机械制造工艺与机床夹具1 (2)

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1、机械制造工艺与机床夹具第二章机械加工精度第一节概述第二节影响加工精度的因素及其分析第三节加工误差的综合分析第四节提高加工精度的工艺措施第一节概述机械加工精度（简称加工精度）是指零件在机械加工后的几何参数（尺寸、刚体形状和表面间相互位置）的实际值和理论值相符合的程度。加工后零件的实际几何参数与理想零件的几何参数总有所不同，其差值称为加工误差。第二节影响加工精度的因素及其分析工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源，因此把工艺系统的误差叫做原始误差。一、加工原理误差例如，在车床上车削模数蜗杆，传动关系如图，传动比i

2、可用下式表示式中由于P1=πm，π为无限不循环小数。在选用挂轮时只能近似取值计算，因此蜗杆的螺距必然存在误差。即是在加工中采用了近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而产生的原始误差。二、机床、刀具、夹具的制造误差与磨损㈠机床误差——包括机床本身各部件的制造误差、安装误差和使用过程中的磨损。⒈主轴误差对主轴的精度要求最主要的就是在运转时能保持轴心线在空间的位置稳定不变，即回转精度。主轴运动误差表现为三种形式：纯径向跳动误差、轴向窜动误差、线角度摆动误差。⑴主轴纯径向跳动误差对精度的影响如图所示，设由于主

3、轴的纯径向跳动而使轴心线在Y坐标方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，其幅值为A；再设主轴中心偏移最大时，镗刀尖正好通过水平位置1，当镗刀转过φ角时，刀尖轨迹的水平分量与垂直分量分别计算得整理后得即镗出的孔为椭圆形。右图所示，设主轴轴心仍沿Y轴坐标作简谐直线运动，在工件1处切出的半径比2和4处小一个振幅A，而在工件3处切出的半径则相反，这样，上述四点的工件直径都相等，其它各点的直径误差也很小，所以车削出的工件表面接近一个真圆，但中心偏离。⑵主轴轴向窜动误差对精度的影响主轴纯轴向窜动使加工的端面与内外圆轴线

4、不垂直。（如图所示）⑶纯角度摆动误差对加工精度的影响主轴的纯角度摆动会使外圆产生圆柱度误差，镗孔将成椭圆形。主轴工作时，其回转轴线的运动误差是以上三种运动方式的综合。⑷影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施主轴回转精度不仅和主轴的制造精度有关，而且还与切削过程中主轴受力、受热后的变形有关。主轴部件制造误差是主轴回转精度的基础，包含轴承误差轴承间隔与轴承配合零件的误差滑动轴承：主轴是以轴颈在轴承内回转的，对于车床类机床，主轴的受力方向一定，这时主轴轴颈被压向轴套表面某一位置，因此，主轴轴颈的圆度误差将直接传给

5、工件。（下左图）对于镗类机床，主轴所受切削力的方向随着镗刀的旋转而旋转，因此轴套孔的圆度误差将传给工件。(右图)滚动轴承：主轴回转精度还和轴承的配合件有关。取决于内、外环滚道的圆度误差、内座圈的壁厚误差及滚动体的尺寸误差和圆度误差等。⑸主轴回转精度的测量生产现场通常采用将精密心棒插入主轴锥孔，在其圆周表面和端部分别用千分表测量。此法简单，但不能反映主轴在工作转速下的回转精度，也不能把性质不同的误差区分开来。下述测量法主要用于镗铣类机床，在主轴端部粘结一个精密测量圆盘3，球的中心和主轴的回转轴心线略有偏心e，由摆

6、动盘5进行调整，在球的周围相互垂直地安装两个位移传感器1、2，传感器和测量球之间保持一定间隙。⒉导轨误差床身导轨是确定机床主要部件的相对位置和运动的基准。其误差分为：导轨在水平面内误差；导轨在垂直平面内误差；两导轨间的平行度误差⑴导轨在水平面内有直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法向方向，对加工精度影响极大，使工件产生圆柱度误差(鞍形或鼓形)。⑵导轨在垂直平面内有直线度误差如图，使刀尖产生ΔZ的位移，造成工件在半径方向上产生误差ΔR。对于龙门刨床、龙门铣床及导轨磨床来说，导轨的垂直面内的直线度误差将直接反映

7、到工件上。⑶两导轨间有平行度误差导轨发生扭曲，刀尖相对于工件在水平和垂直两方向上发生偏移，从而影响加工精度。设垂直于纵向走刀的任意截面内前、后导轨的平行度误差为δ，则工件半径变化量ΔR近似等于刀尖的水平位移，即机床导轨的几何精度还与使用时的磨损及机床的安装状况有关。⒊传动链误差特定情况下，要求刀具和工件之间具有准确的传动比。若控制这些成形运动间的传动链存在误差，会成为影响精度的主要因素。减少传动误差可采取下列措施：⑴减少传动链中的元件数目，缩短传动链，以减少误差来源⑵提高传动元件，特别是末端传动元件的制造精度和

8、装配精度⑶传动链齿轮间存在间隙，同样会产生传动链误差，因此要消除间隙。⑷采用误差校正机构来提高传动精度。㈡刀具的制造误差⒈刀具的制造误差成形刀具加工时，刀具切削基面上的投影就是加工表面的母线形状，因此刀刃的形状误差以及刃磨、安装、调整不正确都会直接影响加工表面精度。展成刀具加工时，刀具与工件要作具有严格运动关系的啮合运动，加工表面是刀刃在相对啮合中的包络线，刀刃的形状必须是加工表面的共