Y軸坐標（biāo）方（fāng）向作調和直線運動，則鏜床鏜出的孔（kǒng）為橢圓孔，圓度誤差為徑（jìng）向圓跳動的幅度；車床加工的孔沒有影（yǐng）響（xiǎng）；②如果主（zhǔ）軸（zhóu）幾何軸線偏心（xīn）運動，無論車（chē）削還是鏜削（xuē），都可（kě）以得到（dào）刀尖（jiān）半徑到平均軸線的圓。

3.主軸幾（jǐ）何軸傾斜角擺動對加工精度的影響:①幾何軸（zhóu）在空間上相對於平均軸有一定錐角的圓錐軌跡，等價於（yú）幾何軸從（cóng）各截麵繞平均軸（zhóu）的偏（piān）心運動，但從軸向（xiàng）看偏心值互不相同；(2)幾何軸在某一平麵內擺動，從各截麵看（kàn）相當（dāng）於（yú）實際軸在一平麵內的簡諧直線運動（dòng），但從軸向看跳躍的幅度因地（dì）而異；③實際上，主軸幾何軸的（de）傾斜擺動是上述兩者（zhě）的疊加。

機（jī）床傳動鏈的傳動誤差（chà）

機床傳動鏈（liàn）的傳動誤差是指（zhǐ）傳動鏈中第一個和最後一個傳動元件之間的相對運動誤差（chà）。

④製造誤差和夾具磨損

夾具的誤差（chà）主要是指:1)定位元件、刀具（jù）導向元（yuán）件、分度機構、夾具本體（tǐ）等的製造誤差（chà）。2)夾具組裝後，上述各部（bù）件工作麵之間的相對尺寸誤差；3)使（shǐ）用過（guò）程中（zhōng）夾具工作表麵的磨損。金屬加工微（wēi）信（xìn），內（nèi）容不錯，值得關注（zhù）。

⑤工具製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響（xiǎng）因刀具類型而異。

1)定徑工具(如鑽頭、鉸刀、鍵槽銑刀和圓（yuán）拉刀（dāo）等)的尺寸精（jīng）度。)直接影響工件的尺寸精度。

2)成形刀（dāo）具(如成形車刀、成形銑刀、成形砂輪等)的形狀精度。)會直接（jiē）影響（xiǎng）工件的形狀精度。

3)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等)的刃形誤差。)會影響加工表麵的形狀精度（dù）。

4)一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀)的製造精度對加工精度沒有直接影響，但刀具容易磨損。

⑥工（gōng）藝係統（tǒng）的應力變形

在切（qiē）削力、夾緊力（lì）、重力和慣性力的作用下，工（gōng）藝係統會（huì）發生變（biàn）形，破壞被調整工藝係統各部件的相互位置關係，導致加工（gōng）誤差的產生，影響加工過程的穩定（dìng）性（xìng）。主（zhǔ）要考慮機床、工件的變形和工藝係統的總（zǒng）變形。

切削力對加工精度的影響（xiǎng）

僅考慮機床（chuáng）的變形，對於加工（gōng）軸類零件，機床的變形導致工件呈兩頭粗中間細的馬鞍（ān）形，即產生圓柱度誤差。僅考慮工件的變形，對於加工（gōng）軸類零件來（lái）說，工件的變形使被加工工件（jiàn）呈現出兩頭薄（báo）中間厚的鼓形。對於加（jiā）工孔（kǒng）類零件（jiàn），僅考慮機（jī）床或工件的變形，加工的工（gōng）件形狀與加工（gōng）的（de）軸類零件形狀相反（fǎn）。

夾緊力對（duì）加工精度的影（yǐng）響（xiǎng）

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

⑦工藝（yì）係統的熱變形

在加工過程中，工藝（yì）係統受到內部熱（rè）源(切削熱、摩擦熱)或外（wài）部熱源(環境溫度、熱（rè）輻射)的加熱變（biàn）形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中，由工藝係統熱變形引起的加工誤差占總加工誤差的40%-70%。

工件熱（rè）變（biàn）形對加工金的影響包括工件受熱（rè）均勻和工件受（shòu）熱不均勻（yún）。

⑧工件（jiàn）內部的（de）殘餘（yú）應力（lì）。

殘餘應（yīng）力的（de）產生:1)毛坯製造和熱處理過（guò）程中產生的殘餘應（yīng）力；2)冷矯直產生的殘（cán）餘應力；3)切削產生（shēng）的殘餘應力。

⑨加工場地環境影響

加工（gōng）現場（chǎng）經常會有很多小金屬屑。如果這些（xiē）金（jīn）屬屑（xiè）位於零件的定位麵或孔上，就會影響零件（jiàn）的加工精度。對於高精度加（jiā）工，一些肉眼（yǎn）看不見的小金屬屑會影響精度。這種影響因素會被識（shí）別出來，但沒（méi）有（yǒu）有效的方法（fǎ）消除，往（wǎng）往取決於操作者的操作方法。