机械加工精度的基本原理与应用

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：仿形法刀具依照仿形装置作进给运动对工件进行加工，从而获得形状精度的方法。

产品的质量取决于零件的质量和装配的质量，特别是零件的加工精度将直接影响产品的使用性能和寿命。因此，提高零件的加工精度是非常重要的。

在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和工件间正确的相对位置产生偏移，因而加工出的零件不可能与理想的要求完全符合。我们把零件加工后实际几何参数与理想零件几何参数（几何尺寸、几何形状、表面相互位置）的相符合程度称为加工精度。

1.零件加工精度的主要内容

零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。

（1）尺寸精度指加工表面的尺寸（如孔径、轴径、长度）及加工表面到基面位置的尺寸精度。

（2）形状精度指加工表面的几何形状（如圆度、圆柱度、平面度等）精度。

（3）位置精度指加工表面与其他表面间的相互位置（如平行度、垂直度、同轴度等）精度。

零件表面的加工方法是多种多样的，但要获得图样要求的公差等级，必须对设备条件、生产类型、技术水平等方面综合考虑。

2.获得尺寸精度的方法

工件在加工时其尺寸精度的控制方法主要有试切法、调整法、定尺寸刀具法、主动测量法和自动控制法五种。

（1）试切法依靠试切工件、测量尺寸、调整刀具、再试切、再调整这样反复数次，直到符合规定尺寸精度时，正式切出整个加工表面。

（2）调整法先按试切法调整好刀具，并使刀具与工件（或机床、夹具）的相对位置在加工过程中保持不变，然后再成批加工工件。

（3）定尺寸刀具法用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸精度。如孔加工时常用镗刀块镗孔或用铰刀、拉刀等加工孔来保证工件尺寸。

（4）主动测量法在加工过程中，利用自动测量装置边加工边测量加工尺寸，并将测量结果与要保证的工序尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作，该方法生产效率较高，加工精度较稳定，适应于批量生产。

（5）自动控制法把测量装置、进给装置和控制机构组成一个自动加工系统，使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿和切削加工一系列工作自动完成，从而自动获得所要求的尺寸精度的加工方法。该方法生产效高，加工质量稳定，加工柔性好，能适应多品种中小批量生产。

3.获得形状精度的方法

工件在加工时，其形状精度的获得方法主要有刀尖轨迹法、成形法、展成法和仿形法四种。

（1）刀尖轨迹法依靠刀尖的运动轨迹来获得所要求的表面几何形状的方法，称为刀尖轨迹法。刀尖的运动轨迹取决于刀具与工件的相对成形运动。如用靠模获得曲线运动来加工成形表面等。

（2）成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。如用成形车刀加工回转曲面，用拉刀拉削内花键等均属成形法。这些加工方法所得到的表面形状精度取决于刀具切削刃的形状精度。

（3）展成法刀具与工件作具有确定速比关系的运动，工件的被加工表面是切削刃在运动中形成的包络面，且切削刃是被加工表面轮廓线的共轭曲线。用这种方法来得到加工表面，称为展成法。常见的滚齿、插齿等齿轮加工方法均属展成法。

（4）仿形法刀具依照仿形装置作进给运动对工件进行加工，从而获得形状精度的方法。

4.获得位置精度的方法

（1）找正安装法找正是用工具和仪表根据工件上有关基准，找出工件有关几何要素相对于机床的正确位置的过程。找正安装法又可分为：

1）划线找正安装法，即用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种安装方法。

2）直线找正安装法，即用划针或指示器或通过目测直接在机床上找正工件正确位置的安装方法。此方法生产效率较低，对工人的技术水平要求较高，一般只用于单件小批量生产。

（2）夹具安装法夹具是用以安装工件和引导刀具的装置。先在机床上安装好夹具，再将工件安装在夹具中，能使工件迅速获得正确位置。利用夹具安装工件，生产效率高，定位精度高且稳定。

（3）机床控制法利用机床本身所设置的保证相对位置精度的机构保证工件位置精度的安装方法。如坐标镗床、数控机床等。