在結構設計中如何提高精密機械的精度

A. 如何實現精密機械加工

1、從硬體上講，機械零件的加工是有很多種機械設備，如車、銑床、刨床、磨床、拉床加工中心等，各種設備的固有加工精度都不一樣，所以要實現精密加工，就要看你的零件精度有多高相應的選擇相應的工藝路線和設備;
2、從軟體上講，就是操作人員的技能，這涉及到各種設備的操作人員的操作技能，這些技能包括對設備的深入理解、對機械加工的理解、對加工零件材料的理解等，這些技能都可以再平常的工作中慢慢積累，操作人員的技能關鍵是實踐，理論也要了解。
機械加工是指通過一種機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。按加工方式上的差別可分為切削加工和壓力加工。
機器的生產過程是指從原材料（或半成品）製成產品的全部過程。對機器生產而言包括原材料的運輸和保存，生產的准備，毛坯的製造，零件的加工和熱處理，產品的裝配、及調試，油漆和包裝等內容。生產過程的內容十分廣泛，現代企業用系統工程學的原理和方法組織生產和指導生產，將生產過程看成是一個具有輸入和輸出的生產系統。

B. 機械結構設計中如何提高阻尼比

阻尼比用於表達結構阻尼的大小，是結構的動力特性之一，引起結構能量耗散的因素（或稱之為影響結構阻尼比的因素）很多，主要有（1）材料阻尼、這是能量耗散的主要原因。（2）周圍介質對振動的阻尼。 （3）節點、支座聯接處的阻尼（4）通過支座基礎散失一部分能量。（5）結構的工藝性對振動的阻尼。
提高結構阻尼比，也應該從這5個方面考慮
供參考

C. 提高機械加工精度的途徑有哪些

提高零件加來工所使用機床的幾何精度，源提高夾具、量具及工具本身精度，控制工藝系統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接減少原始誤差。

在機械加工過程中，往往有很多因素影響工件的最終加工質量，如何使工件的加工達到質量要求，如何減少各種因素對加工精度的影響，就成為加工前必須考慮的事情。

在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內。通過誤差分析，掌握其變化的基本規律，從而採取相應的措施減少加工誤差，提高加工精度。

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加工需要的機械由數顯銑床、數顯成型磨床、數顯車床、電火花機、萬能磨床、加工中心、激光焊接、中走絲、快走絲、慢走絲、外圓磨床、內圓磨床、精密車床等；

可進行精密零件的車、銑、刨、磨等加工， 此類機械擅長精密零件的車、銑、刨、磨等加工，可以加工各種不規則形狀零件，加工精度可達2μm。

現代機械加工的快速發展，機械加工技術快速發展，慢慢的涌現出了許多先進的機械加工技術方法，比如微型機械加工技術、快速成形技術、精密超精密加工技術等。

D. 精密機械設計和機械設計基礎差別大嗎

精密機械設計與機械設計基礎，二者在理論上沒有什麼不同，不同的是製造工藝。前者是側重於精密儀器儀表，如機械式的手錶就是典型的精密機械，其齒輪、軸承等參數及精度都與日常用的有很大區別，而且其設計時所需的技術參數，在一般的設計手冊中是查不到的。後者側重於通用機器設備，屬於大而全的知識層次。

E. 精密機械組件的選擇原則

一、提高強度和剛度的結構設計 1.避免受力點與支持點距離太遠 2.避免懸臂結構或減小懸臂長度
3.勿忽略工作載荷可以產生的有利作用 4.受振動載荷的零件避免用摩擦傳力 5.避免機構中的不平衡力 6.避免只考慮單一的傳力途徑
7.不應忽略在工作時零件變形對於受力分布的影響
8.避免鑄鐵件受大的拉伸應力; 9.避免細桿受彎曲應力
10.受沖擊載荷零件避免剛度過大
11.受變應力零件避免表面過於粗糙或有劃痕 12.受變應力零件表面應避免有殘余拉應力 13.受變載荷零件應避免或減小應力集中 14.避免影響強度的局部結構相距太近
15.避免預變形與工作負載產生的變形方向相同 16.鋼絲繩的滑輪與捲筒直徑不能太小
17.避免鋼絲繩彎曲次數太多，特別注意避免反復彎曲 18.起重時鋼絲繩與捲筒聯接處要留有餘量 19.可以不傳力的中間零件應盡量避免受力 20.盡量避免安裝時軸線不對中產生的附加力
二、提高耐磨性的結構設計 1.避免相同材料配成滑動摩擦副 2.避免白合金耐磨層厚度太大
3.避免為提高零件表面耐磨性能而提高對整個零件的要求 4.避免大零件局部磨損而導致整個零件報廢
5.用白合金作軸承襯時，應注意軸瓦材料的選擇和軸瓦結構設計 6.潤滑劑供應充分，布滿工作面 7.潤滑油箱不能太小
8.勿使過濾器濾掉潤滑劑中的添加劑
9.滑動軸承的油溝尺寸、位置、形狀應合理 10.滾動軸承中加入潤滑脂量不宜過多
11.對於零件的易磨損表面增加一定的磨損裕量 12.注意零件磨損後的調整
13.同一接觸面上各點之間的速度、壓力差應該小
三、提高精度的結構設計
1.盡量不採用不符合阿貝原則的結構方案
2.避免磨損量產生誤差的互相疊加
3.避免加工誤差與磨損量互相疊加
4.導軌的驅動力作用點，應作用在兩導軌摩擦力的壓力中心上，使兩條導軌摩擦力產生的力
矩互相平衡
5.對於要求精度較高的導軌，不宜用少量滾珠支持
6.要求運動精度的減速傳動鏈中，最後一級傳動比應該取最大值
等等

F. 機械精度設計通常有哪些原則和方法

一、機械精度設計原則
機械精度設計的基本原則是經濟地滿足功能、性能需求，即在滿足產品使用要求的前提下，給產品規定適當的精度(合理的公差)。機械精度設計應當遵循以下原則。
1、互換性原則
互換性原則是現代化工業生產的一個基本原則，也是現代化生產中一項普遍遵守的重要技術經濟原則。
2、標准化原則
當進行機械精度設計時離不開有關公差標准，而幾要大量採用標准化、通用化的零部件、元器件和構件，以提高產品互換性程度。
3、經濟性原則
經濟性原則的主要考慮因索包括工藝性、精度要求的合理性、原材料選擇的合理性、是否設計合理的調整環節以及工作壽命等。
4、匹配性原則
在機械總體精度設計的基礎上進行結構精度設計，需要解決總體精度要求的恰當和合理分配問題。
5、最優化原則
最優化原則就是通過確定各組成零部件精度之間的最佳協調，達到特定條件下機電產品的整體精度優化。
二、機械精度設計的常用方法
1、類比法
類比法的基礎是參考資料的收集、整理和分析。
2、計演算法
計演算法只適用於某些特定場合，而且還要對由計演算法得到的公差進行必要調核。
3、試驗法
試臉法主要用於新產品中特別關鍵、重要零部件的精度設計。

G. 論如何提高機械加工精度

[論文摘要]分析機械加工存在誤差的主要原因，然後提出提高機械加工精度的措施。
加工精度是指零件加工後的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數的符合程度。在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內。通過誤差分析，掌握其變化的基本規律，從而採取相應的措施減少加工誤差，提高加工精度。
一、機械加工產生誤差主要原因 （一）主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。適當提高主軸及箱體的製造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對高速主軸部件進行平衡，對滾動軸承進行預緊等，均可提高機床主軸的回轉精度。
（二）導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，也是機床運動的基準。車床導軌的精度要求主要有以下三個方面：在水平面內的直線度；在垂直面內的直線度；前後導軌的平行度(扭曲)。除了導軌本身的製造誤差外，導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素。
（三）傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差是指內聯系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製造和裝配誤差，以及使用過程中的磨損所引起。
（四）刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過程中，都不可避免要產生磨損，並由此引起工件尺寸和形狀地改變。正確地選用刀具材料和選用新型耐磨的刀具材料，合理地選用刀具幾何參數和切削用量 ，正確地採用冷卻液等，均能最大限度地減少刀具的尺寸磨損。必要時還可採用補償裝置對刀具尺寸磨損進行自動補償。
（五）定位誤差。一是基準不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工後的尺寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副製造不準確誤差。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸製造得絕對准確，它們的實際尺寸(或位置)都允許在分別規定的公差范圍內變動。工件定位面與夾具定位元件共同構成定位副，由於定位副製造得不準確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動量，稱為定位副製造不準確誤差。
（六）工藝系統受力變形產生的誤差。一是工件剛度。工藝系統中如果工件剛度相對於機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，工件由於剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。
二是刀具剛度。外圓車刀在加工表面法線(y)方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀桿剛度很差，刀桿受力變形對孔加工精度就有很大影響。
三是機床部件剛度。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法，目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。變形與載荷不成線性關系，載入曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯後於載入曲線。

H. 機械結構運動時如何保證精度

機械設計時按以下步驟確定尺寸的精度：
第一步：按照配合的性質，查公差配合版的相關資料確定尺寸的權精度。
這一步實際上就是理論計算。比如：要求能靈活移動的配合，就要用間隙配合，經常需要裝卸的配合一般用過渡配合。另外，很多結構尺寸的公差選擇都有國家標准，與標准件配合的尺寸的精度也有國家標准。這些數據，絕大部分在《機械設計手冊》上都可以查到。
第二步：考慮使用過程中的實際需要。
比如：使用環境中灰塵和雜物多，溫差大，則零件不能設計得太精密。
第三步：考慮製造的難易程度。
製造的難易程度直接影響製造成本。如果無法製造出來，這個設計就是失敗的設計。

I. 論如何提高機械加工精度

機械加工精度是指相關工件在加工完成後所具有的包括尺寸大小. 幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值， 與其預先設計應具備的理想幾何參數需求比對的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形狀精度和位置精度等方面的內容， 尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差的范圍， 形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差， 位置精度用來限制加工表面與其基準間的平行度. 垂直度. 同軸度等相互位置誤差。 由於加工機械的性能. 技術方法. 生產條件等因素的不同影響， 機械加工出來的相關零件在其尺寸. 形狀和表面相互位置參數與理想參數總是存在一定的偏離誤差， 在數值上通常採用加工誤差的大小來表示加工精度。機械元件的加工精度和表面質量等加工質量. 是保證相關機械產品裝配質量的基礎， 加工誤差的大小反映了加工精度的高低。
一、機械加工產生誤差主要原因
1.機床磨損及幾何誤差對加工精度的影響
（1）主軸回轉誤差
加床存在的主軸回轉誤差將對工件的具體性狀以及工件加工的具體位置造成最為直接的影響。 主軸的回轉誤差可以被分解為徑向與軸向跳動以及主軸角度擺動，在具體的加工工作中受加工工件具體表面位置的不同以及主軸回轉誤差變現的不同，而導致的加工誤差也各有不同 。比如，在進行工件加工時，由於主軸存在徑向跳動誤差，此時便會處於加工狀態下的工件的外圓或是內孔的精度造成一定影響，但主軸的跳動誤差卻不會對工件的端面加工造成不利影響 。在機床主軸所存在的三種誤差表現形式當中，主軸的角度擺動誤差與主軸的徑向跳動誤差對工件加工精度的影響較為相似，主軸這兩種誤差表現形式對工件加工精度影響的差別主要體現在，主軸的角度擺動誤差除對加工工件表面的圓度產生影響之外，還會對加工工件表面的圓柱度帶來一定程度的影響。
（2）導軌誤差
機床中導軌主要起著承載和導向的作用，它既是運動的基準，也是確定機床主要部件相對位置的基準，因此它的誤差會對工件的形狀精度產生直接的影響。導軌在水平面的直線度誤差，會直接反映在工件表面的誤差敏感方向，即法線方向，加工精度受其影響的程度最大；而導軌在垂直平面內的直線度誤差則相對影響較小， 甚至可以忽略不計；前後導軌平行度誤差會造成在運動過程中工作台的擺動，刀尖的運動軌跡則為空間曲線，從而導致工件形狀的誤差。
（3）傳動鏈的誤差
工件在切削的過程中，其表面的成形運動是靠一系列的傳動機構實現的。該傳動機構包括齒輪.螺母.蝸桿.絲桿等傳動元件。 由於這些元件會在裝配.加工以及使用過程中產生磨損而導致誤差，所以就導致傳動鏈的傳動誤差。傳動線路越長.傳動機構越復雜，傳動誤差就會相應的越大。影響工件表面加工精度的誤差因素中，主要因素就是機床的傳動鏈誤差。
2.刀具.夾具的誤差
刀具種類的不同，對於加工精度的影響程度也不同， 普通的刀具比如車刀.銑刀等，其製造誤差幾科對加工精度沒有直接的影響；而定尺寸刀具的尺寸誤差，則直接影響著工件的尺寸精度；成形刀具則會影響到工件的形狀精度。刀具的磨損則直接影響到工件與刀具的相對位置，從而造成尺寸誤差。此外，由於夾具是保證工件相對於機床刀具有正確位置，所以夾具對工件的位置精度有很大影響，夾具的磨損會造成工件定位的誤差。
3.工藝系統受力變形導致的誤差
（1） 切削過程中受力點位置變化引起的
加工誤差。在切削過程中，工藝系統的剛度隨切削力著力點位置的變化而變化，引起系統變形的差異，使被加工表面產生形狀誤差。
（2）切削力大小變化引起的加工誤差--誤差復映。
工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀，但它在尺寸. 形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。 毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發生變化，從而導致切削力的變化，進而引起工藝系統產生相應的變形，使得零件在加工後還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。 當然，工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多 這種現象稱為 「誤差復映規律」 ，所引起的加工誤差稱為「 誤差復映」除切削力外，傳動力 .慣性重力 .夾緊力等其他作用力也會使工藝系統的變形發生變化，從而引起加工誤差，影響加工精度。

J. 機械設計時如何設計尺寸的精度

公差配合的選用

1、一般情況下選用基孔制
這是因為加工孔用的道具多是定製的專，選屬用基孔制便於減少孔用定值刀具和量具的數目。而加工軸的刀具大都不是定製的，因此，改變軸的尺寸不會增加刀具和量具的數目。

2、下列情況選用基軸制
1）直接使用按基準軸的公差帶製造的有一定公差等級而不再進行機械加工的冷拔鋼材做軸。（農用機械和紡織機械多用）
2）加工尺寸小於1mm的精密軸要比加工同級的孔困難得多，這時選用基軸制配合要比基孔制經濟效益好。
3）從結構上考慮，同一根軸在不同部位與幾個孔相配合，並且各自有不同的配合要求，這時應考慮採用基軸制配合。（如發動機活塞銷軸與連桿銅套孔以及活塞孔之間的配合）

3、與標准件配合
若與標准件配合，應以標准件為基準件確定配合制。（如滾動軸承）

4、特殊要求
為滿足配合的特殊要求，允許選用非基準制的配合。（往往發生在一個孔與多個軸配合或一個軸與多個空配合且配合要求又各不相同的情況）

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