机械加工质量及其控制14584.ppt

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1、第四章机械加工质量及其控制第一节机械加工精度概述一、加工精度与加工误差加工精度：加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数的接近程度；实际值愈接近理想值，加工精度就愈高。零件的加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度等三方面的内容。(1)尺寸精度指机械加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的接近程度。(2形状精度指机械加工后零件几何图形的实际形状与理想形状的接近程度。(3)位置精度指机械加工后零件几何图形的实际位置与理想位置的接近程度。加工误差：

2、零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）对理想几何参数的偏离量称为加工误差。公差：加工误差允许变动的范围，就是公差。公差是用来限制加工误差大小的，公差值越小，允许的加工误差越小，加工精度就越高，所以，公差等级可以衡量加工精度。二、加工经济精度加工经济精度是指在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。每一种加工方法的加工经济精度并不是固定不变的。加工误差δ和加工成本C有图4-1所示的关系。第二节影响机械加工精度的因素影响加工

3、精度的主要因素有：1）工艺系统的几何误差，包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损。2)工件装夹误差。3)工艺系统受力变形引起的加工误差。4）工艺系统受热变形引起的加工误差。5)工件内应力重新分布引起的变形。6)其他误差，包括原理误差、测量误差、调整误差等。一、工艺系统的几何误差（一）机床的几何误差1．主轴回转误差主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。为便于分析，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动三种不同形式的误差。主轴回转误差将直接影响被加工工件的形状

4、精度和位置精度。(1)径向圆跳动概念：它是主轴回转轴线相对于平均回转轴线在径向的变动量，如图4-2a所示。图4-2车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。产生的主要原因：主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的圆度误差等。若机床主轴采用滑动轴承结构：a.切削力F的作用方向不变（见图4-3a车外圆的情形)在切削力F的作用下，主轴颈以不同的部位与轴承内径的某一固定部位相接触，此时主轴支承轴颈的圆度误差将直接反映为主轴径向圆跳动δd，而轴承内径的圆度误差则影响不大；b.切削力F的作用方向变化（见图4-3

5、b镗床镗孔)在切削力F的作用下，主轴总是以其支承轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触，因此，轴承内表面的圆度误差将直接反映为主轴径向圆跳动δd，而主轴支承轴颈的圆度误差则影响不大。图4-3若机床主轴采用滚动轴承结构：在车床上车外圆时，滚动轴承内环外滚道的圆度误差对主轴径向圆跳动影响较大。在镗床上镗孔时，轴承外环内滚道的圆度误差对主轴径向圆跳动影响较大。上述两种情况滚动体的尺寸误差将直接影响主轴径向圆跳动误差的大小。（2）轴向圆跳动概念：它是主轴回转轴线沿平均回转轴线方向的变动量，如图4-2

6、b所示。产生的主要原因：主轴轴肩端面和推力轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。图4-2车端面时它使工件端面产生垂直度、平面度误差。(3)角度摆动概念：主轴回转轴线相对平均回转轴线成一倾斜角度的运动，如图4-2c所示。图4-2车削时，它使加工表面产生圆柱度误差和端面的形状误差。提高机床主轴的回转精度的措施：提高主轴及箱体轴承孔的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等。2.导轨误差卧式车床导轨误差对加工精度的影响：(1)导轨在水平面内的直线度

7、误差对加工精度的影响导轨在水平面内有直线度误差Δy时，工件半径产生ΔR=Δy的误差。导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法线方向（误差敏感方向）上，对加工精度的影响最大。(2)导轨垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响导轨在垂直平面内有直线度误差Δz时，也会使车刀在水平面内发生位移（图4-5)，使工件半径产生误差ΔR,ΔR≈（Δz)2/(2R)。与Δz值相比，ΔR属微小量，由此可知，导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小，一般可忽略不计。(3)导轨间的平行度误差对加工精

8、度的影响当前后导轨在垂直平面内有平行度误差（扭曲误差）时，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生圆柱度误差。导轨间在垂直方向有平行度误差Δl3时，如图4-6所示，将使工件与刀具的正确位置在误差敏感方向产生Δy≈（H/B)×Δl3的偏移量，使工件半径产生ΔR＝Δy的误差，对加工精度影响较大。除了导轨本身的制造误差之外，导轨磨损是造成机床精度下降的主要原因。选用合理的导轨形状和导轨组合形式，采用耐磨合金铸铁导轨、镶钢导轨、贴塑导轨、滚动导轨以及对导轨进行表面淬火处理等措施均可提高导轨的耐磨性。3．