高等職業(yè)教育機械類創(chuàng)新規(guī)劃系列教材任務(wù)1加工精度的要求任務(wù)內(nèi)容通過學(xué)習(xí)數(shù)控加工精度基礎(chǔ)知識和數(shù)控加工配合件的練習(xí)，能夠掌握數(shù)控加工保證工件精度方法，并操作數(shù)控機床按照生產(chǎn)的圖樣（圖6-1-1

）要求加工出制件。圖

6-1-1生產(chǎn)圖樣（

mm）任務(wù)目標(biāo)1正確掌握FANUCVDL-600A立式數(shù)控銑床的操作步驟。2能夠正確編寫加工工藝。3能夠按生產(chǎn)圖樣要求加工出制件。4培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力及團隊協(xié)作能力。5提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵學(xué)生參與實踐教學(xué)任務(wù)。任務(wù)準(zhǔn)備設(shè)備準(zhǔn)備FANUCVDL-600A立式數(shù)控銑床。01工具準(zhǔn)備白鋼鍵槽立銑刀、和硬質(zhì)合金刀。02知識鏈接評價生產(chǎn)產(chǎn)品程度，加工精度與加工誤差是評價加工表面幾何參數(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)。加工精度主要用于加工精度用公差等級衡量，等級數(shù)值越小，其精度越高；加工誤差用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度越高，加工誤差越小，反之亦然。知識鏈接

0102公差等級包括IT01、IT0、IT1、IT2、IT3~IT18，共20個等級，其中IT01表示零件加工精度最高。

IT18表示零件的加工精度最低，一般IT7、IT8是加工精度中等級別。知識鏈接所得到的實際參數(shù)都不會絕對準(zhǔn)確，從零件功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為能保證加工精度。任何加工方法機器的質(zhì)量取決于零件的加工質(zhì)量和機器裝配質(zhì)量，零件加工質(zhì)量包含零件加工精度和表面質(zhì)量兩部分。知識鏈接指零件加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度，它們之間的差異稱為加工誤差。機械加工精度反映了加工精度的高低。誤差越大，加工精度越低；誤差越小，加工精度越高。加工誤差大小一、加工精度的調(diào)整方法可通過減小機床誤差、對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整、減小刀具磨損、減少傳動鏈傳動誤差、減小工藝系統(tǒng)的受力變形、減少殘余應(yīng)力、減小工藝系統(tǒng)熱變形等方法實現(xiàn)。加工精度的調(diào)整一、加工精度的調(diào)整方法1、減小機床誤差（1）提高軸承的回轉(zhuǎn)精度：選用高精度的滾動軸承；采用高精度的多油楔動壓軸承；采用高精度的靜壓軸承。（2）提高與軸承相配件的精度：提高箱體支撐孔、主軸軸頸的加工精度；提高與軸承相配合表面的加工精度；測量及調(diào)節(jié)相配件的徑向跳動范圍，使誤差補償或相抵消。一、加工精度的調(diào)整方法1、減小機床誤差（3）對滾動軸承適當(dāng)預(yù)緊：消除間隙；增加軸承剛度；均化滾動體誤差。(4)使主軸回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上。一、加工精度的調(diào)整方法2、對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整

試切法調(diào)整：通過試切→測量尺寸→調(diào)整刀具的吃刀量→走刀切削→再試切，如此反復(fù)直至達到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。調(diào)整法：通過預(yù)先調(diào)整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率效高，主要用于大批量生產(chǎn)。一、加工精度的調(diào)整方法3、減小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段前，必須重新磨刀。321一、加工精度的調(diào)整方法4、減少傳動鏈傳動誤差

傳動件數(shù)少，傳動鏈短，傳動精度高。采用降速傳動是保證傳動精度的重要原則，且越接近末端的傳動副，其傳動比應(yīng)越小。末端件精度應(yīng)高于其他傳動件。一、加工精度的調(diào)整方法5、減小工藝系統(tǒng)的受力變形提高系統(tǒng)的剛度1.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計010203盡量減少連接面的數(shù)目；防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)；應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)件、支撐件的結(jié)構(gòu)和截面形狀。一、加工精度的調(diào)整方法5、減小工藝系統(tǒng)的受力變形提高系統(tǒng)的剛度2.提高連接表面的接觸剛度010203提高機床部件中零件間結(jié)合面的質(zhì)量；給機床部件以預(yù)加載荷；提高工件定位基準(zhǔn)面的精度，減小表面粗糙度值。一、加工精度的調(diào)整方法5、減小工藝系統(tǒng)的受力變形提高系統(tǒng)的剛度3.采用合理的裝夾和定位方式一、加工精度的調(diào)整方法5、減小工藝系統(tǒng)的受力變形減小載荷及其變化合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量，以減小切削力。毛坯分組，盡量使調(diào)整中的毛坯加工余量均勻。一、加工精度的調(diào)整方法6、減少殘余應(yīng)力合理安排工藝過程增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序一、加工精度的調(diào)整方法7、減小工藝系統(tǒng)熱變形

1.采用合理的機床部件結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn)采用熱對稱結(jié)構(gòu)，在變速箱中將軸、軸承、傳動齒輪等對稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減??；合理選擇機床零部件的裝配基準(zhǔn)。一、加工精度的調(diào)整方法7、減小工藝系統(tǒng)熱變形

2.減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源采用較小的切削用量；零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；盡可能將熱源從機床中分離出去，減少機床熱變形；對主軸軸承、絲杠螺母副、高速運動導(dǎo)軌副等不能分離熱源，從結(jié)構(gòu)、潤滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱，或采用隔熱材料；采用強制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施。一、加工精度的調(diào)整方法7、減小工藝系統(tǒng)熱變形345均衡溫度場加速達到傳熱平衡控制環(huán)境溫度二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因1、加工原理誤差加工原理誤差指采用近似的刀刃輪廓或近似的傳動關(guān)系進行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面加工中。例如加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使?jié)L刀制造方便，采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿，使齒輪漸開線齒形產(chǎn)生誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因1、加工原理誤差車削模數(shù)蝸桿時，蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(jié)（即mπ),其中m是模數(shù)，而π是一個無理數(shù)，但是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的。12選擇配換齒輪時只能將π化為近似的分?jǐn)?shù)值(π=3.1415）計算，就將引起刀具，對于工件成型運動（螺旋運動）的不準(zhǔn)確，造成螺距誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因1、加工原理誤差在加工中，一般采用近似加工，在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提下(

≤0%~15%尺寸公差），來提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因2、調(diào)整誤差機床的調(diào)整誤差指由于調(diào)整不精準(zhǔn)而產(chǎn)生的誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因3、夾具的制造誤差和磨損定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機構(gòu)、夾具等的制造誤差。夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差。夾具在使用過程中工作表面的磨損。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床誤差是指機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床主軸回轉(zhuǎn)誤差機床傳動鏈傳動誤差機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差1.導(dǎo)軌導(dǎo)向精度是指導(dǎo)軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的符合程度，主要包括：導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度Δy和垂直面內(nèi)的直線度Δz（彎曲）；前后兩導(dǎo)軌的平行度（扭曲）；導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的平行度誤差或垂直度誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差2.導(dǎo)軌導(dǎo)向精度對切削加工的影響，主要考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對位移。車削加工時，誤差敏感方向為水平方向，垂直方向引起的導(dǎo)向誤差產(chǎn)生的加工誤差

可以忽略；鏜削加工時，誤差敏感方向隨刀具回轉(zhuǎn)而變化；刨削加工時，誤差敏感方向為垂直方向，床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度引起加工

表面直線度和平面度誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床主軸回轉(zhuǎn)誤差是指實際回轉(zhuǎn)軸線對于理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。機床主軸回轉(zhuǎn)誤差主要包括主軸端面圓跳動主軸徑向圓跳動主軸幾何軸線傾角擺動二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床主軸回轉(zhuǎn)誤差（1）主軸端面圓跳動對加工精度的影響：加工圓柱面時，無影響；車、鏜端面時，產(chǎn)生端面與圓柱面軸線垂直度誤差或端面平面度誤差；加工螺紋時，將產(chǎn)生螺距周期誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床主軸回轉(zhuǎn)誤差（2）主軸徑向圓跳動對加工精度的影響：若徑向回轉(zhuǎn)誤差表現(xiàn)為其實際軸線在y軸坐標(biāo)方向上做簡諧直線運動，鏜床鏜出的孔為橢圓形孔圓度誤差為徑向圓跳動幅值，而車床車出的孔沒什么影響；若主軸幾何軸線做偏心運動，無論車、鏜能得到一個半徑為刀尖

到平均軸線距離的圓。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床主軸回轉(zhuǎn)誤差（3）主軸幾何軸線傾角擺動對加工精度的影響：幾何軸線相對于平均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡，從各截面看相當(dāng)于幾何軸心繞平均軸心做偏心運動，而從軸向看各處偏心值不同；幾何軸線在某一平面內(nèi)做擺動，從各截面看相當(dāng)于實際軸線在一

平面內(nèi)做簡諧直線運動，而從軸向看各處跳動幅值不同；實際上主軸幾何軸線的傾角擺動為上述兩種的疊加。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因4、機床誤差機床傳動鏈傳動誤差機床傳動鏈傳動誤差指傳動鏈中首末兩端傳動元件之間的相對運動誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因5、工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產(chǎn)生變形，而破壞已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系；導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生，并影響加工過程的穩(wěn)定性，主要考慮機床變形、工件變形以及工藝系統(tǒng)的總變形。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因5、工藝系統(tǒng)受力變形切削力對加工精度的影響只考慮機床變形，對加工軸類零件來講，機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細(xì)的鞍形，產(chǎn)生圓柱度誤差。只考慮工件變形，對加工軸類零件來講，工件受力變形使加工后工件呈兩端細(xì)、中間粗的鼓形。對加工孔類零件來講，單獨考慮機床或工件變形，加工后工件的形狀與加工軸類零件相反。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因5、工藝系統(tǒng)受力變形夾緊力對加工精度的影響工件裝夾時，由于工件剛度較低或夾緊力著力點不當(dāng)，使工件產(chǎn)生相應(yīng)變形，造成加工誤差。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因6、刀具的制造誤差和磨損刀具誤差對加工精度的影響根據(jù)刀具的種類不同而異。定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等）尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。成型刀具（如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等）的形狀精度直接影響工件的形狀精度。展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等）的刀刃形狀誤差會影響加工表面的形狀精度。一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀）制造精度對加工精度無直接影響，但刀具易磨損。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因7、加工現(xiàn)場環(huán)境影響這些金屬屑如果存在于零件定位面或定位孔位置，就會影響零件加工精度，對于高精度加工，一些細(xì)小到目視不到的金屬屑都會影響到精度。加工現(xiàn)場往往有許多細(xì)小金屬屑這個影響因素會被識別出來，但并無十分有效方法來杜絕，往往對操作員的作業(yè)手法依賴很高。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因8、工藝系統(tǒng)的熱變形在加工過程中由于內(nèi)部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環(huán)境溫度、熱輻射）產(chǎn)熱會使工藝系統(tǒng)受熱而發(fā)生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起加工誤差占加工總誤差的40%~70%。工件熱變形對加工精度的影響包括工件均勻的受熱和工件不均勻的受熱兩種情況。二、加工精度誤差的產(chǎn)生原因9、工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生

的殘余應(yīng)力。冷校直帶來的殘余應(yīng)力。切削加工帶來的殘余應(yīng)力。任務(wù)步驟1、研讀圖紙閱讀圖樣，初步檢查圖樣的尺寸和要求。任務(wù)步驟2、制訂加工工藝圖

6-1-2建立坐標(biāo)系（

mm）（

1

）要根據(jù)圖樣和簡化編程建立的工件坐標(biāo)系，如圖

6-1-2所示。任務(wù)步驟2、制訂加工工藝（

2）刀具選擇，本任務(wù)采用

φ8mm

白鋼鍵槽立銑刀，見表

6-1-1。刀具號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速進給速度T1φ8mm

白鋼鍵槽立銑刀S1000Z：F100；X、Y：F200任務(wù)步驟2、制訂加工工藝（3）根據(jù)立銑刀直徑和圖樣尺寸確定工件坐標(biāo)系原點及走刀路線為1→2→3→4→5，如圖6-1-3所示。任務(wù)步驟2、制訂加工工藝（4）基點計算，見表6-1-2。序號XY備注1-360

2-365

3365

436-5

5-36-5

任務(wù)步驟2、制訂加工工藝加工程序注釋O1111；主程序名G90G17G21G40

G49

G80；初始化G28G91Z0；Z軸回參考點G54G90G00X0Y0；刀具快速移動至工件中心點M03

S1000；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速

1000r/minG00X-36Y0；刀具快速移動至

1點下刀點Z100；刀具快速移動至安全平面Z5；刀具快速移動至

Z5平面G01Z-5F100；直線插補至

Z-5點G01G42X-36Y5D01F200；直線插補至

2點坐標(biāo)（插入半徑補償）X36Y5；直線插補至

3點坐標(biāo)X36Y-5；直線插補至

4點坐標(biāo)加工程序注釋X-36Y-5；直線插補至

5點坐標(biāo)G40X-36Y0；直線插補至1點坐標(biāo)（取消半徑補償）G0Z100；刀具快速移動至絕對坐標(biāo)

Z100的高度M05；主軸停轉(zhuǎn)M30；程序結(jié)束（5）編寫數(shù)控加工程序，參考程序見表6-1-3。任務(wù)步驟3、數(shù)控加工注意：由于加工中會產(chǎn)生誤差，需要根據(jù)實際測量尺寸調(diào)整刀具的半徑補償值進行二次