机械加工精度及其获得方法

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doi：10.3969/j.issn.1006-8554.2013.08.1031 加工精度加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状、位置)与理想几何参数的符合程度。零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状、位置)与理想几何参数的偏离程度称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低，加工误差越小 ，加工精度越高。任何零件加工后实际几何参数都有-定的分散范围，都会产生加工误差。满足精度要求就是使加工误差小于等于零件图上规定的公差。零件图上规定的公差是设计人员根据零件的使用性能制订的，是-个常量 ；而加工误差是在加工过程中产生的，是-个变量，可靠地保证零件图纸所要求的精度是机械加工最基本的任务之-。机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置关系精度三个方面。

2 尺寸精度的获得方法2.1 试 削 法试削法是零件获得尺寸精度最早采用的加工方法，同时也是 目前常用的获得高精度尺寸的主要方法之-。该方法是在零件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量，并相应调整刀具相对工件加工表面的位置进行试切，直至达到尺寸精度要求的加工方法。零件轴颈尺寸的试切车削加工、轴颈尺寸的在线测量磨削以及精密量规的手工研磨等均属试削法加工。这种加工方法加工精度不稳定、生产率低 ，其加工精度撒于操作者的技术水平，通常只适用于单件小批生产。

2.2 定尺 寸刀具法定尺寸刀具法是指在加工过程 中，用具有-定尺寸的刀具或组合刀具来保证加工零件尺寸精度的-种方法。如用拉刀拉孔 、钻头、扩孔钻 、铰刀加工内孔及用组合铣刀铣槽、铣两侧面均属此种方法。

2.3 调整 法调整法是在成批生产条件下采用的-种方法。即按规定的尺寸先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在-批零件加工过程中保持这个相对位置不变的加工方法。刀具和工件的相对位置多用定程机构和对刀装置等进行调整。在多刀车床或六角自动车床上加工轴类零件，在铣床上铣槽及在无心磨上磨削外圆均属调整法加工。由于工件尺寸是在-次调整后得到的，因此工件的尺寸稳定性好，生产率也高。

2.4 自动控制 法自动控制法指在加工过程中通过尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成 自动控制系统，使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿调整和切削加工等-系列工作自动完成，从而 自动获得所要求的尺寸精度。具体方法有 自动测量和数字控制。这种方法在自动加工机床、数控机床和自动生产线上广泛采用3 获得形状精度的方法3.1 轨迹法轨迹法指利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成工件被加工表面的形状。如工件外圆车削加工中，工件做旋转主运动，刀具做轴向进给运动，刀尖相对于工件的运动轨迹即形成了工件的外圆柱面。

3.2 成形法成形法指利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。这种加工方法中，工件的形状精度与刀刃的形状精度和刀具的安装精度有关。如采用拉刀、成形刀具及宽砂轮等对工件进行加工。这种加工方法，切削成形运动在制造刀具刃口和刃磨过程中已经完成，因此可明显简化零件加工过程中的切削成形运动。

3.3 展 成法展成法指利用刀具和工件做展成切削运动时，刀刃在被加工表面上的包络面形成工件的加工表面。这种加工方法可以加工更为复杂的几何形面，其形状精度与机床展成运动中的传动链精度有关。

3.4 非成形运动法非成形运动法指零件表面形状精度的获得不是靠刀具相对工件的准确成形运动，而是靠在加工过程中对加工表面形状不断检验和工人对其进行精细修整加工的方法。这种非成形运动法，虽然是获得零件表面形状精度最原始的加工方法，但直到目前为止，某些复杂的形状表面和形状精度要求很高的表面仍然采用。

4 位置精度的获得方法4.1 -次装夹获得法零件有关表面的位置精度是直接在工件的同-次装夹中，由各有关刀具相对工件的成形运动之间的位置关系保证的。如轴类零件外圆与端面、端台的垂直；箱体孔系加工中各孔之间的同轴度、平行度和垂直度等，均可采用-次装夹法获得。

4.2 多次装夹获得法1)直接装夹法。通过在机床上直接装夹工件，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。例如在四轴龙门铣床上加工-个上平面和侧面分别与底面和内侧面平行的零件时，可通过机床工作台台面及其 T形槽内的定向键来直接装夹工件等。

2)找正装夹法。通过找正工件相对刀具切削成形运动之问的准确位置，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。例如在车床上加工-个与外圆同轴度精度很高的内孔时，可采用四爪卡盘和千分表找正工件的位置，使其外圆表面与车床主轴回转轴线同轴再夹紧工件。显然，这种方法定位精度很高，但生产率低，只有在单件小批生产或在定位精度要求很高时采用。有时在单件小批生产时，对工件形状复杂，尺寸、质量要求高，毛坯余量大的工件往往采用划线找正装夹。其方法是：按照零件图的设计要求，采用划针、划规等划线工具在毛坯上划线，然后按划线找正工件在机床上的位置。划线找正装夹方法装夹精度低 ，而且对划线工的技术水平要求很高。

3)夹具装夹法。通过安装在机床上的夹具确定工件相对于切削成形运动和刀具的位置从而保证加工表面与定位基准的位置精度。显然，只有保证夹具在机床上安装正确，刀具相对夹具位置调整正确，工件在夹具中正确定位及夹紧，才能保证工件相对切削成形运动和刀具的位置正确，从而高效地对工件进行加工。