機械制造工藝與機床夾具第2章.ppt
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機械制造工藝與機床夾具,第二章機械加工精度第一節(jié)概述第二節(jié)影響加工精度的因素及其分析第三節(jié)加工誤差的綜合分析第四節(jié)提高加工精度的工藝措施,本章介紹機械加工精度與加工誤差，從保證零件的機械加工質(zhì)量出發(fā)，研究機械加工系統(tǒng)中各種誤差對加工精度的影響，分析其內(nèi)在的聯(lián)系。研究工藝系統(tǒng)中各種誤差與加工精度之間的關(guān)系，掌握其變化的基本規(guī)律，尋求提高加工精度的途徑。本章討論的內(nèi)容有機械加工精度與誤差的基本概念、影響加工精度的因素、加工誤差的綜合分析及提高加工精度的途徑四個方面。,第一節(jié)概述,機械加工精度（簡稱加工精度）是指零件在機械加工后的幾何參數(shù)（尺寸、剛體形狀和表面間相互位置）的實際值和理論值相符合的程度。,加工后零件的實際幾何參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)總有所不同，其差值稱為加工誤差。,加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量?！凹庸ぞ取焙汀凹庸ふ`差”是評定零件幾何參數(shù)準確程度的兩種不同概念。生產(chǎn)實際中用控制加工誤差的方法或現(xiàn)代主動適應加工方法來保證加工精度。,研究加工精度的方法研究加工精度的方法一般有兩種：一是因素分析法，通過分析計算或?qū)嶒?、測試等方法，研究某一確定因素對加工精度的影響。一般不考慮其它因素的同時作用，主要是分析各項誤差單獨的變化規(guī)律。二是統(tǒng)計分析法，運用數(shù)理統(tǒng)計方法對生產(chǎn)中一批工件的實測結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過程的正常進行。這兩種方法在生產(chǎn)實際中往往結(jié)合起來應用。一般先用統(tǒng)計分析法找出誤差的出現(xiàn)規(guī)律，判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運用因素分析法進行分析、試驗，以便迅速有效地找出影響加工精度的關(guān)鍵因素。,零件的機械加工是在由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)中進行的。工藝系統(tǒng)中凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差。原始誤差的存在，使工藝系統(tǒng)各組成部分之間的位置關(guān)系或速度關(guān)系偏離了理想狀態(tài)，致使加工后的零件產(chǎn)生了加工誤差。原始誤差的分類歸納如下。若原始誤差是在加工前已存在，即在無切削負荷的情況下檢驗的，稱為工藝系統(tǒng)靜誤差；若在有切削負荷情況下產(chǎn)生的則稱為工藝系統(tǒng)動誤差。,第二節(jié)影響加工精度的因素及其分析,圖1為活塞銷孔精鏜工序中的各種原始誤差：由于定位基準不是設(shè)計基準而產(chǎn)生的定位誤差;由于夾緊力過大而產(chǎn)生的夾緊誤差屬工件裝夾誤差；機床制造或使用中的磨損產(chǎn)生的導軌誤差屬于機床誤差；調(diào)整刀具與工件之間位置而產(chǎn)生的對刀誤差屬調(diào)整誤差；由于切削熱、摩擦熱等因素的影響而產(chǎn)生的機床熱變形屬于工藝系統(tǒng)熱變形;還有加工過程中的刀具磨損;加工完畢測量工序尺寸時,由于測量方法和量具本身的誤差而產(chǎn)生的測量誤差。,各種原始誤差的大小和方向各有不相同，而加工誤差則必須在工序尺寸方向上測量。所以原始誤差的方向不同時對加工誤差的影響也不同。以車削為例說明原始誤差與加工誤差的關(guān)系。圖中實線為刀尖正確位置，虛線為誤差位置。原始誤差的方向不同時對加工誤差的影響也不同。把對加工誤差影響最大的那個方向（即通過刀刃的加工表面的法線方向）稱為誤差敏感方向。,（1）,（2）,,,,,,,,d,ΔR,,R+ΔR,,R,,,,,,ΔY,o,D,ΔR,ΔZ,原始誤差與加工誤差的關(guān)系,圖例,圖例,,,,,,,一、加工原理誤差例如，在車床上車削模數(shù)蝸桿，傳動關(guān)系如圖，傳動比i可用下式表示式中由于P1=πm，π為無限不循環(huán)小數(shù)。在選用掛輪時只能近似取值計算，因此蝸桿的螺距必然存在誤差。,即是在加工中采用了近似的加工運動、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差。,二、機床、刀具、夾具的制造誤差與磨損㈠機床誤差——包括機床本身各部件的制造誤差、安裝誤差和使用過程中的磨損。⒈主軸誤差對主軸的精度要求最主要的就是在運轉(zhuǎn)時能保持軸心線在空間的位置穩(wěn)定不變，即回轉(zhuǎn)精度。主軸運動誤差表現(xiàn)為三種形式：純徑向跳動誤差、軸向竄動誤差、線角度擺動誤差。,⑴主軸純徑向跳動誤差對精度的影響如圖所示，設(shè)由于主軸的純徑向跳動而使軸心線在Y坐標方向上作簡諧直線運動，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，其幅值為A；再設(shè)主軸中心偏移最大時，鏜刀尖正好通過水平位置1，當鏜刀轉(zhuǎn)過φ角時，刀尖軌跡的水平分量與垂直分量分別計算得整理后得即鏜出的孔為橢圓形。,實際回轉(zhuǎn)軸線始終平行于理想回轉(zhuǎn)軸線，在一個平面內(nèi)作等幅的跳動。,右圖所示，設(shè)主軸軸心仍沿Y軸坐標作簡諧直線運動，在工件1處切出的半徑比2和4處小一個振幅A，而在工件3處切出的半徑則相反，這樣，上述四點的工件直徑都相等，其它各點的直徑誤差也很小，所以車削出的工件表面接近一個真圓，但中心偏離。,⑵主軸軸向竄動誤差對精度的影響。主軸純軸向竄動使加工的端面與內(nèi)外圓軸線不垂直。（如圖所示）實際回轉(zhuǎn)軸線始終沿理想回轉(zhuǎn)軸線作等幅的竄動⑶純角度擺動誤差對加工精度的影響主軸的純角度擺動會使外圓產(chǎn)生圓柱度誤差，鏜孔將成橢圓形。實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線始終成一傾角，在一個平面上作等幅擺動，且交點位置不變。主軸工作時，其回轉(zhuǎn)軸線的運動誤差是以上三種運動方式的綜合。,⑷影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素及提高回轉(zhuǎn)精度的措施主軸回轉(zhuǎn)精度不僅和主軸的制造精度有關(guān)，而且還與切削過程中主軸受力、受熱后的變形有關(guān)。主軸部件制造誤差是主軸回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)，包含,軸承誤差,軸承間隔,與軸承配合零件的誤差,滑動軸承：主軸是以軸頸在軸承內(nèi)回轉(zhuǎn)的，對于車床類機床，主軸的受力方向一定，這時主軸軸頸被壓向軸套表面某一位置，因此，主軸軸頸的圓度誤差將直接傳給工件。（下左圖）對于鏜類機床，主軸所受切削力的方向隨著鏜刀的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，因此軸套孔的圓度誤差將傳給工件。(右圖),滾動軸承：主軸回轉(zhuǎn)精度還和軸承的配合件有關(guān)。取決于內(nèi)、外環(huán)滾道的圓度誤差、內(nèi)座圈的壁厚誤差及滾動體的尺寸誤差和圓度誤差等。,⒉導軌誤差床身導軌是確定機床主要部件的相對位置和運動的基準。其誤差分為：導軌在水平面內(nèi)誤差；導軌在垂直平面內(nèi)誤差；兩導軌間的平行度誤差⑴導軌在水平面內(nèi)有直線度誤差將直接反映在被加工工件表面的法向方向，對加工精度影響極大，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差(鞍形或鼓形)。,⑵導軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差如圖，使刀尖產(chǎn)生ΔZ的位移，造成工件在半徑方向上產(chǎn)生誤差ΔR。對于龍門刨床、龍門銑床及導軌磨床來說，導軌的垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。,⑶兩導軌間有平行度誤差導軌發(fā)生扭曲，刀尖相對于工件在水平和垂直兩方向上發(fā)生偏移，從而影響加工精度。設(shè)垂直于縱向走刀的任意截面內(nèi)前、后導軌的平行度誤差為δ，則工件半徑變化量ΔR近似等于刀尖的水平位移，即機床導軌的幾何精度還與使用時的磨損及機床的安裝狀況有關(guān)。,⒊傳動鏈誤差特定情況下，要求刀具和工件之間具有準確的傳動比。若控制這些成形運動間的傳動鏈存在誤差，會成為影響精度的主要因素。減少傳動誤差可采取下列措施：⑴減少傳動鏈中的元件數(shù)目，縮短傳動鏈，以減少誤差來源⑵提高傳動元件，特別是末端傳動元件的制造精度和裝配精度⑶傳動鏈齒輪間存在間隙，同樣會產(chǎn)生傳動鏈誤差，因此要消除間隙。⑷采用誤差校正機構(gòu)來提高傳動精度。,㈡刀具的制造誤差⒈刀具的制造誤差成形刀具加工時，刀具切削基面上的投影就是加工表面的母線形狀，因此刀刃的形狀誤差以及刃磨、安裝、調(diào)整不正確都會直接影響加工表面精度。展成刀具加工時，刀具與工件要作具有嚴格運動關(guān)系的嚙合運動，加工表面是刀刃在相對嚙合中的包絡(luò)線，刀刃的形狀必須是加工表面的共軛曲線。定徑刀具加工時，刀具的尺寸誤差直接影響加工表面的尺寸精度，一些多刃的孔加工刀具會使加工表面尺寸擴大。一般刀具加工時，加工表面形狀由機床運動精度保證，尺寸由調(diào)整決定，刀具的制造精度對加工精度無直接影響。,⒉刀具的磨損刀具在加工表面法向的磨損量，直接反映出刀具磨損對加工精度的影響。分為三個階段：初期磨損階段(L下載提示(請認真閱讀)
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