機械加工精度-wenkub

　

【正文】 和 位置精度 。 ? (2) 加工精度是由零件圖紙或工藝文件以公差 T 給定的 ， 而加工誤差則是零件加工后的實際測得的偏離值 。 ? 機械制造質(zhì)量分成 加工精度 和 表面質(zhì)量兩個方面來研究 。 圖 51 微觀幾何形狀誤差、波度與宏觀幾何形狀誤差 20233 5 ? 表面粗糙度 是加工表面的微觀幾何形狀誤差 ， 其波距與波高之比一般小于 50。 20233 3 ? 產(chǎn)品的制造質(zhì)量主要與零件制造質(zhì)量 、產(chǎn)品的裝配質(zhì)量有關(guān) ， 零件的制造質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ) 。 ? ? 當今 ， 服務(wù)也占據(jù)越來越重要的地位 。 ? 產(chǎn)品的質(zhì)量是第一位的，沒有質(zhì)量，高效率、低成本就失去了意義。 優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗是企業(yè)發(fā)展的必由之路。 ? 優(yōu)質(zhì)就是高的產(chǎn)品質(zhì)量。 ? 產(chǎn)品質(zhì)量是指用戶對產(chǎn)品的滿意程度。 20233 2 ? 制造質(zhì)量 ，它主要指產(chǎn)品的制造與設(shè)計的符合程度。 ? 零件的機械制造質(zhì)量包括 零件幾何精度 和零件表面層的 物理機械性能 兩個方面。 ? 波距與波高之比在 50~1000范圍內(nèi)的幾何形狀誤差 ， 稱為 波度 。 ? 前者包括尺寸精度 、 宏觀幾何形狀精度和位置精度； ? 后者包括表面粗糙度 、 波度和表面層材料物理機械性能 。 一般說 ， 當T 時 ， 就保證了加工精度 。 ? 在精密加工中，形狀精度往往占主導地位。 20233 11 ?加工誤差與加工成本 C成反比關(guān)系。 ? 相反， B 點右側(cè)曲線幾乎與橫坐標平行，即使工件精度要求很低，也必須耗費一定的最低成本。 ? 加工誤差的大小，則決定于原始誤差的大小和方向。 20233 21 20233 22 四、 研究機械加工精度的方法 分析計算法 統(tǒng)計分析法 是在掌握各種原始誤差對加工精度影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析工件加工中所出現(xiàn)的誤差可能是哪一種或哪幾種主要原始誤差所引起的，并找出原始誤差與加工誤差之間的影響關(guān)系，通過估算來確定工件加工誤差的大小，再通過試驗測試來加以驗證。 20233 24 ? 兩種方法常常結(jié)合起來應(yīng)用， ? 可先用統(tǒng)計分析法尋找加工誤差產(chǎn)生的規(guī)律，初步判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因； ? 然后運用計算分析法進行分析、試驗，找出影響工件加工精度的主要原因。 20233 31 （ 1） 導軌在水平面內(nèi)直線度誤差的影響 當導軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為△ y時 ,引起工件在半徑方向的誤差為（ 圖 5－ 9）： △ R=△ y ΔY ΔY o D ΔR 水平面 導軌水平面內(nèi)直線度 圖 5－ 9 導軌在水平面內(nèi)直線度誤差 20233 32 20233 33 （ 2） 導軌在垂直面內(nèi)直線度誤差的影響 設(shè)：△ Z=△ Y= ， R=50mm ， 則由于法向原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差 △ R= △ Y =, 由于切向原始誤差產(chǎn)生的加工誤差 △ R ≈△ Z2/d = 此值完全可以忽略不計。 從 圖 511可知，車床前后導軌扭曲的最終結(jié)果反映在工件上，于是產(chǎn)生了加工誤差△ y。 ? 可采用耐磨合金鑄鐵、鑲鋼導軌、貼塑導軌、滾動導軌、導軌表面淬火等措施提高導軌的耐磨性。它主要影響加工工件的圓度和圓柱度。 ?產(chǎn)生主軸 徑向回轉(zhuǎn)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、 主軸撓度等。 20233 45 下面以在鏜床上鏜孔、車床上車外圓為例來說明主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響。 這樣，上述四點工件的直徑都相等，其它各點直徑誤差也很小，所以車削出的工件表面接近于一個真圓。 2）減少機床主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響。 20233 55 討 論 ? 鏜床上鏜孔時，工作臺進給（ 圖示 ），即工件直線進給運動，鏜桿旋轉(zhuǎn)運動。 20233 56 20233 57 討論 ? 若鏜桿進給，即鏜桿既旋轉(zhuǎn)又移動（ 圖示 ），導軌誤差對加工精度有無影響？ ? 答：不會產(chǎn)生孔的形狀誤差，但會產(chǎn)生孔的位置誤差。 （ 2）機床傳動鏈誤差描述 傳動鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差。 3）盡可能采用降速運動，且傳動比最小的一級傳動件應(yīng)在最后。 成形刀具（如成形車 刀、成形銑刀、盤形齒 輪銑刀等）的誤差主要 影響被加工面的形狀精 度 展成法刀具（如齒輪 滾刀、插齒刀等）加工齒 輪時，刀刃的幾何形狀及 有關(guān)尺寸精度會直接影響 齒輪加工精度 三、工藝系統(tǒng)其它幾何誤差 刀具誤差對加工精 度的影響隨刀具種類 的不同而不同。 ? 但在加工余量過小或工件壁厚較薄的情況下，用磨鈍了的刀具加工后，工件的加工表面會發(fā)生收縮現(xiàn)象 (負擴切 )。 ?此類刀具因刀具的安裝誤差所引起的工件形狀誤差不可忽視。 ? 因為加工表面的形狀主要由機床運動精度來保證，加工表面的尺寸主要由調(diào)整決定。 20233 73 ? 在用調(diào)整法車削短小的軸件時 ， 車刀的磨損 ， 對一個工件來說其影響可以忽略不計 。 20233 74 圖例 車刀的尺寸磨損 圖例 車刀磨損過程 20233 75 ?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(shù)和切削用量， ?正確地刃磨刀具， ?正確地采用冷卻潤滑液等，均可有效地減少刀具尺寸磨損。 ?必須注意提高夾具易磨損件的耐磨性。 20233 79 圖例 鉆孔夾具誤差對加工精度的影響 20233 80 測量誤差 （ 1）量具、量儀和測量方法本身的誤差 （ 2）環(huán)境條件的影響（溫度、振動等） （ 3）測量人員主觀因素的影響（視力、測量 力大小等） （ 4）正確選擇和使用量具，以保證測量精度 20233 81 調(diào)整誤差 試切法調(diào)整 定程機構(gòu)調(diào)整 樣板、樣件調(diào)整 夾具安裝調(diào)整 大批量生產(chǎn)時常采用 行程擋塊、靠模、凸輪 作為定程機構(gòu)，其制造 精度和調(diào)整精度產(chǎn)生調(diào) 整誤差 樣件、樣板的制造精度 和安裝精度、對刀精度 產(chǎn)生調(diào)整誤差 ?測量誤差 ?進給機構(gòu)位移誤差（爬 行現(xiàn)象） ?加工余量的影響（余量 很小時，刀刃打滑） 影響工件在機床上 占有正確的加工位置 20233 82 調(diào)整誤差 ?在活塞加工中，就存在著許多工藝系統(tǒng)的調(diào)整問題。 這種調(diào)整方式產(chǎn)生調(diào)整誤差的來源有三個方面： ? (1)度量誤差 ? 量具本身的誤差和使用條件下的誤差摻入到測量所得的讀數(shù)之中，無形中擴大了加工誤差。 圖 511 試切調(diào)整 20233 85 ? (3)微進給誤差 在試切最后一刀時 ， 總是要調(diào)整一下車刀 (或砂輪 ) 的徑向進給量 。 20233 86 ?在大批大量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用行程擋塊 、 靠模 、 凸輪等機構(gòu)保證加工精度 。 ? 3)在一些銑床夾具上常裝有對刀塊 ， 專門供銑刀對刀之用 。 ?鏜直徑較小的內(nèi)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。工藝系統(tǒng)的總變形量為： yxt= yjc+ydj+yjj+ygj kxt=Fp/yxt, kjc= Fp/yjc ， kdj= Fp/ydj , kjj= Fp/yjj， kgj= Fp/ygj 工藝系統(tǒng)剛度的一般式為： kxt= 1/(1/kjc+1/ kdj+1/ kj+1/ kgj) （ 4 7） 20233 97 3. 機床部件剛度特點 20233 98 圖 單向靜載測定車床剛度 1－心軸 6－千分表 4－測力環(huán) 5－螺旋加力器 圖 5－ 15 車床刀架部件的剛度曲線 Ⅰ －一次加載 Ⅱ －二次加載 Ⅲ －三次加載 20233 99 （ 1）機床部件剛度的特點 1） 背向力 Fp與刀架變形 ydj不是線性關(guān)系。 20233 100 1)結(jié)合面接觸變形的影響 ? 由于零件表面存在宏觀幾何形狀誤差和微觀幾何形狀誤差，結(jié)合面的實際接觸面積只是名義接觸面積的一小部分，在外力作用下，實際接觸區(qū)的接觸應(yīng)力很大，產(chǎn)生了較大的接觸變形。 ? 其原因在于機床部件受力變形過程中有摩擦力的作用 。 圖 機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié) a) 溜板中的楔鐵 b) 軸承套 20233 105 圖 表面接觸變形與壓強的關(guān)系 20233 106 4)間隙的影響 ? 機床部件受力作用，首先消除零件間在受力作用方向上的間隙，會使機床部件產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 1） 工件的剛度及其變形 （二）工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響 切削力作用位置變化引起的加工誤差 20233 108 2） 工件短而粗 即此時工藝系統(tǒng)剛度主要取決于機床剛度 當?shù)毒咔邢鞯焦ぜ娜我馕恢? C時（ 圖示 ），工藝系統(tǒng)的總變形 y系統(tǒng) 為： yxt＝ yx+y刀架 通過推證可知工藝系統(tǒng)在工件切削點處的變形量為 : y系統(tǒng) =Fp［ 1/k刀 +1/k頭 (Lx/x)2+1/k尾 (x/L)2］ (516) 可以看出 : y系統(tǒng) =f(x)， 是一個二次拋物線方程，變形大小隨刀具在 x方向位置變化 ,使車出的工件呈拋物線形狀（ 圖 5－20）。 切削力 大小變化引起的加工誤差（誤差復映） 20233 113 圖 5－ 18 毛坯形狀誤差復映 20233 114 1＜稱為誤差復映系數(shù)， ??? mw ??? f、 ap 、 vc － 分別為進給量、背吃刀量和切削速度； pFKpFC 、 ppp FFF nyx 、 CKvfCppFpFp FncyF ?1?pFx pcaF ? )(),( 222111 yacFyac pPpp ????式中 －與切削條件有關(guān)； －指數(shù)； ，所以 在一次走刀加工中，切削速度、進給量及其它切削條件設(shè)為不變，即 C為常數(shù)，在車削加工中， 即 pFKpFncvpFyfpFxpapFCpF ?根據(jù)車削力的計算公式20233 115 由于 y y2相對 ap ap2而言數(shù)值較小，可忽略不計，即有 mxtppxtxtPxtpwppppkCaakCkFFFyycaFcaF???????????)(,2121212211所以 xtkC?? 由上式可知 ,工藝系統(tǒng)的剛度 kxt越大 ,復映系數(shù) ε越小 ,毛坯誤差復映到工件上去的部分就越少 。預(yù)加 載荷，也可增大 接觸剛度 加工細長軸時， 采用中心架或 跟刀架來提高 工件的剛度。 （ 1）提高 接觸剛度 （ 2）提高零部 件剛度減小受力 變形 （ 3）合理安 裝工件減小 夾緊變形 4．減少摩擦防止微量進給時的“爬行” （ 5）合理使 用機床 （ 6）合理安排 工藝，粗精分開 （ 7）轉(zhuǎn)移或 補償彈性變形 減少工藝系統(tǒng)受力變形 減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施 20233