第七章：机械加工精度

第七章：机械加工精度

本章提要

本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。

具体要点如下：误差敏感方向的概念；原理误差的定义；机床导轨误差相对加工误差的敏感性的判断；给定条件下的工艺系统受力变形分析；误差复映的基本概念；工艺系统均匀和非均匀受热变形的定性分析；加工误差的分类；分布曲线法的作用，工艺能力系数的概念。

7.1.机械加工精度的基本概念

7.1.1.加工精度与加工误差

加工精度：零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符和程度。零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。

7.1.2.研究加工精度的方法

研究加工精度的方法的一般有两种：一是因素分析法(通过分析计算或实验、测试等方法，研究某

一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独变化规律)。二是统计分析法(运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数理处理，用以控制工艺过程的正常进行。主要是研究各项误差综合的变化规律，只适用于大批、大量的生产条件)

7.2.影响加工精度的因素

零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中进行的。工艺系统中凡是直接引起加工误差的因素都称为原始误差。

原始误差的分类归纳如下：

图7.1为活塞销孔精镗工序中的各种原始误差：

图7.2以车削为例说明原始误差与加工误差的关系*图中实线为刀尖正确位置，虑线为误差位置。

P195公式7.1 ? R=?Z2/ 2R (图a R2+?Z2=（R+? R）2)

P195公式7.2 ? R’=?Y(图b)

当?Y=?Z时,法向加工误差大,而切向加工误差极小,以致可以忽略不计。

因此把对加工误差影响最大的那个方向（即加工表面的法线方向）称为误差敏感方向

7.2.1.加工原理误差*

加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理误差是由于采用了近似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。

例如：齿轮滚刀一有近似造形原理误差（为便于制造，用阿基米德或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆）；二有包络造形原理误差（由于滚刀刀刃数有限，因而切削不连续，包络而成的实际齿形不是渐开线，而是一条折线）。

7.2.2.机床误差

机床误差是指在无切削负荷下，来自机床本身的制造误差、安装误差和磨损。

7.2.2.1.主轴回转误差

⑴主轴回转误差的概念

(图7.3 机床主轴回转误差的类型)

纯径向跳动：实际回转轴线始终平行于理想回转轴线，在一个平面内作等幅的跳动。

纯轴向跳动：实际回转轴线始终沿理想回转轴线作等幅的窜动。

纯角度摆动：实际回转轴线与理想回转轴线始终

成一倾角，在一个平面上作幅摆

动，且交点位置不变。

由于主轴回转误差总是上述三者的合成。造成主

轴回转误差的主要因素与主轴部件的制造精度

有关。

(图7.4 滚动轴承的几何误差)

⑵主轴回转误差对加工精度的影响

不同型式的主轴回转误差对加工精度的影响是不同的；而同一类型的回转误差在不同的加工方式中的影响也不相同。如图7.5~图7.8和表7.1所示

图7.5 车削时纯径向跳动图

7.6 镗孔时纯径径向跳动

图7.7 主轴轴向窜动图

7.8 纯角度摆动

表7.1机床主轴回转误差产生的加工误差

7.2.2.2.导轨误差*

⑴导轨在垂直面内的直线度误差

卧式车床或外圆磨床的导轨垂直面内有直线度误差Z

?(图7.9(a))，是误差非敏感方向，可忽略不计。平面磨床、龙门刨床这时是误差敏感方向，所以导轨误差将直接反映到被加工的零件上。

⑵导轨在水平面内的真线度误差

Y

?，见图7.9(b)

图7.9 导轨的直线度误差

⑶前后导轨的平行度误差

图7.10 前后寻轨平行度误

差

见图7.10，若前后导轨的平行度误差为Z ?，则零件的半径误差为：

B

H Z Y R ?=?≈? 一般车床32≈B H ，外圆磨床1≈B H 。因此这项原始误差对 加工精度的影响不能忽略

⑷导轨与主轴回转轴线的平行度误差

若车床导轨与主轴回转轴线在水平面内有平行误差，车出的内外圆柱面就产生锥度；若在垂直面内有平行误差，则圆柱面成双曲线回转体(图

7.11)，因误差非敏感方向故可略

图7.11 车床导轨与主轴回转轴线在垂直面内的平行度误差产生的加工误差

7.2.2.3.传动链误差

传动链误差是指机床内联系传动链始末两端传动元件之间相对运动的误差。

7.2.3.工艺系统受力变形

7.2.3.1.工艺系统刚度

工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、重

力和惯性力等外力作用下，使零件产生加工误差。例如图7.12(a)车细长轴，图7.12(b)车削粗短工件时，图7.12〔c 〕所示在车床加工薄壁零件的内孔。

图7.12 工艺系统受力变形的产生加工误

差 工艺系统刚度是指切削力在加工表面法的分力x F 与y F 、y F 、z F 同时作用下产生的沿法向的变形系统Y 之间的比值： 系统系统Y F K y

式中 系统Y ：工艺系统刚度，N/mm

y F :法向切削力，N ；

系统K ：工艺系统法向变形，mm

刚度的倒数称为柔度C(mm/N)

Y F Y 1

系统系统==K C

由于力与变形一般都是在静态条件下进行考虑

和测量的，故上述刚度、柔度分别

为静刚度和静柔度

为分析工艺系统各组成部分的变形规律及其特

点，现介绍工艺系统各组成部分

⑴零件的刚度

形状规则、简单的零件的刚度可用有关力学公式推算。

⑵机床部件的刚度

机床部件的受力变形主要影响是间隙、油膜层和薄弱零件变形。其刚度远比单个零件小，一般用实验方法测定。图7.15和图7.16为实验原理和分析图。

（图7.13机床部件刚度的薄弱环节）

图7.14部件受力变形和各组成零件受力变形间的关系）

（图7.15车床刀架、头尾架单向静刚度

测度）

图7.16 车床刀架静刚度曲线

⑶工艺系统的刚度

工件刀具夹具机床系统Y Y Y Y +++=Y

式中 机床Y ：机床变形量，mm

夹具Y ：夹具变形量，mm

刀具Y ：刀具变形量，mm

工件Y ：工件变形量，mm

而工艺系统各部件的刚度为：

系统系统K F Y Y =，机床

机床K F Y Y =，夹具

夹具K F Y Y = 刀具刀具K F Y Y =，工件

工件K F Y Y = 式中 机床K ：机床刚度，N/mm

夹具K ：夹具刚度,N/mm

刀具K ：刀具刚度，N/mm

工件K ：工件刚度，N/mm

工艺系统刚度为：

工件刀具夹具机床系统K 1K 1K 1K 11

+++=K

即：工件刀具机床系统夹具K 1K 1K 1K 11

K +++=

7.2.3.2.工艺系统受力对加工精度的影响

* ⑴切削过程中力作用位置的变化对加工精度

的影响(见图

7.18)

图7.18 车床受力变形的组成

工艺系统刚度在沿工件轴向的各个位置是不同的。所以加工后工件各个横截面上的直径尺寸也不相同，造成加工后的形状误差。零件细长时，产生如图7.12(a)呈鼓形的加工误差。工件粗

而短时，产生如图7.12(b)呈鞍形的加工误差。图

7.19表示内圆磨床、卧式镗床上加工时工艺系统受力变形随受力点位置变化而变化的情况。

图7.19工艺系统受力位置变化时的变

形 ⑵切削过程中受力大小变化对加工精度的影响

图7.20为车削有椭圆形圆度误差的短圆

柱毛坯外圆，刀尖调整到要求尺寸(图中虚线位置)，在工件的每一转中切深由毛坯长半径的最大值1p a 变化到短半径的最小值2p a 时，切削力也

就是由最大的1Y F 变化到最小的2Y F ，由K

F Y Y 可知切削力变化引起对应的让刀变形1Y 、2Y 。

图7.20 毛坯形状误差的复映

毛坯毛坯系统工件?=?+=?εC

K C 式中 FY Y K f FY FY C C =：径向切削力系数为常数(N/mm)

ε：为误差复映系数

7.2.4.工艺系统的热变形*

7.2.4.1.机床热变形对加工精度的影响

图7.21(a)是车床的热变形趋势，图

7.21(b)万能铣床的热变形趋势。

图7.21 几种机床的势

变形趋势

7.2.4.2.刀具的热变形对加工精度的影响

刀具热变形的热源是切削热，图7.22，车刀的热伸长中连续工作曲线A

7.2.4.3.工件的热变形对加工精度的影响

工件热变形的热源主要是切削热。当加工较短零件时，由于走刀行程短，可忽略轴向热变

形引起的误差；当车削较长零件时，在沿零件轴

向位置上切削时间有先后，开始切削时零件温升

为零，随着切削的进行零件受热膨胀，到走刀终

了时零件直径增量最大，因此车刀的切深随走刀

而逐渐增大，零件冷却之后会出现圆柱度误差。

7.2.5.工件残余应力引起的变形

7.3.加工误差的统计分析

7.3.1.加工误差的分类*

加工误差按其性质的不同可归纳为：系统误

差和随机误差(也称偶然误差)。

7.3.1.1.系统误差

在连续加工一批零件时，加工误差的大小和方向基本上保持不变，称为常值系统误差；如

果加工误差是按零件的加工次序作有规律变化

是，则称为变值系统误差。原理误差，机床、刀

具、夹具、量具的制造误差及调整误差，工艺系

统静力变形等原始误差都会引起常值系统误

差。刀具的正常磨损是随着加工过程(或加工时

间)而有规律地变化的，由此产生的加工误差属

于变值系统误差(工艺系统的热变形，在温升过

程中，一般将引起变值系统误差，在达以热平衡

后，则又引起常值系统误差)。

7.3.1.2.随机误差

在连续加工一批零件中，出现的误差如果大小和方向是不规则地变化着的，则称为随机误

差。定位误差、夹紧误差、工件内应力等因素都

是变化不定的，都是引起随机误差的原因。7.3.2.分布曲线法*

采用调整法大批量加工的一批零件中，随机抽取足够数量的工件(称作样本)，进行加工尺寸X的

测量、记录，并作图即实际分布曲线，如图7.25(a)。样表及分组数见表

7.2

图7.25 分布曲线

表7.2 分组数的

推荐值

7.3.2.1.正态分布曲线方程

实践和理论分析表明，当用调整法加工一

批总数极多的而且这些误差因素中又都没有任何优势的倾向时，其分布是服从正态分布曲线(又称高斯曲线)的，如图7.25(b)。正态分布曲线方程式为；

()22

221σπσa X e Y --= 式中 Y ：正态分布的概率密度。

a ：正态分布曲线的均值

σ：正态分布曲线的标准偏差

(均方根偏差) 有限的样本平均值X 和样本标准S 作为理论均

值a 和标准偏差σ的估计值。

∑==≈n i i X n X a 1

1 ()∑=--=≈n i i X X n S 1

211σ 7.3.2.2.正态分布曲线的特性

①由图7.25(b)可见，在a X =处达到极大值

π

σ21max =Y ；在±∞→X 时，曲线以X 轴为其渐近线，曲线成钟形。正态分布曲线下 的面积

1==?∞+∞-Ydx A 代表了工件(样本)的总数，即%100 ②如果改变参数a 的值而σ保持值不变，则曲线沿X 轴平移而不改变其形状，如图7.26(a)。反之，如果使a 值固定不变， σ值变化时，则曲线形状就变化了，如图7.26(b)

图7.26不同的特征参数下的正态分布

③CD代表零件的公差带，在曲线下面C、D两

点之间的面积代表加工零件的合格

率。曲线下面其余部分面积(图上无阴影线的部分)则为废品率(在加工外圆时，图上

左边无阴影线部分相当不可修复的废品，右边的无阴影线部分则为可修复的废品；

在加工内孔时，则恰好相反)。

我们采用表7.3的积分表(在实际应用时表中的a 可用代替)来求合格率等。从

表中可以查出σ3

.

49

=

A，

865

X时，%

=

-a

A，

99

2=

.

%

75

即工件尺寸在σ3

.0，可以

±以外的频率只占%

27

忽略不计。因此，一般都取

正态分布曲线的分散范围为σ3

±。

表7.3正态分布曲线下的面积函数 ④σ3±(或σ6)在研究加工误差时是一个很重要

的概念。σ6的大小代表了某

一种加工方法在规定的条件下所达到的加工精

度，即工艺能力。工艺能力系数p C *

来衡量工艺能力：

σ

δ6=p C 将工艺分五级：67.1>p C 为特级，说明工艺能力过高，不一定经济；33.167.1>≥p C 为一级，说明工艺能力足够，可以允许一定的波动；

00.133.1>≥p C 为二级，说明工艺能力勉强，必须密切注意；67.000.1>≥p C 为三级，说明工艺能力不足，可能出少量不合格；p C ≥67.0为四级，说明工艺能力不行，必须加以改进。

【例题7.1】检查一批在卧式镗床上精镗后的活塞销孔直径。图纸规定尺寸与公差为0015.028-φ，

机械制造装备设计第二章习题答案(关慧贞)

第二章金属切削机床设计 1.机床设计应满足哪些基本要求，其理由是什么 答：机床设计应满足如下基本要求： 1）、工艺范围，机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。 2）、柔性，机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力，分为功能柔性和结构柔性； 3）、与物流系统的可接近性，可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）流动的方便程度； 4）、刚度，机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率； 5）、精度，机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度，机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度（尺寸、形状及位置偏差）。 6）、噪声；7）、自动化；8）、生产周期； 9）、生产率，机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。 10）、成本，成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标； 11）、可靠性，应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。 12）、造型与色彩，机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学要求进行设计。 2.机床设计的主要内容及步骤是什么 答：一般机床设计的内容及步骤大致如下： （1）总体设计包括机床主要技术指标设计：工艺范围运行模式，生产率，性

(机械制造行业)第二章机械加工精度

第二章机械加工精度 第一节概述 一、加工精度的概念 高产、优质、低消耗，产品技术性能好、使用寿命长，这是机械制造企业的基本要求。而质量总是则是最根本的问题。 机械加工质量指标包括两方面的参数：一方面是宏观几何参数，指机械加工精度；另一方面是微观几何参数和表面物理-机械性能等方面的参数，指机械加工表面质量。 所谓机械加工精度，是指零件在加工后的几何参数（尺寸大小、几何形状、表面间的相互位置）的实际值与理论值相符合的程度。符合程度高，加工精度也高；反之则加工精度低。机械加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度三项内容，三者有联系，也有区别。 由于机械加工中的种种原因，不可能把零件做得绝对精确，总会产生偏差。这种偏差即加工误差。实际生产中加工精度的高低用加工误差的大小表示。加工误差小，则加工精度高；反之则低。保证零件的加工精度就是设法将加工误差控制在允许的偏差范围内；提高零件的加工精度就是设法降低零件的加工误差。 随着对产品性能要求的不断提高和现代加工技术的发展，对零件的加工精度要求也在不断的提高。一般来说，零件的加工精度越高则加工成本越高，生产率则相对越低。因此，设计人员应根据零件的使用要求，合理地确定零件的加工精度，工艺人员则应根据设计要求、生产条件等采取适当的加工工艺方法，以保证零件的加工误差不超过零件图上规定的公差范围，并在保证加工精度的前提下，尽量提高生产率和降低成本。 二获得零件加工精度的方法 1．获得尺寸精度的方法 在机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法和主动测量法等五种。 ⑴试切法通过试切─测量─调整─再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求的精度为止的加工方法。试切法不需要复杂的装备，加工精度取决于工人的技术水平和量具的精度，常用于单件小批生产。 ⑵调整法按零件规定的尺寸预先调整机床、夹具、刀具和工件的相互位置，并在加工

机械制造装备设计课后习题第七章

7-1 什么是机械加工生产线？它的主要组成类型及特点有哪些？ 机械加工生产线：以机床为主要设备，配以相应的输送装置与辅助装置，按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。 机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成 7-2影响机械加工生产线工艺和结构方案的主要因素是什么 答 a、工件几何形状及外形尺寸 b、工件的工艺及精度要求 c、工件材料 d、要求生产率 e、车间平面布置 f、装料高度 7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题？如何解决这些问题？ 1）工件工艺基准选择 2）工件输送基准的选择 3)生产线工艺流程的拟定 4)选择合理的切削用量 7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义及相应的措施。 生产节拍平衡的意义：对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使个作业时间尽可能相近。 措施：1）作业转移、分解与合并 2）采用新的工艺方法，提高工序节拍；3）增加顺序加工工位；4）实现多件并行加工，提高单件的工序节拍 生产线属于以下情况往往需要分段： 1）进行转位和翻转时，分段独立传送； 2）为平衡生产线的生产节拍，对限制性工序采用“增加同时加工的工位数”时，单独组成工段； 3）当生产线的工位数多时，一般要分段; 4）当工件加工精度要求较高时，减少工件热变形及和内应力对后续工序的影响。 7-8 组合机床总体设计的内容有哪些？ 组合机床总体设计主要是绘制“三图一卡”，就是针对具体的零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床总联系尺寸图和编制生产率计算卡等。 7-9 简述机械加工生产线的总体布局形式及特点。 机械加工生产线的总体布局形式由生产类型、工件结构形式、工件传送方式、车间条件、工艺过程和生产纲领等因素决定。 1）直接传送方式 直线通过式、折线通过式、并联支线形、框形、非通过式

(完整版)机械加工精度

第七章机械加工精度 本章主要介绍以下内容： 1．机械加工精度的基本概念 2．影响机械加工精度的因素 3．加工误差的统计分析 4．提高加工精度的途径 课时分配：1、4，各0.5学时，2、 3，各1.5学时 重点：影响机械加工精度的因素 难点：加工误差的统计分析 随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要，对机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。 研究机械加工精度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质量，机械加工精度是本课程的核心内容之一。 本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。 7.1机械加工精度概述 一、加工精度与加工误差(见P194） 1、加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。一般机械加工精度是在零件工作图上给定的，其包括：1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。 2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。 3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。 2、获得加工精度的方法： 1）试切法：即试切--测量--再试切--直至测量结果达到图纸给定要求的方法。 2）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸。 3）调整法：按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。 3、加工误差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度。 4、误差的敏感方向：加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。例如：车削外圆柱面，加工误差敏感方向为外圆的直径方向。（见P195图7.2）

试题库之第七章先进制造技术

第七章：先进制造技术 一、单项选择题 1.按照系统的观点，可将生产定义为使生产（）转变为生产财富并创造效益的 输入输出系统。C A．对象；B．资料；C．要素；D．信息。 2.快速原型制造技术采用（）方法生成零件。C A．仿形；B．浇注；C．分层制造；D．晶粒生长 3.度量生产过程效率的标准是（）。D A．产量；B．产值；C．利润；D．生产率 4.在先进的工业化国家中，国民经济总产值的约（）来自制造业。C A．20%；B．40%；C．60%；D．80% 5.制造从广义上可理解为（）生产。B A．连续型；B．离散型；C．间断型；D．密集型。 6.精良生产是对（）公司生产方式的一种描述。 D A．波音；B．通用；C．三菱；D．丰田。 7.在机械产品中，相似件约占零件总数的（）。C A．30%；B．50% ；C．70%；D．90%。 8.零件分类编码系统是用（）对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规 则和依据。 C A．文字；B．数字；C．字符；D．字母 9.成组技术按（）组织生产。D A．产品；B．部件；C．零件；D．零件组 10.CIM是（）和生产技术的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和响应能 力。 B A．高新技术；B．信息技术；C．计算机技术；D．现代管理技术 11.并行工程是对产品及（）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。 D A．零件；B．设备；C．工艺装备；D．相关过程 12.实行并行工程的企业多采用（）的组织形式。C A．直线式；B．职能式；C．矩阵式；D．自由式 13.在多变的市场环境下，影响竞争力的诸要素中（）将变得越来越突出。A A．时间； B．质量； C．成本； D．服务 14.柔性制造系统（FMS）特别适合于（）生产。B A．单件；B．多品种、中小批量；C．少品种、中小批量；D．大批量 15.先进制造技术首先由美国于20世纪（）提出。D A．70年代中；B．80年代初；C．80年代末；D．90年代中 16.当前精密加工所达到的精度是（）。C

第二章 机械加工精度习题答案

第二章机械加工精度习题 一、填空 1、零件的加工质量包含零件的加工精度和表面质量，零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。 2、机床主轴回转轴线的运动误差可分解为径向圆跳动、端面圆跳动、倾角摆动。 3、在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变，称为常值系统误差；或者加工误差按一定规律变化，称为变值系统误差。 4、机床导轨导向误差可分为：水平直线度、垂直直线度、扭曲（前后导轨平行度） 导轨与主轴轴线平行度。 5、误差的敏感方向是指产生加工误差的工艺系统的原始误差处于加工表面的法向，在车削加工时为水平方向，在刨削加工时为垂直方向。 6、分析影响机械加工因素的方法有单因素法、统计分析法。 ~ 二、选择题 1、通常用（A）系数表示加工方法和加工设备，胜任零件所要求加工精度的程度。 A．工艺能力 B.误差复映 C.误差传递 2、下述刀具中, （C）的制造误差会直接影响加工精度。 A.内孔车刀 B.端面铣刀 C.铰刀 D.浮动镗刀块 3、在接触零件间施加预紧力，是提高工艺系统（C）的重要措施。 A．精度 B.强度 C.刚度 D.柔度 4、一个完整的工艺系统由（B） A.机床、夹具、刀具和量具构成 B.机床、夹具、刀具和工件构成 C.机床、量具、刀具和工件构成 D.机床、夹具、量具和工件构成 , 5．传动比小，特别是传动链末端地传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就（A） A.越小 B.越大 C.不变 6、加工齿轮、丝杠时，试指出下列各情况哪些属于加工原理误差（C、D、E )。 A.传动齿轮的制造与安装误差； B.母丝杠的螺距误差； C.用阿基米德滚刀切削渐开线齿轮； D.用模数铣刀加工渐开线齿轮； E.用近似传动比切削螺纹。 7、判别下列误差因素所引起的加工误差属于何种误差类型及误差性质：

习题二：机械加工精度

机械加工精度 一、填空： 1 .零件的加工精度包括______精度、__________精度和相互位置精度三方面内容。 2 .影响机械加工精度的原始误差有工艺系统、工艺系 统、工艺系统和。 3 .误差敏感方向位于加工表面的线方向。 4 .加工原理误差是由于采用了近似的或而造成的。 5 .机床的几何误差包括、和。 6 .主轴的回转运动误差有三种基本形式：、 和。 7 .机床部件的直线运动精度，主要取决于的精度。 8 .车外圆时，导轨水平面内的直线度误差对零件加工精度的影响较垂直面内的直线度误差影响得多，故称水平方向为车削加工的误差方向。 9 .工艺系统刚度计算的一般式：。 10 .由车床刀架的静刚度曲线可看出，力和变形的关系不是关系，不符合定律，这反映了部件的变化不纯粹是变形。 11 .影响接触变形的因素主要是零件接触表面的形状精度、 和零件材料的。 12 .在不提高系统刚度的情况下，_________进给次数可以有效减少复映误差。 13 .工艺系统的热源有切削热、、环境温度和。是刀具和工件热变形的主要热源，是机床热变形的主要热源。 14 .当单位时间内的热量相等，温度不再升高时，工艺系统达到热平衡。 15 .工件不均匀受热时，其热变形影响工件误差和尺寸误差。 16 .残余应力是金属内部的相邻组织发生了的体积变化而产生。消除工件内应力的方法有_________。 17 .保证和提高加工精度的工艺措施有法、法、

法、法、法。 二、单项选择： 1．当机床主轴存在轴向窜动误差时，则对的加工精度影响很大。 A、外圆 B、内孔 C、端面 2．在普通车床上镗孔，若走刀方向在垂直平面内和主轴回转轴线不平行，则加工后工件孔为。 A、圆锥面 B、双曲面 C、圆柱面 D、腰鼓形 3．若车床两导轨面在垂直面内有扭曲，则外圆产生（） A、圆度误差 B、圆柱度误差 C、尺寸误差 D、圆度误差4．车床导轨在水平面内与主轴线不平行，会使车削后的圆产生（） A、尺寸误差 B、位置误差 C、圆柱度误差 D、圆度误差5．车床主轴有径向跳动，镗孔时会使工件产生（） A、尺寸误差 B、同轴度误差 C、圆度误差 D、圆锥形 6．车床上车端面时，端面与轴心线的垂直度取决于（） A、纵向导轨的直线度 B、纵向导轨与和轴轴线的平行线 C、横向导轨的直线度 D、横导轨与主轴轴线的垂直度 7．镗床上镗孔时主轴有角度摆动，镗出的孔将呈现（） A、圆孔 B、椭圆孔 C、圆锥孔 D、双面孔 8．机床的传动链误差对于的精度影响很大。 A、车外圆时 B、车螺纹时； C、车内孔时； D、车端面时9．机床的传动链误差对于的精度影响很大。 A、滚齿 B、磨外圆； C、拉花键； D、车端面 10．工艺系统刚度表达式：kxt=Fy/y,其中变形量y是作用下的变形量。 A、Fy B、Fx与Fy C、Fz与Fy D、Fx、Fy与Fz 11．工艺系统刚度kxt定义为： A、kxt=F/y, y为在总切削力作用下在y方向的位移。 B、kxt=F/y，y为在Fy作用下在y方向的位移 C、kxt=Fy/y，y为在总切削力作用下在y方向的位移 D、kxt=Fy/y，y为在Fy作用下在y方向的位移

机械设计制造基础 第七章 练习题与答案

第七章练习题 1. 单项选择 1-1 重要的轴类零件的毛坯通常应选择（ ①铸件②锻件 ③棒料④管材 ）。 1-2 普通机床床身的毛坯多采用（①铸件②锻件③焊接件 ）。④冲压件 1-3 基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准。 ②设计②工序③测量④装配 1-4 箱体类零件常采用（）作为统一精基准。 ①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔 1-5 经济加工精度是在（）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 ①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工 1-6 铜合金 7 级精度外圆表面加工通常采用（）的加工路线。 ①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车-精磨1-7淬火钢 7 级精度外圆表面常采用的加工路线是（）。 ①粗车—半精车—精车③粗车—半精车—粗磨②粗车—半精车—精车—金刚石车④粗车—半精车—粗磨—精磨 1-8铸铁箱体上φ120H7 孔常采用的加工路线是（）。 ①粗镗—半精镗—精镗③粗镗—半精镗—粗磨②粗镗—半精镗—铰 ④粗镗—半精镗—粗磨—精磨 1-9为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（）进行。 ①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工前

1-10 工序余量公差等于 ( )。 ①上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 ②上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差 ③上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一 ④上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一 1-11 ）。 直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（ ①增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和

②增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 ③增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 ④增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和 1-12 直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于 （ ）。 ①各组成环中公差最大值 ②各组成环中公差的最小值 ③各组成环公差之和 ④各组成环公差平方和的平方根 1-13 ）。 用近似概率算法计算封闭环公差时，k值常取为（ ①～②～1 ③ 1～④～ 1-14派生式 CAPP 系统以（）为基础。 ①成组技术②数控技术③运筹学④网络技术 1-15 工艺路线优化问题实质上是（）问题。 ①寻找最短路径 ②寻找最长路径③寻找关键路径④工序排序 2. 多项选择 2-1 选择粗基准最主要的原则是（ ）。 ①保证相互位置关系原则 ②保证加工余量均匀分配原则③基准重合原则 ④自为基准原则 2-2 采用统一精基准原则的好处有（ ）。 ①有利于保证被加工面的形状精度②有利于保证被加工面之间的位置精度 ④可以减小加工余量 ③可以简化夹具设计与制造 2-3 平面加工方法有（ ）等。 ①车削②铣削③磨削④拉削 2-4 研磨加工可以（ ）。 ①提高加工表面尺寸精度④提高加工表面的硬度

第七章机械加工精度

机械加工精度形考作业 一、概念 1、机械加工精度： 答：机械加工精度是指零件在加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。 2、加工误差： 答：加工误差是经加工后的零件的实际几何参数与理想的几何参数偏离程度。 3、原始误差： 答：工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源，因此把工艺系统的误差叫做原始误差。 4、加工原理误差 答：加工原理误差是在加工中采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。 5、机床误差 答：机床误差包括机床本身各部件的制造误差、安装误差和使用过程中的磨损。其中对加工精度影响较大的是机床本身的制造误差，包括主轴回转运动误差、机床导轨误差和机床传动链传动误差。 6、主轴回转误差： 答：实际的加工过程中，主轴回转轴心线的位置，在每一个瞬时都是变动着的，即存在运动误差。主轴回转轴心线运动误差表现为三种形式：径向圆跳动、端面圆跳动和角度摆动。 7、内应力： 答：所谓内应力，是指当外部载荷去掉以后，仍残留在工件内部的应力。 8、调整误差 答：在机械加工中，由于“机床——夹具——工件——刀具”工艺系统没有调整到正确的位置，而产生的加工误差。 9、误差补偿法： 答：误差补偿的方法就是人为地造出一种新的误差去抵消工艺系统中出现的关键性的原始误差。力求使两者大小相等，方向相反。 10、均分误差法： 答：将上道工序的尺寸按误差大小分为n组，使每组工件的误差缩小为原来的1/n，然后按各组调整刀具与工件的相互位置，或采用适当的定位元件以减少上道工序加工误差对本工序加工精度的影响的方法，称为均分误差法。 11、误差复映现象：

答：车削一个有圆度误差的毛坯，将刀尖调整到要求的尺寸，在工件每一转过程中，背吃刀量发生变化，当车刀切至毛坯椭圆长轴时为最大背吃刀量ap1，切至椭圆端轴时为最小背吃刀量ap2，其余在椭圆长短轴之间切削，被吃刀量介于ap1与ap2之间。因此切削力Fy也随背吃刀量ap的变化而变化，由Fymax变到Fymin，引起工艺系统中机床的相应变形为y1和y2，这样就使毛坯的圆度误差复映到加工后的工件表面。这种现象称“误差复映”。 二、填空 1、在机械加工过程中，工艺系统在切削力、夹紧力、重力、传动力、惯性 力等外力的作用下会产生相应的变形，使已经调整好的刀具与工件的相对位置 发生变化，使工件产生几何形状和尺寸误差。 2、车细长轴时，工件在切削力的作用下产生弹性变形而出现“让刀”现 象，加工后使工件产生鼓形的形状误差。 3、在内圆磨床上用横向切入法磨内孔时，由于内圆磨头主轴的弯曲变形， 而使工件孔呈锥形。 4、工艺系统在外力作用下所产生的位移变形，其大小取决于外力的大 小和系统抵抗外力的能力。 5、系统抵抗变形的能力称为刚度。工艺系统的刚度是垂直作用于工件 加工表面（加工误差敏感方向）的径向切削分力F y与工艺系统在该方向上的变 形y之比 6、工艺系统由机床、夹具、刀具及工件组成，因此工艺系统受力变形总位 移是各组成部分变形位移的叠加 7、当知道工艺系统的各组成部分的刚度后，就可求出整个工艺系统的刚度。 8、工艺系统中如果工件刚度相对于机床、夹具、刀具来说比较低，在切削 力的作用下，工件由于刚性不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最 大变形量可按材料力学有关公式估算。 9、外圆车刀在加工表面法线方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。 10、镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有 很大影响。刀杆变形也可按材料力学有关公式估算。 11、因夹具一般总是固定在机床上使用，故夹具可视为机床的一部分，不 再单独计算受力变形导致工件加工误差。 12、目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。 13、一台车床刀架部件的实测刚度曲线，实验中历经三次加载、卸载过程。 14、分析实验曲线可知，机床部件变形与载荷不成线性关系。 15、机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。 16、一般情况下，表面愈粗糙，表面宏观几何形状误差愈大，实际接触面

制造工程基础-第7章机械加工精度

第七章：机械加工精度 7.1加工精度的概念 一、机械加工精度的含义及内容 加工精度：零件加工后尺寸、形状及以及各表面相互位置等参数的实际值与理想值相符合的程度。 加工误差：上述实际值与理想值之间的偏离程度。 加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示，精度和误差是同一问题的两种不同的说法，两者的概念是相互关连的。 加工精度包括： 尺寸精度实际尺寸与设计尺寸间的符合程度，如长度、直径精度等。 形状精度加工表面实际形状与理想形状的符合程度，如平面度、直线度、圆柱度等。 位置精度加工表面与其基准间的实际位置与理想位置的符合程度。如平行度、垂直度、同轴度、位置度等。 二、机械加工误差分类 1. 系统误差与随机误差 系统误差：大小和方向均已掌握的误差。 它可以用代数和来进行综合。系统误差又可以分为常值系统误差和变值系统误差。常值系统误差的数值是不变的。变值系统误差是误差的大小和方向按一定规律变化，可按线性变化，也可按非线性变化。 随机误差：没掌握规律的误差。 有可能是掌握了误差的大小但不掌握其方向或掌握了误差的方向而不掌握大小。它不能用代数和来进行综合，只能用数理统计方法来处理。 系统误差与随机误差之间的分界线不是固定不变的，随着科学技术的不断向前发展，人们对误差规律的逐渐掌握，随机误差不断向系统误差转移。 2. 静态误差与切削状态误差 静态误差：工艺系统在不切削状态下仍存在的误差。 例如机床的几何精度和传动精度等。 切削状态误差：仅在切削状态下所出现的误差。

如机床在切削时的受力变形和受热变形等。 7.2 工艺过程的精度保证 1. 试切法 操作工人在每一步或走刀前进行对刀，然后切出一小段测量其尺寸是否合适，如不合适，调整刀具再试切出一小段，直到达到尺寸要求后才加工这一尺寸的全部表面（图6－1）。 2. 调整法 先按规定尺寸调整好机床、夹具、刀具和工件的相对位置及进给行程，从而保证在加工时自动获得尺寸。调整法可以分主静调整法和动调整法两类： 1）静调整法：在不切削的情况下，用对刀块或样件来调整刀具的位置。又称样件法（图6-2、6-3）

机制工艺学思考题和习题 第二章 机械加工精度及其控制

1 一、基本概念 加工精度 加工误差 系统误差 随机误差 工艺系统 原理误差 误差复映系数 工艺能力系数 工艺系统刚度 调整误差 误差敏感方向 二、问题 1、加工精度与加工成本是什么关系？ 2、假设机床、夹具、刀具都绝对精确，工件的加工误差应该为零吗？ 3、工艺系统刚度与单个物体刚度相比有何特性？ 4、哪些因素影响工艺系统刚度？ 5、工艺系统刚度怎样对工件加工精度产生影响？ 6、 卧式车床的床身导轨在水平面内的直线度误差和在铅垂面内的直线度误差对工件加工精度有何影响？影响程度有何不同？ 7、机床主轴误差分为哪几种？车削和镗削加工中主轴误差对工件加工精度影响有何不同？ 8、工艺系统受热变形造成的加工误差属于系统误差还是随机误差？ 9、工艺方案或工艺系统的工艺能力系数越大越好吗？ 10、由误差复映而产生的加工误差的性质一定与加工前的误差性质相同？ 11、通过测量可画出工件的尺寸分布曲线，该曲线上可以反映哪些问题? 12、尺寸分布曲线分析方法的特点有哪些？ 13、加工误差的统计分析方法有几种？各有什么特点？ 14 15关键点是什么？ 三、习题 1、在车床上用两顶尖定位加工细长轴时，或消除？ 2、已知某工艺系统的误差复应系数为0.25工序前有圆度误差0.45mm ，度误差为0.01mm 格？ 3措施。 4、在车床上加工丝杠，工件总长2650mm 部分长2000mm ，工件和母丝杠的材料都是45工前室温为20℃，加工后工件温升至45升至30℃。积误差。 5

2 什么?哪些因素引起外圆的圆度和锥度误差。 6、在无心磨床上磨削销轴外圆，要求外径： 。 抽样一批零件，经实测后计算 得到 其尺寸分布符合正态分布，试分析该工序的加工质量。 7、在两台型号相同的自动车床上加工一批销轴，直径的精度要求为 mm 。 第一台加工1000件，其直径尺寸服从正态分布， 。第二台加工 600件，其直径尺寸也服从正态分布，且 。试求： a 、在同一图上画出两台机床加工的工件尺寸分布图，并指出那台机床加工精度高。 b 、计算哪台机床加工的废品率高，分析其产生的原因并提出改进方法。 8、车削一批设计尺寸为Φ400180-.mm 的小轴，若加工后零件尺寸服从正态分布，其标准差 σ=0.025，曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧0.05mm ，试求工件的合格率和废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低？废品率最低是多少？ 9、 一长方形薄板钢件(假设加工前工件的上、下面是平直的)，当磨削平面A 后，工件产生弯曲变形，试分析工件产生中凹变形的原因。 10、保障和提高机械加工精度的途径有哪些？你见过哪几种？举例说明。 016.0043.012--=φd mm mm x 005.0,974.11==σ02.011±=φd mm mm x 004.0,005.1111==σmm mm x 0025.0,015.1122==σ

机械加工精度与加工误差

第七章机械加工精度 本章主要介绍以下内容: 1.机械加工精度的基本概念 ２．影响机械加工精度的因素? 3.加工误差的统计分析? 4．提高加工精度的途径????? 课时分配：１、４，各0.5学时,2、 3，各1．５学时 重点：影响机械加工精度的因素 难点:加工误差的统计分析 随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要,对机器性能的要求也不断提高,因此保证机器零件具有更高的加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。 研究机械加工精度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的关系,寻求提高加工精度的途径,以保征零件的机械加工质量，机械加工精度是本课程的核心内容之一。 本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。 7.1机械加工精度概述 一、加工精度与加工误差（见P19４）

1、加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高,加工精度越高。一般机械加工精度是在零件工作图上给定的,其包括:?１) 零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。 2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。 ?3) 零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。 ?2、获得加工精度的方法： 1) 试切法:即试切--测量--再试切--直至测量结果达到图纸给定要求的方法。?2）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸。 3) 调整法:按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。 3、加工误差:实际加工不可能做得与理想零件完全一致,总会有大小不同的偏差,零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度,称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度。? 4、误差的敏感方向:加工误差对加工精度影响最大的方向,为误差的敏感方向。例如：车削外圆柱面,加工误差敏感方向为外圆的直径方向。(见P1９5图7.２) 二、加工经济精度 由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法,只要精心操作，细心调整,并选用合适的切削参数进行加工,都能使加工精度得到较大的提高,但这样会降低生产率，增加加工成本。加工误差δ与加工成本C成反比关系。某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，在这个范围内都可以说是经济的。 三、研究机械加工精度的方法—因素分析法和统计分析法。（见P194） 因素分析法:通过分析、计算或实验、测试等方法，研究某一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同时作用,主要是分析各项误差单独的变化规律; 统计分析法:运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数据处理,用以控制工艺过程的正常进行。主要是研究各项误差综合的变化规律，只适合于大批、大量的生产条件。 四、原始误差 由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统）会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小）反映为工件的加工误差。

机械制造技术基础第二章课后答案

1.金属切削过程的实质是什么？ 答：金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属，使工件得到符合技术要求的几何精度和表面质量的过程。 2.切削运动可分哪两类，各有什么特点？ 答：切削运动可分为主运动和进给运动。主运动在切削过程中速度最高，消耗的功率最大，并且在切削过程中切削运动只有一个。进给运动的速度较低、消耗的功率较小，进给运动可以有一个或多个。 3.切削用量的主要参数有哪些？ 答.：切削用量的参数有切削速度、进给量和背吃刀量。 4.试述车刀前角、后角、主偏角、负偏角和刃倾角的作用，并指出如何使用？ 答：前角对切削的难易程度有很大的影响，前角大小的选择与工件材料、刀具材料、加工要求有关。后角的作用是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减少后刀面的磨损。主偏角的大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力的大小。 5.车外圆时，车刀装得过高或过低、偏左或偏右，刀具角度会发生哪些变化？什么情况下可以利用这些变化？ 答：当刀尖高于工作中心时，刀具工作前角将增大，工作后角将减小。如果刀尖低于工作中心，则刀具工作前角减小，后角增大。若刀杆右偏，则车刀的工作主偏角将增大，负偏角将减小。若刀杆左偏，则车刀的工作主偏角将减小，负偏角将增大。 6.试标出图刀具的五个基本角度及主切削刃和副切削刃。 7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。 答：1）前角：在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角；后角：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角；主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角；副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角；刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角；副后角：在副切削刃上选定点的副正交平面内，副后刀面与副切削平面之间的夹角。 8.偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响？当车削细长轴时，主偏角应选得较大还是较小？为什么？ 答：当切削面积不变时，主偏角增大，切削厚度也随之增大，切屑变厚，因而主切削力随着主偏角的增大而减小，但当主偏角增大到60~70之间时，主切削力又逐渐增大主偏角；背向力随着主偏角的增大而减小，进给力随着主偏角的增大而增大。 9.试述刀具的标注角度与工作角度的区别。为什么横向切削时，进给量不能过长？ 答：刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几何角度，即在几何参考系中的几何角度。而工作角度是指以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具角度。在进行横向切削时，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角，使得车刀的工作前角增大，工作后角减小。前刀面的受力也相应增大，影响加工质量和车刀的使用寿命。 10.试分析钻孔时的切削厚度、切削宽度及其进给量、背吃刀量的关系。 答：答：切削厚度是每次进给量的总和，切削宽度等于背吃刀量 11.常用的刀具材料有哪些？各有很么特点？ 答：常用刀具材料有工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷和超硬刀具材料。 1.高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复

第七章：机械加工精度

第七章：机械加工精度 本章提要 本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。 具体要点如下：误差敏感方向的概念；原理误差的定义；机床导轨误差相对加工误差的敏感性的判断；给定条件下的工艺系统受力变形分析；误差复映的基本概念；工艺系统均匀和非均匀受热变形的定性分析；加工误差的分类；分布曲线法的作用，工艺能力系数的概念。 7.1.机械加工精度的基本概念 7.1.1.加工精度与加工误差 加工精度：零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符和程度。零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。 7.1.2.研究加工精度的方法 研究加工精度的方法的一般有两种：一是因素分析法(通过分析计算或实验、测试等方法，研究某

一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独变化规律)。二是统计分析法(运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数理处理，用以控制工艺过程的正常进行。主要是研究各项误差综合的变化规律，只适用于大批、大量的生产条件) 7.2.影响加工精度的因素 零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中进行的。工艺系统中凡是直接引起加工误差的因素都称为原始误差。 原始误差的分类归纳如下： 图7.1为活塞销孔精镗工序中的各种原始误差：

图7.2以车削为例说明原始误差与加工误差的关系*图中实线为刀尖正确位置，虑线为误差位置。 P195公式7.1 ? R=?Z2/ 2R (图a R2+?Z2=（R+? R）2) P195公式7.2 ? R’=?Y(图b) 当?Y=?Z时,法向加工误差大,而切向加工误差极小,以致可以忽略不计。 因此把对加工误差影响最大的那个方向（即加工表面的法线方向）称为误差敏感方向 7.2.1.加工原理误差* 加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理误差是由于采用了近似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。 例如：齿轮滚刀一有近似造形原理误差（为便于制造，用阿基米德或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆）；二有包络造形原理误差（由于滚刀刀刃数有限，因而切削不连续，包络而成的实际齿形不是渐开线，而是一条折线）。 7.2.2.机床误差

第七章 机械加工的精度

第七章机械加工精度 本章提要 机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。机器零件的加工质量一般用机械加工精度和加工表面质量两个重要指标表示，它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。本章研究机械加工精度的问题。 本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。

内容提纲 7.1 机械加工精度的基本概念7.2 影响加工精度的因素 7.3 加工误差的统计分析 7.4 提高加工精度的途径

7.1 机械加工精度的基本概念 7.1.1加工精度与加工误差 加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。 加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。 “加工精度”和“加工误差”是评定零件几何参数准确程度的两种不同概念。生产实际中用控制加工误差的方法或现代主动适应加工方法来保证加工精度。

7.1.2 研究加工精度的方法 研究加工精度的方法一般有两种：一是因素分析法，通过分析计算或实验、测试等方法，研究某一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独的变化规律。二是统计分析法，运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。 这两种方法在生产实际中往往结合起来应用。一般先用统计分析法找出误差的出现规律，判断产生加工误差的可能原因，然后运用因素分析法进行分析、试验，以便迅速有效地找出影响加工精度的关键因素。

机械制造--第七章 课程作业分析及答案 七

班级_______ 姓名________ 学号_________ 日期________ 得分________ 机械制造技术基础课程作业（七） 一、回答下列问题（2分） 1、影响加工精度的因素有那些？ 由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统存在各种误差，这些误差会在不同的具体条件下，以不同的程度反映到加工零件上去，而造成加工误差。 这种造成加工误差的工艺系统原有误差，称为原始误差。造成加工误差的原始误差：原理误差，工艺系统的制造误差与磨损工艺系统受力变形产生的误差，工艺系统受热变形产生的误差，测量误差与调整误差。 2、保证提高机械加工精度的主要途径有那些？ 1）直接消除或减小加工误差 查明产生加工误差的主要原因以后，设法直接消除或减小之。如车削细长轴，进给抗力Fx和切深抗力Fy，都会使轴在加工过程中弯曲，Fy引起的弯曲可以采用加跟刀架预以消除；而Fx引起的弯曲则可以采用反向走刀切削法，车床尾架装浮动顶尖，可以有效减小加工过程中工件热深长的影响。 2)误差补偿法 人为制造一种新的误差，去抵消存在的误差。如前所述摇臂钻床，预先制造使摇臂上倾的误差，以抵消因主轴箱，摇臂自重下垂的误差。 3)转移误差法 把误差转移到不影响加工精度的部件或方向上去的方法。如镗模法镗孔，就是把主轴的回转误差，转移到不影响加工精度的浮动连轴器上去的。在六角车床刀具调整中，将刀具垂直安装(立刀安装法)，这样就使六角转塔的转位误差转移到不影响加工精度的方向上去了。 4)“就地加工法” 自己加工自己。如车床主轴孔与尾架顶尖孔有较高的同轴度，分别加工不易保证，那么在主轴孔安装刀杆镗削尾架顶尖孔，则易于保证加工精度。 5)误差抵消法 利用误差本身的规律性，部分或全部抵消所造成的加工误差。如由于铣床主轴轴线于工作台面的垂直度误差，造成加工表面下凹的形状误差Δ，采用铣刀轴线横向多次移位走刀加工，由于多次移位走刀，使下凹的形状误差得到部分抵消。

机械制造工艺学(王先逵)第二章参考答案(部分)

2-1 车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削圆轴类零件的加工误差有何影响？影响程度各有何不同？ 答：导轨在垂直平面内的直线度度引起的加工误差发生在被加工表面的切线方向上，是非敏感误差方向，对零件的加工精度影响小，导轨在水平面内的直线度引起的加工误差发生在加工表面的法线上是误差敏感方向，对加工精度影响大。 2-2 试分析滚动轴承的外环内滚道及内环外滚道的形状误差所引起的主轴回转轴线的运动误差，对被加工零件精度有什么影响？ 答：轴承内外圈滚道的圆度误差和波度对回转精度影响，对工件回转类机床，滚动轴承内圈滚道圆度对回转精度的影响较大，主轴每回转一周，径向圆跳动两次。对刀具回转类机床，外圈滚道对主轴影响较大，主轴每回转一周，径向圆跳动一次。 2-4 在车床两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现2-800 a b c ，所示误差原因是什么？可以用什么方法来减少或消除？ 答;a 是属于工件在切削力的做用下发生变形，可以通过改变刀具的角度来减少切削力发面分力来减少变形。 B 是机床受力变形所致，可以通过提高机床各部件的刚度来改变。 C 由刀具磨损引起， 可以采用耐磨刀具来切削，或较少单次切削深度来提高刀具耐用度。 2-8 设已知一工艺系统的误差赴映系数为0.25，工件在本工序前有圆度误差0.45mm ，若本工序形状精度规定允许差0.01，问至少进给几次方能使形状精度合格？ △Q=∑△m ∑=c/r 为常数 设需要进给N 次 ∑总=∑△m ≤0.01 n ≥3 2-9 在车床加工丝杠，工件总长为2650mm ，螺纹部分长2000mm ，工件材料和母丝杠材料都是45钢，加工时室温为20度，加工过程中，工件温暖升至45度，母丝杆升至30度，试求工件全长由于热变形引起的螺距累积误差。 解： 加工时机床母丝杆螺纹部分的热伸长为： 6L L t t 102000mm α-???? 0母母＝（－）＝11（30-20）＝0.22（） 加工时工件丝杆部分的热伸长为： 6L L t t 102000mm α-???? 工工0＝（－）＝11（45-20）＝0.55（） 工件冷却后的螺距累积误差为： t L L 0.220.550.33()mm ∑?=?-?=-=-工母 （负号表示螺距因工作冷却收缩而变小）。

机械制造技术基础-第七章习题

第7章练习题 1. 单项选择 1-1 柔性制造系统（FMS）特别适合于（）生产。 ①单件②多品种、中小批量③少品种、中小批量④大批量 1-2 先进制造技术首先由美国于20世纪（）提出。 ①70年代中②80年代初③80年代末④90年代中 1-3 AMT是制造技术和（）结合而产生的一个完整的技术群。 ①现代管理科学②现代高技术③计算机技术④测控技术 1-4 当前精密加工所达到的精度是（）。 ①10～1μm ②1～0.1μm ③0.1～0.01μm ④0.01～0.001μm 1-5 在超精密切削加工中，最常用的刀具材料是（）。 ①高速钢②硬质合金③陶瓷④金刚石 1-6 金刚石或CBN砂轮修锐的目的是使磨粒（）。 ②平整②变细③变尖④突出 1-7 光刻加工主要用于（）。 ①加工超硬材料②加工工程陶瓷③制作集成电路④制作微型模具 1-8 电火花加工设备关键装置之一是（）。 ①直流电源②稳压电源③高压电源④脉冲电源 1-9 电解磨削属于（）。 ①溶解加工②熔化加工③机械加工④复合加工 1-10 激光打孔时，为保证加工孔的质量，要求加工面（）。 ①位于焦点和透镜之间②与焦点位置一致③位于焦点之外④距焦点距离等 于焦距 1-11 电子束特别适合于加工半导体材料，其主要原因是电子束加工（）。 ①加工效率高②工件变形小③在真空条件下进行④可控性好 1-12 超声波加工设备中变幅杆的功能是（）。 ①增大振动幅值②减小振动幅值③改变振动方向④改变振动频率

2. 多项选择 2-1 在激烈的市场竞争中，企业赢得市场的基本要素包括（）和服务。 ①时间（T）②质量（Q）③成本（C）④资金（F） 2-2 现代机械制造技术的先进性主要表现在（）少污染等几方面。 ①质量优②效率高③全自动④消耗低 2-3 柔性制造系统（FMS）的组成部分有（）。 ①CAD系统②数控机床（加工中心）③自动物流系统④计算机控制系统2-4 AMT包括（）等几部分。 ①主体技术群②客体技术群③支撑技术群④制造技术基础设施 2-5 面向制造的设计技术群主要内容包括（）等。 ①产品、工艺过程和工厂设计②快速原形制造③并行工程④机床与工具 2-6 超精密磨削砂轮通常采用（）作磨料。 ①Al2O3②S i C ③金刚石④CBN 2-7 微细加工机床必须具备（）。 ①高精度②高刚度③高灵敏度④高稳定性 2-8 属于熔化加工的方法有（）等。 ①电火花加工②电解加工③激光加工④超声波加工 2-9 目前常用电火花加工主要有（）等几种类型。 ①电火花成形加工②电火花穿孔加工③电火花焊接④电火花线切割 2-10 电解加工的特点有（）等。 ①能加工任何高硬度、高韧性的导电材料②加工效率高③加工表面质量好 ④无污染 2-11 常见的激光加工有（）等。 ①激光打孔②激光切割③激光焊接④激光热处理 2-12 超声波加工适合于加工各种和（）等。 ①塑性金属材料②脆性金属材料③塑性非金属材料④脆性非金属材料 3. 判断题 3-1 现代机械制造技术是传统机械制造技术与高新技术相结合的产物。 3-2 柔性制造系统按固定的生产节拍运行。 3-3 中小企业不宜采用先进制造技术。 3-4 制造技术基础设施要求采用最先进的设备和工具。