大连理工大学机械制造技术基础课件(机械加工精度)

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7.2.3 定位误差
定义：一批工件采用调整法加工时因定位不准确 而引起的尺寸或位置的最大变动量。
调整法 -- 按试切好的工件或标准样件或对刀 装置等，调整刀具相对于工件加工表面的位置， 并在加工过程中保持这一位置，从而获得零件 所要求的尺寸精度。 调整法多用于成批、大量生产。
组成：基准不重合误差、定位副制造不准确误差 (基准位置误差)
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径向圆跳动对加工精度的影响：
主轴径向回转误差可以引起工件的圆度误差 和圆柱度误差；
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③角度摆动 主轴实际回转轴线相对于平均回转轴线倾斜 一个角度作摆动
产生角度摆动的原因
角度摆动可视为径向圆跳动与轴向窜动的综合。 凡引起径向圆跳动与轴向窜动的因素均会影
响主轴的角度摆动。
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角度摆动对加工精度的影响： 车削加工时工件每一横截面内的圆度误差很小，但轴平面有圆柱度误差（锥度）。 车外圆：得到圆形工件，但产生圆柱度误差（锥体） 车端面：产生平面度误差 镗孔时，由于主轴的纯角度摆动 使得主轴回转轴线与工作台导轨不平行，使镗出 的孔呈椭圆形
➢成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、盘形齿 轮铣刀等）
—刀具的形状误差影响被加工面的形状误差
➢展成法刀具（如齿轮滚刀、插齿刀等） —刀刃的几何形状及有关尺寸精度会直接 影响齿轮加工精度
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刀具的磨损影响加工精度 ➢刀具磨损影响加工尺寸误差或形状误差
图例 车刀的尺寸磨损
图例 车刀磨损过程
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提高措施 提高制造精度，正确刃磨刀具； 正确选择刀具材料、刀具几何参数、切 削用量； 采用冷却润滑液； 采用误差补偿装置。
△R≈△Z2/ D
设：△Z=△Y=0. 1mm ，D=40mm ，
则由于水平面内原始误差而产生的加工误差： △R= △Y =0.1mm,

ΔZ
导轨垂直面直线度
垂直平面
图4－10 导轨在垂直面内直线度误差
结论：
原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若 产生在加工表面法向方向（误差敏感方向），对加工 精度有直接影响；产生在加工表面切向方向（误差非 敏感方向） ，可忽略不计。 对平面磨床，龙门刨床 及铣床等，导轨在垂直面内 的直线度误差会引起工件相 对于砂轮（刀具）产生法向 位移，其误差将直接反映到 被加工工件上，造成形状误 差（图7-11）。
• 原始误差
• 研究加工精度方法
•工艺系统的误差 •产生加工误差的根源 •包括工艺系统静误差、动误差
第二节 工艺系统的几何误差
一、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成 形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。
例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，采 用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差； 二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿 形不是光滑的渐开线，而是折线。 成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。
三、获得加工精度的方法
试切法
定尺寸刀具法
1.获得尺寸精度的方法
调整法
自动控制法
图1-1 试切法
图1-2 调整法
图1-4 轨迹法车锥体
图1-3 定尺寸刀具法
图1-5用成形车刀车球面
图1-6 展成法滚齿
刀尖轨迹法
2. 获得形状精度的方法
成形刀具法
展成法
直接找正
3. 获得位置精度的方法
划线找正
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
机床几何误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差 •一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具 • 试切法 •调整法

工件装夹
装夹的含义
装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。 定位 —— 使工件在机床或夹具上占有正确位置
夹紧 —— 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置 在加工过程中保持不变
定位原理
六点定位原理
任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度—— 用 X , Y , Z , a, b , c 表示 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 Z 将 6 个支承抽象 为6个“点”，6个 点限制了工件的6 个自由度，这就是 六点定位原理。
螺纹运动传动链； 纵向、横向进给传动链
刀架快速运动传动链
M1
主轴箱
溜板箱
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
进给箱
230
Ⅰ
56
51
34
M1
50
80 39 50 63 20 51
Ⅱ Ⅲ
38
22
30
Ⅳ
26 50
43
41
50
44
Ⅴ
20 50
80 50 58
58 58
Ⅵ
M2
130
1450 r / m
铣削加工 Milling Cutting
c）相切法
展成法——利用工件和刀具作展成切削运动的 加工方法（如滚齿、插齿）

切削用量与切削层截面参数
切削用量
切削速度
进给量 背吃刀量
切削速度vc
1000 vc vc n 1000 D
Dn
（2-2）
式中 n —— 主运动转速（r/s）； D—— 刀具或工件的最大直径（mm）。
刀具几何角度
刀具标注角度坐标系（主剖面坐标系）

n——主运动的转速（单位为r/min）
（2）进给量f 当主运动旋转一周时，刀具（或工件）沿进给方向上的 位移量f。进给量的大小也反映了进给速度（单位为mm/min）的大小， 关系为
1.1.2

切削加工成形运动和切削用量
背吃刀量 车削时（单位为mm）是工件上待加工表面与 已加工表面间的垂直距离：
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乔志刚老师联系
使用教材：
倪小丹等主编。《机械制造技术基础》[M]，清华大学
出版社，07.3
参考教材：
1.张世昌等主编。《机械制造技术基础》[M]， 高教出版社， 2008.12
2.王启平主编，《机械制造工艺学》[M]， 哈尔滨工业大学出 版社，2002.
3.陈日曜主编。《金属切削原理》[M]，机械工业出版社，1993.
第1章

概 论


教学重点和难点： 工件表面的成形方法 典型机床的加工工艺范围 刀具的几何角度 工件定位的方式 六点定则 获得加工精度的例导入
怎样获得如图1.1所示的阶梯轴零件？分析：它是由 一些外圆柱面、圆锥面(倒角)和平面组成，并有尺 寸精度和表面粗糙度要求。怎样才能获得这些表面？ 需要哪些运动？需要用什么机床、刀具、夹具和量 具？怎样把它装在机床上？精度怎样？
1.1.2
切削加工成形运动和切削用量

图1.4 车削时的切削运动与加工表面
1.1.2

切削加工成形运动和切削用量
在切削过程中，切削刃相对于工件运动轨迹面，就 是工件上的过渡表面和已加工表面。这里有两个要 素，一是切削刃，二是切削运动。不同形状的切削 刃与不同的切削运动组合，即可形成各种工件表面， 如图1.5所示。
第1章