機械加工誤差的概念
2024-07-26 12:00:00機械加工誤差的概念
一、 機械加工誤差的概念
機械加工誤差是指零件加工后的實際幾何參數（幾何尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數之間偏差的程度。零件加工后實際幾何參數與理想幾何參數之間的符合程度即為加工精度。加工誤差越小，符合程度越高，加工精度就越高。加工精度與加工誤差是一個問題的兩種提法。所以，加工誤差的大小反映了加工精度的高低。
研究加工誤差的目的，就是要分析影響加工誤差的各種因素及其存在的規律，從而找出減小加工誤差、提高加工精度的合理途徑。
二、 加工誤差的產生
零件的機械加工是在由機床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統內完成的。零件加工表面的幾何尺寸、幾何形狀和加工表面之間的相互位置關系取決于工藝系統間的相對運動關系。工件和刀具分別安裝在機床和刀架上，在機床的帶動下實現運動，并受機床和刀具的約束。因此，工藝系統中各種誤差就會以不同的程度和方式反映為零件的加工誤差。在完成任一個加工過程中，由于工藝系統各種原始誤差的存在，如機床、夾具、刀具的制造誤差及磨損、工件的裝夾誤差、測量誤差、工藝系統的調整誤差以及加工中的各種力和熱所引起的誤差等，使工藝系統間正確的幾何關系遭到破壞而產生加工誤差。這些原始誤差，其中一部分與工藝系統的結構狀況有關，一部分與切削過程的物理因素變化有關。這些誤差的產生的原因可以歸納為以下幾個方面：
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關系進行加工而產生的誤差。例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀制造方便，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生了誤差。又如車削模數蝸桿時，由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時只能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對于工件成形運動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。
2 ．工藝系統的幾何誤差
由于工藝系統中各組成環節的實際幾何參數和位置，相對于理想幾何參數和位置發生偏離而引起的誤差，統稱為工藝系統幾何誤差。工藝系統幾何誤差只與工藝系統各環節的幾何要素有關。
3 ．工藝系統受力變形引起的誤差
工藝系統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝系統各組成部分的相互位置關系，導致加工誤差的產生，并影響加工過程的穩定性。
4 ．工藝系統受熱變形引起的誤差
在加工過程中，由于受切削熱、摩擦熱以及工作場地周圍熱源的影響，工藝系統的溫度會產生復雜的變化。在各種熱源的作用下，工藝系統會發生變形，導致改變系統中各組成部分的正確相對位置，導致加工誤差的產生。
5 ．工件內應力引起的加工誤差
內應力是工件自身的誤差因素。工件冷熱加工后會產生一定的內應力。通常情況下內應力處于平衡狀態，但對具有內應力的工件進行加工時，工件原有的內應力平衡狀態被破壞，從而使工件產生變形。
6 ．測量誤差
在工序調整及加工過程中測量工件時，由于測量方法、量具精度等因素對測量結果準確性的影響而產生的誤差，統稱為測量誤差。
機械加工誤差是指零件加工后的實際幾何參數（幾何尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數之間偏差的程度。零件加工后實際幾何參數與理想幾何參數之間的符合程度即為加工精度。加工誤差越小，符合程度越高，加工精度就越高。加工精度與加工誤差是一個問題的兩種提法。所以，加工誤差的大小反映了加工精度的高低。
研究加工誤差的目的，就是要分析影響加工誤差的各種因素及其存在的規律，從而找出減小加工誤差、提高加工精度的合理途徑。
二、 加工誤差的產生
零件的機械加工是在由機床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統內完成的。零件加工表面的幾何尺寸、幾何形狀和加工表面之間的相互位置關系取決于工藝系統間的相對運動關系。工件和刀具分別安裝在機床和刀架上，在機床的帶動下實現運動，并受機床和刀具的約束。因此，工藝系統中各種誤差就會以不同的程度和方式反映為零件的加工誤差。在完成任一個加工過程中，由于工藝系統各種原始誤差的存在，如機床、夾具、刀具的制造誤差及磨損、工件的裝夾誤差、測量誤差、工藝系統的調整誤差以及加工中的各種力和熱所引起的誤差等，使工藝系統間正確的幾何關系遭到破壞而產生加工誤差。這些原始誤差，其中一部分與工藝系統的結構狀況有關，一部分與切削過程的物理因素變化有關。這些誤差的產生的原因可以歸納為以下幾個方面：
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關系進行加工而產生的誤差。例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使滾刀制造方便，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生了誤差。又如車削模數蝸桿時，由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節（即 mπ），其中 m是模數，而π是一個無理數，但是車床的配換齒輪的齒數是有限的，選擇配換齒輪時只能將π化為近似的分數值（π =3.1415）計算，這就將引起刀具對于工件成形運動（螺旋運動）的不準確，造成螺距誤差。
2 ．工藝系統的幾何誤差
由于工藝系統中各組成環節的實際幾何參數和位置，相對于理想幾何參數和位置發生偏離而引起的誤差，統稱為工藝系統幾何誤差。工藝系統幾何誤差只與工藝系統各環節的幾何要素有關。
3 ．工藝系統受力變形引起的誤差
工藝系統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝系統各組成部分的相互位置關系，導致加工誤差的產生，并影響加工過程的穩定性。
4 ．工藝系統受熱變形引起的誤差
在加工過程中，由于受切削熱、摩擦熱以及工作場地周圍熱源的影響，工藝系統的溫度會產生復雜的變化。在各種熱源的作用下，工藝系統會發生變形，導致改變系統中各組成部分的正確相對位置，導致加工誤差的產生。
5 ．工件內應力引起的加工誤差
內應力是工件自身的誤差因素。工件冷熱加工后會產生一定的內應力。通常情況下內應力處于平衡狀態，但對具有內應力的工件進行加工時，工件原有的內應力平衡狀態被破壞，從而使工件產生變形。
6 ．測量誤差
在工序調整及加工過程中測量工件時，由于測量方法、量具精度等因素對測量結果準確性的影響而產生的誤差，統稱為測量誤差。
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