第二章 1-3幾何量誤差與公差

第2章幾何量的加工誤差和公差機械產(chǎn)品通常是由許多經(jīng)過機械加工的零部件組成的。因此，在加工、測量和裝配過程中都不可避免會產(chǎn)生各種誤差。為了滿足產(chǎn)品的互換性和精度要求，就必須控制這些誤差，特別是加工誤差。本章將討論加工中出現(xiàn)的各種誤差，著重介紹控制這些誤差的公差項目及國家標準中的有關內容，為以后各章的學習奠定基礎。2.1幾何量的加工誤差任何機械零件都是由尺寸不同、形狀各異的若干個表面所形成的幾何體，是經(jīng)過各種機械加工后形成的。加工中，由于種種原因，使得幾何量會產(chǎn)生各種誤差，通常分為尺寸誤差、形狀誤差、相互位置誤差和表面微觀幾何形狀誤差（表面粗糙度）。2.1.1尺寸誤差1．尺寸誤差的性質

尺寸誤差是指零件的實際尺寸與其理想尺寸的差異，包括直線尺寸誤差、中心距誤差及角度誤差，是最基本的誤差形式，如圖2.1中的A所示。圖2.1各種加工誤差加工時，對同一零件的尺寸，一般都可以采用不同的方法及加工工藝來制造，因此尺寸誤差的變動也不一樣。一批零件的尺寸誤差大小和方向不變或有規(guī)律地變化，稱為系統(tǒng)誤差，可以設法消除或減小。尺寸誤差大小和方向均變化不定，即數(shù)值分散，稱為隨機誤差，無法消除或減小，但這種數(shù)值分散往往具有統(tǒng)計性，一般按正態(tài)規(guī)律分布。系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生主要是由加工時刀具的定值誤差、機床-夾具的定值系統(tǒng)誤差及測量時測量器具的刻度誤差等引起的。隨機誤差的產(chǎn)生原因較多，例如，加工時溫度的波動變化、材料不均勻、工藝系統(tǒng)的振動、工件的裝夾，以及測量時周圍條件的變化等各種因素。無論哪種因素對隨機誤差的大小都不起決定性作用。2．尺寸誤差對零件功能的影響

尺寸誤差的大小直接反映了零件尺寸精度的高低，對零件功能的影響主要是：影響兩個配合件（如孔和軸）之間的松緊程度（即配合性質），尺寸誤差過大，會使配合性質發(fā)生變化；影響兩個配合件之間的順利組裝，如尺寸誤差使螺孔小于螺栓，則難以順利旋入；影響零件的其他功能，如量塊的尺寸誤差直接影響其所體現(xiàn)的標準尺寸大小，拉絲模孔徑的尺寸誤差直接影響拉出絲的直徑尺寸精度等。因此對尺寸誤差應給予控制。2.1.2形狀誤差和位置誤差1．形狀誤差和位置誤差的性質

形狀誤差和位置誤差是指構成零件的幾何形體的實際形狀對其理想形狀和幾何形體的實際位置對其理想位置的變動量，如圖2.1中的、e所示，簡稱幾何誤差。幾何誤差的產(chǎn)生主要是由機床-夾具-刀具-零件組成的工藝系統(tǒng)的誤差所致，另外，在加工過程中出現(xiàn)的載荷及受力變形、熱變形、振動和磨損等各種干擾，也會使被加工的零件產(chǎn)生幾何誤差。2．幾何誤差對機器使用性能的影響幾何誤差的大小是反映零件精度的一項很重要的指標，對機器使用性能的影響主要是：影響兩個相配合零件的配合性質，如軸的尺寸符合要求但形狀彎曲，則不能保證與孔的配合性質；影響兩個配合件的順利組裝，如與花鍵孔相配合的花鍵軸，加工后的外徑、內徑和鍵寬尺寸均符合要求，但由于各鍵的相互位置誤差過大，則難以順利裝配；影響機器的其他功能要求，如印刷機的滾筒形狀誤差過大直接影響印刷質量，測量用的平臺平面度誤差過大直接影響測量精度，活塞的形狀誤差過大直接影響其工作性能和密封性?？傊瑤缀握`差對機床、儀器、刀具和量具等各種機械產(chǎn)品的安裝精度、工作性能、連接強度、密封性、耐磨性以及工作平穩(wěn)性都有很大的影響，特別是對精密機械、精密儀器以及經(jīng)常在高溫、高速和重載條件下工作的機械，其影響更為嚴重。因此，對幾何誤差必須給予控制。2.1.3表面微觀幾何形狀誤差（表面粗糙度）1．表面粗糙度的性質

表面粗糙度是指加工表面上具有較小的間距和峰谷所形成的微觀幾何形狀誤差。通常它的波距在1mm以下，如圖2.1所示。表面粗糙度誤差的產(chǎn)生主要是由于切削過程中切屑分離時工件表面金屬的塑性變形、撕裂以及機床的振動、摩擦等多種因素引起的。2．表面粗糙度對零件使用性能的影響表面粗糙度數(shù)值的大小是零件表面質量高低的重要指標，對零件的使用性能及壽命影響很大，尤其對在高溫、高壓、高速和重載等條