1、郭德偉1郭德偉2原始誤差與工藝系統原始狀態有關的原始誤差(幾何誤差)與工藝過程有關的原始誤差(動誤差)原理誤差定位誤差調整誤差刀具誤差夾具誤差機床誤差工藝系統受力變形（包括夾緊變形）工藝系統受熱變形刀具磨損測量誤差工件殘余應力引起的變形工件相對于刀具靜止狀態下的誤差工件相對于刀具運動狀態下的誤差主軸回轉誤差導軌導向誤差傳動誤差郭德偉3 加工原理誤差是指采用了近似的成型運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產生的誤差,一般多為形狀誤差。用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開線齒輪；在普通公制絲杠的車床上加工英制螺紋等如：在數控銑床上采用球頭刀銑削復雜形面零件SRh空間曲面數控加工郭德偉4 計量器具誤差主要是由示值誤

2、差、示值穩定性、回程誤差和靈敏度等四個方面綜合起來的極限誤差。計量器具誤差會對被測零件測量精度產生直接的影響。 除量具本身誤差之外，測量者的視力、判斷能力、測量經驗、相對測量或間接測量中所用的對比標準、數學運算精確度、單次測量判斷的不準確等因素都會引起測量誤差。郭德偉5 利用夾具裝夾工件進行加工時，造成工件加工表面之間尺寸和位置誤差的因素主要有：工件裝夾誤差ZJZJ 包括定位誤差DWDW和夾緊誤差JJJJ 。夾具對定誤差DDDD 包括對刀誤差DADA和夾具位置誤差JWJW。 一般情況下，精加工用夾具的有關尺寸公差取工件相應尺寸公差的1/21/3；粗加工時取1/51/10。 L0.056F710

3、F7k620H 7g 6YZ圖4-7 鉆徑向孔的夾具郭德偉6郭德偉7立軸轉塔車床刀架轉位誤差的轉移立軸轉塔車床刀架轉位誤差的轉移將誤差轉移到加工誤差的非敏感方向上，有效提高加工精度將誤差轉移到加工誤差的非敏感方向上，有效提高加工精度郭德偉8a）b）（圖 b）（圖 a）郭德偉9 機床誤差是指在無切削負荷下，來自機床本身制造誤差、安裝誤差和磨損。 機床的幾何精度主要包括回轉運動精度、直線運動精度、成形運動間位置關系精度和傳動精度等幾個方面。 主軸回轉誤差是指主軸實際回轉線對其理想回轉軸線的漂移.理想回轉軸線通常是以平均回轉軸線（即主軸各瞬時回轉軸線的平均位置）來代替。為便于研究，可以將主軸回轉軸線

4、的運動誤差分解為徑向跳動、軸向竄動和角度擺動三種基本型式。（圖4-10）p 主軸回轉運動精度郭德偉10 徑向跳動 產生原因主要是主軸軸承副的制造誤差。根據不同的主軸零部件布置情況影響到加工精度。只影響形狀誤差, 對端面加工不影響。滑動軸承滾動軸承 主軸采用滾動軸承時，滾動軸承的內圈、外圈和滾動體本身的幾何誤差都將影響主軸回轉精度。此外，主軸軸頸的誤差、軸承孔的誤差、裝配質量以及裝配間隙等對主軸回轉精度也有重要影響。Flash演示結論：結論：主軸徑向跳動影響加工表面的圓度誤差郭德偉11主軸回轉誤差對加工精度的影響 主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（鏜孔）考慮最簡單的情況，主軸回轉中心在X方向上作簡

5、諧直線運動，其頻率與主軸轉速相同，幅值為2e。則刀尖的坐標值為：e圖4-8 徑向跳動對鏜孔精度影響式中 R 刀尖回轉半徑； 主軸轉角。() cossinXReYR（4-4） 顯然，式（4-4）為一橢圓。郭德偉12圖4-9 徑向跳動對車外圓精度影響12345678仍考慮最簡單的情況，主軸回轉中心在X方向上作簡諧直線運動，其頻率與主軸轉速相同，幅值為2e。則刀尖運動軌跡接近于正圓（圖4-9）。 思考：主軸回轉中心在X方向上作簡諧直線運動，其頻率為主軸轉速兩倍，被車外圓形狀如何？結論：結論：主軸徑向跳動影響加工表面的圓度誤差e 主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（車外圓）郭德偉13 軸向竄動 推力軸承滾

6、道端面誤差會造成主軸端面圓跳動Flash演示結論：被加工端面不平，與圓柱面不垂直； 加工螺紋時，產生螺距周期性誤差。 角度擺動 傾角擺動可視為徑向圓跳動與端面圓跳動的綜合。 凡引起徑向圓跳動與端面圓跳動的因素均會影響主軸的傾角擺動。結論：與主軸徑向跳動影響類似，不僅影響圓度誤差，而且影響圓柱度誤差。郭德偉14AB影響主軸回轉精度的主要因素內外滾道圓度誤差、滾動體形狀及尺寸誤差圖4-10 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動滑動軸承圖4-11 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動滾動軸承郭德偉15 提高主軸回轉運動精度的措施 選用高精度的軸承，并提高主軸及箱體的制造精度和主軸部件的裝配精度。 對高速主軸部件要

7、進行動平衡，對精密滾動軸承要采取預加載荷等工藝措施。 采用液體或氣體靜壓軸承，由于無磨損，高剛度（是滾動軸承的56倍），以及對主軸軸頸的形狀誤差的均化作用，可以大幅度地提高主軸回轉精度。郭德偉16p 直線運動精度 機床的直線運動精度主要是指導軌的導向精度。機床導軌精度主要有導軌在水平面內的直線度、導軌在垂直面內的直線度和雙導軌間在垂直方向的平行度。以普通車床為例導軌在水平面內的直線度誤差導軌在垂直面內的直線度誤差導軌扭曲Xd2dYd22nBHXRFlash演示郭德偉17導軌在水平面內直線度誤差導軌在水平面內直線度誤差XXoDR水平面水平面導軌水平面內直線度導軌水平面內直線度Xd2返回返回郭德偉

8、18導軌在垂直面內直線度誤差導軌在垂直面內直線度誤差垂直平面垂直平面導軌垂直面直線度導軌垂直面直線度YdRYR RRdYd2返回返回22222)(RRRRRRY郭德偉19 提高導軌導向精度的措施 改善導軌其制造精度、接觸精度和精度保持性。 采用靜壓導軌，利用壓力油或壓力空氣的均化作用，可有效提高工作臺的直線運動精度和精度保持性。 郭德偉20p 成形運動間位置關系精度 機床的切削成形運動往往是由幾個獨立運動復合而成的，各成形運動之間的位置關系精度對工件的形狀精度有很大的影響，所引起的加工誤差量值可根據工藝系統中的幾何關系求得。對外圓和端面車削的影響對臥鏜內孔的影響端銑刀對稱銑削時的平面度誤差和位

9、移加工郭德偉21圖4-14 成形運動間位置誤差對外圓和端面車削的影響fZzzc）LXZfdDdxa）Hyr0fb）返回返回Xd2022rHrdytan2dZ 平面度誤差平面度誤差郭德偉22圖4-15 成形運動間位置誤差對臥鏜內孔的影響返回返回dcdc ( (刀尖回轉直徑刀尖回轉直徑) )dccos)cos1 (2cd圓度誤差圓度誤差212sin21cos22很小很小cd42f郭德偉23圖4-16 端銑刀對稱銑削時的平面度誤差和位移加工返回返回sin)(11 2sin)2()2(2sin222ccccdBdBddbb郭德偉24p 成形運動間速度關系精度 傳動鏈誤差是指機床內聯系傳動鏈始末兩端傳動

10、元件之間相對運動的誤差。一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。圖4-17 齒輪機床傳動鏈z7 = z8 = 16z1 = 64zn = 96z5 = z6 = 23z3 = z4 = 23bz2 = 16zn-1 = 1icefacdkdn傳動比dn滾刀轉角工件轉角kjnjjjnnjk11郭德偉25 一般用傳動元件產生的轉角誤差是因為制造時的幾何偏心或運動偏心及裝配到軸上時的安裝偏心等所引起，因此可近似認為各傳動元件的轉角誤差是轉角的正弦函數。 若傳動元件j，在某一時刻產生轉角誤差)sin(jjjjtj 第j 個傳動元件轉角誤差的幅值j 第j 個傳動元件轉角誤差的初相角j 第j 個傳動元件角速

11、度則所造成傳動鏈末端元件n的轉角誤差：Kj 誤差傳遞系數(元件j到n的傳動比)jjjnk各傳動件對工件精度影響的總和,即傳動鏈的總轉角誤差為：)sin(11jjnjjjnjjntk郭德偉26 可見，傳動鏈傳動誤差（末端元件總轉角誤差）也是周期性變化的。如以末端元件的圓頻率為基準，各傳動元件引起末端元件的轉角誤差就是它的各次諧波分量。或者是說，幅值為、圓頻率為j j的第j個元件的轉角誤差 j 將在工件上造成幅值為kjj、頻率為在工作臺每轉中出現1/kj j 次的轉角誤差 jn。)1sin(1jnjnjjjtkktkttnjnnjj1又傳動鏈誤差)sin(11jjnjjjnjjntk郭德偉27圖4-18 傳動鏈誤差的頻譜分析a)nA1A2Aib)（頻率）A（幅值）12i 成形運動間速度關系精度一般不影響圓柱面和平面的加工精度, 但在加工工件運動和刀具運動有嚴格內聯系的表面, 如車削、磨削螺紋和滾齒、插齒、磨齒時, 則是影響加工精度的重要因素。郭德偉28頻域與時域