机械加工精度的概念及获得方法

1．机械加工精度的概念

不同的零件可以通过多种不同的机械加工方法获得。实际加工后所获得的零件在尺寸、形状或位置方面都不可能和理想零件绝对一致，总是或多或少存在一些差异。为此，在零件图上对其尺寸、形状和有关表面间的位置都必须以一定形式标注出能满足零件使用性能的允许的误差或偏差，统称为公差。习惯上以公差等级或公差值大小表示零件的机械加工精度。公差值或等级越小，表示对该零件机械加工精度的要求越高。

特别提示

在机械加工中，所获得的零件的实际尺寸、形状和表面之间的位置关系，都必须在零件图上所规定的公差范围之内。可靠地保证零件图样所要求的精度是机械加工基本的任务之一。

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。

零件的加工精度包含三个方面的内容：尺寸精度、形状精度和位置精度。这三者之间是有联系的。通常形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差一般应限制在尺寸公差之内。当尺寸精度要求高时，相应的位置精度、形状精度也要求高。但形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度有时不一定要求高，这要根据零件的功能要求来决定。

特别提示

一般情况下，零件的加工精度越高则加工成本相对地越高，生产效率相对地越低。因此，设计时应根据零件的使用要求，合理地规定零件的加工精度。加工时则应根据设计要求、生产条件等采取适当的工艺方法，以保证加工误差不超过容许范围，并在此前提下尽量提高生产率和降低成本。

2．尺寸精度的获得方法

在机械加工中，由于生产批量和生产条件的不同，因此可以有多种获得加工精度的方法。

（1）试切法

试切法是指在零件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量，并调整刀具相对工件加工表面的位置，进行试切，直到达到尺寸精度要求的加工方法。该方法是获得零件尺寸精度最早采用的加工方法，同时也是目前常用的获得高精度尺寸的主要方法之一。该方法主要适用于单件小批生产的产品。试切法加工轴如图4-1 所示。

图4-1　试切法加工轴

（2）调整法

调整法是指按试切好的工件尺寸，标准件或对刀块等调整确定刀具相对工件定位基准的准确位置，并在保持此准确位置不变的条件下，对一批工件进行加工的方法。该方法多用于大批量生产的产品，如在摇臂钻床上用夹具加工孔系。(www.xing528.com)

（3）定尺寸刀具法

在加工中采用具有一定尺寸的刀具或组合刀具，以保证被加工零件尺寸精度。该方法生产率高，但是刀具制造复杂，成本高。用方形拉刀拉方孔，用镗刀块加工内孔都属于此法。

（4）自动控制法

在加工过程中，通过自动控制系统，该系统由尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成，使加工过程中的尺寸测量、刀具补偿调整和切削加工等一系列工作自动完成，从而自动获得所要求尺寸精度。在数控机床上加工多属于此法。

3．形状精度的获得方法

（1）成形运动法

零件结构复杂多样，但一般由平面、圆柱面、成形面组成，这些几何面均可通过刀具和工件之间做一定的相对运动加工完成。成形运动法就是利用刀具和工件之间的成形运动来加工表面的方法。根据所使用刀具不同，该方法又分为轨迹法（利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状）、成形法（由成形刀具刀刃的形状形成工件表面形状）、展成法（由切削刃包络面形成工件表面形状）和相切法（利用盘状刀具边旋转边做一定规律的运动获得工件表面形状）。

（2）非成形运动法

非成形运动法是指零件表面形状精度的获得不是靠刀具相对工件的准确成形运动，而是靠在加工过程中对加工表面形状地不断检验和工人对其进行精细修整加工的方法。该类方法是获得零件表面形状尺寸精度最原始的方法，在一些复杂型面和形状精度要求很高的表面加工过程中仍然采用此法。

4．位置精度的获得方法

在机械加工中，位置精度主要由机床精度、夹具精度和工件装夹精度来保证，通过以下两种方法获得。

（1）一次装夹获得法

使用一次装夹获得法时，零件有关表面的位置精度是直接在工件的同一次装夹中，由各有关刀具相对工件的成形运动之间的位置关系保证的。例如，轴类零件外圆与端面的垂直度，箱体孔系加工中各孔之间的同轴度、平行度等，均可用此法获得。

（2）多次装夹获得法

使用多次装夹获得法时，零件有关表面间的位置精度是由刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系保证的。例如，轴类零件上键槽对外圆表面的对称度、箱体平面与平面之间的平行度等，均可用此法获得。在该方法中，又可根据工件的不同装夹方式划分为直接装夹法、找正装夹法和夹具装夹法。