工程师必知：零件精密加工精度全解析

工程师必知：零件精密加工精度全解析

零件精密加工精度是衡量机械加工质量的重要指标，它直接影响着机器设备的性能和使用寿命。本文将详细介绍加工精度的概念、分类、影响因素以及测量方法，帮助工程师更好地理解和掌握这一关键技术。

加工精度概述

加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。理想的几何参数，对尺寸而言，就是平均尺寸；对表面几何形状而言，就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等；对表面之间的相互位置而言，就是绝对的平行、垂直、同轴、对称等。零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。

加工精度主要用于生产产品程度，加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。

公差等级从IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20个，其中IT01表示的话该零件精密加工精度最高的，IT18表示的话该零件精密加工精度是最低的，一般上IT7、IT8是加工精度中等级别。

任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确，从零件的功能看，只要加工误差在零件图要求的公差范围内，就认为保证了加工精度。

机器的质量取决于零件的加工质量和机器的装配质量，零件精密加工质量包含零件精密加工精度和表面质量两大部分。

机械加工精度是指零件精密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。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。

加工精度的分类

加工精度主要包括以下几个方面：

1. 尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。
2. 形状精度：加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。
3. 位置精度：加工后零件有关表面之间的实际位置精度差别。
4. 相互关系：在设计机器零件及规定零件精密加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面，其形状精度要求应高于位置精度要求，位置精度要求应高于尺寸精度要求。

加工精度的调整方法

为了提高加工精度，可以采取以下几种调整方法：

1. 对工艺系统进行调整
2. 减小机床误差
3. 减少传动链传动误差
4. 减小刀具磨损
5. 减小工艺系统的受力变形
6. 减小工艺系统热变形
7. 减少残余应力

影响加工精度的原因

加工精度受到多种因素的影响，主要包括：

1. 加工原理误差：加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。在加工中，一般采用近似加工，在理论误差可以满足加工精度要求的前提下，来提高生产率和经济性。
2. 调整误差：机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。
3. 机床误差：机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。主要包括机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的传动误差。

加工精度的测量方法

加工精度的测量方法根据不同的加工精度内容以及精度要求，采用不同的测量方法。一般来说有以下几类方法：

1. 按是否直接测量被测参数：

• 直接测量：直接测量被测参数来获得被测尺寸。例如用卡尺、比较仪测量。
• 间接测量：测量与被测尺寸有关的几何参数，经过计算获得被测尺寸。

2. 按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值：

• 绝对测量：读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。
• 相对测量：读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。如用比较仪测量轴的直径，需先用量块调整好仪器的零位，然后进行测量，测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值，这就是相对测量。一般说来相对测量的精度比较高些，但测量比较麻烦。

3. 按被测表面与量具量仪的测量头是否接触：

• 接触测量：测量头与被接触表面接触，并有机械作用的测量力存在。如用千分尺、测长仪测量零件。
• 非接触测量：测量头不与被测零件表面相接触，非接触测量可避免测量力对测量结果的影响。如利用wms系统投影法、光波干涉法测量等。

4. 按一次测量参数的多少：

• 单项测量：对被测零件的每个参数分别单独测量。
• 综合测量：测量反映零件有关参数的综合指标。如用工具显微镜测量螺纹时，可分别测量出螺纹实际中径、牙型半角误差和螺距累积误差等。

5. 按测量在加工过程中所起的作用：

• 主动测量：工件在加工过程中进行测量，其结果直接用来控制零件的加工过程，从而及时防治废品的产生。
• 被动测量：工件加工后进行的测量。此种测量只能判别加工件是否合格，仅限于发现并剔除废品。

6. 按被测零件在测量过程中所处的状态：

• 静态测量：测量相对静止。如千分尺测量直径。
• 动态测量：测量时被测表面与测量头模拟工作状态中作相对运动。

动态测量方法能反映出零件接近使用状态下的情况，是测量技术的发展方向。