图 导轨扭曲引起的加工误差
4)导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）
在立式铣床上采用端铣刀对称铣削平面时，若铣刀回 转轴线对工作台直线进给运动不垂直，即 α≠0，加工 后将造成加工表面下凹的形状误差Δ。
水平面内不平行
垂直面内不平行
在车床上镗孔时，若主轴回转运动与刀具的直线进给运 动均很准确，只是它们在水平面内或垂直面上不平行。
镗床上镗孔，镗杆主轴与工件进给方向不平行，会产生圆柱 度误差。
镗杆既旋转又移动进给，导轨误差不会产生孔的 形状误差，但会产生孔的位置误差。
第二节 工艺系统几何 精度对加工精度的影响
一、加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮 廓进行加工而产生的误差。
例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件(图2-5)
S 8Rh
式中 R ——球头刀半径； h ——允许的残留高度。
例2：用阿基米德蜗杆滚刀滚切 渐开线齿轮
h
S
位移，其误差将直接反映到
被加工工件上，造成形状误
图 龙门刨床导轨垂直面
差。
内直线度误差
1－刨刀 2－工件 3－工作台 4－床身导轨
3) 前后导轨的平行度δ（扭曲） 前后导轨不平行时，加工半径误差 NhomakorabeaR H H
B
一般车床H/B≈2/3，外圆 磨床H≈B，因此该项原 始误差△对加工精度的 影响很大，不可忽略， 当α很小时，该误差不显 著。
第二章 机械加工精度及其控制
本章要点
工艺系统几何精度对加工 精度的影响 工艺系统的受力变形对加 工精度的影响 工艺系统热变形对加工精 度的影响 加工误差的统计分析 保证和提高加工精度的途径 加工误差综合分析实例
一、机械加工精度
➢ 加工精度：零件加工后实际几何参数（尺寸、形 状和表面间的相互关系）与理想几何参数接近程度。 符合程度愈高，加工精度愈高。实际值与理想值之 差称为加工误差。
➢ 工艺系统原始误差方向不同 ，对加工精度的影响程度也不 同。对加工精度影响最大的方 向，称为误差敏感方向。
R
A
0
R
O
A
➢ 误差敏感方向一般为已加工 表面过切削点的法线方向。
➢ 图2-4：
Δ cos 2
2R0
0 ，R0 为最大（忽略
90，R90
2 2R0
为最小
图
2
2R0
误差的敏感方向
机床导轨导向误差
◎导轨导向精度是指机床导轨副运动件实际运动方向与 理想运动方向的符合程度，这两者之间的偏差值则称为 导向误差。 ◎包括：导轨在水平面内的直线度
导轨在垂直面内的直线度 前后导轨平行度（扭曲） 导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）
1）导轨在水平面内的直线度Δy （以卧式车床为例）
水平面
常用加工误差的大小来评价加工精度的高低 加工误差越小，加工精度越高
➢ 零件的加工精度包括
尺寸精度、形状精度、位置精度
通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高
加工质量
加工精度
尺寸精度 形状精度 位置精度
（通常形状误差限制在位置公差内，位 置公差限制在尺寸公差内）
表面质量
表面几何形状精度
表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）
ΔY
导轨水平面内直线度
ΔR
D
o
Δy
图 导轨在水平面内直线度误差
Δy将直接反映在工件加工表面法线方向（误差敏感方向） 上，误差ΔR =Δy，对加工精度影响最大。
刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。
Δx D－Δd
L
d Z
Xf a）
R0 b）
车刀直线运动轨迹与工件轴线在水平面内不平行造成 的加工误差
图 空间曲面数控加工
一是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。
二、调整误差
试切法（图2-6 a）
➢测量误差。 ➢试切时与正式切削时切削厚度 不同造成的误差。 ➢机床进给机构的位移误差。
项）
四、研究加工质量的方法
单因素分析法 统计分析法
不考虑其它因素的同时作用 而研究某一确定因素对加工精 度的影响，通过分析计算或测 试、实验，得出该因素与加工 误差间的关系。
以生产中一批工件的实测结果为基础，运用
数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过 程的正常进行。 当发生质量问题时， 可以从 中判断误差的性质， 找出误差出现的规律，以 指导我们解决有关的加工精度问题。 统计分析 法仅适用于批量生产。
车刀直线运动轨迹与工件轴线在垂直面内不平行造成 的加工误差
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
与工艺过程有关的 原始误差(动误差)
原理误差
定位误差 调整误差 刀具误差
工件相对于刀具静止状态下 的误差
夹具误差 机床误差
主轴回转误差 工件相对于
导轨导向误差 刀具运动状
传动误差
态下的误差
工艺系统受力变形（包括夹紧变形）
工艺系统受热变形
刀具磨损
测量误差
工件残余应力引起的变形
图 原始误差构成
三、误差敏感方向
2) 在垂直面内的直线度Δz Δz对工件的尺寸和形状误差影响比Δy小得多
ΔZ
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
Δz
垂直平面 图 导轨在垂直面内直线度误差
对卧式车床ΔR ≈Δz2/D 若设Δz= 0.1mm,D=40mm，则 ΔR =0.00025mm，影响可忽略不计。 而对平面磨床、龙
门刨床误差将直接反映在工件上。
表面缺陷层
表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力
图 加工质量包含的内容
二、影响机械加工精度的原始误差及分类
图 活塞销孔精镗工序中的原始误差
原始误差—— 引起加工误差的根本原因是工艺系统存在
着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。
原始误差分类
与工艺系统原始状 态有关的原始误差 (几何误差)
原始 误差
调整法（图2-6 b）
➢定程机构误差。 ➢样件或样板误差。 ➢测量有限试件造成的误差。
a）
b）
图 试切法与调整法
三、机床误差
机床主轴回转误差
•轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差 机床导轨导向误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差