机械加工质量与控制课件.ppt

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1、C7机械加工质量与控制主要内容（1）影响加工精度的因素（2）加工误差的分析方法（3）机械加工表面质量7.1机械加工精度概述一、加工精度与加工误差1、加工精度——是零件在加工后，其尺寸、几何形状、表面相互位置等几何参数的实际数值与理想零件的几何参数值相符合的程度。加工精度的几个方面：尺寸精度形状精度位置精度表面粗糙度加工误差——零件实际几何参数与理想几何参数的偏差。公差——几何参数允许的变动量。只要误差大小不影响仪器的使用性能，就允许它在一定的范围内变动。规定公差——就是为了限制加工误差，控制加工难度。精度分为：正确

2、度——表征测量结果稳定地接近真值的程度。（系统误差）精密度——表征测量结果的一致性或误差的分散性。（随机误差）准确度——表征测量结果与真值之间的一致程度。包含以上两者。是综合。误差：（按数学特征分）随机误差——由大量的独立微小因素的影响所造成，其数值的大小和方向没有一定的规律。服从统计规律。大多数服从正态分布。系统误差——由一些稳定的误差因素的影响所造成。其数值大小、方向在测量过程中恒定不变或按照一定规律变化。可以预测它的出现，并可进行调整和修正。粗大误差——指超出规定条件所产生的误差。一般是由于疏忽或错误所引起。

3、测量中出现，应予以剔除。二、 获得规定加工精度的方法1）尺寸精度试切法定尺寸刀具法调整法数控加工2）形状精度仿形法：用特定形状的刀具切削工件。成形运动法：刀具相对于工件作一定规律的切削运动。非成形运动法：人工加工3）位置精度：主要由机床、夹具和刀具精度来保证。7.2影响加工精度的工艺因素一、工艺系统的几何误差1.机床误差1）主轴回转误差主轴——是工件或刀具的位置基准和回转运动基准，其误差直接影响工件加工精度。主轴回转误差分为：轴向窜动误差径向圆跳动误差角度偏摆影响主轴回转精度主要是支承主轴的轴承精度及安装精度。2）

4、机床导轨误差：刨床、铣床工作面——加工表面的平面度。车床、镗床工作面——加工外圆、孔的圆度和圆柱度以卧式车床导轨为例:（1）导轨在水平面的直线度Δ1将直接反映在被加工工件表面的法线方向上。ΔR1=Δ1对加工精度的影响最大。（2）导轨在垂直平面内的直线度Δ2误差敏感方向——是指加工中刀具接触处工件的法线方向。加工误差的方向与误差敏感方向一致：对加工精度的影响较大。加工误差的方向与误差敏感方向垂直：对加工精度的影响较小。Δ2对加工精度的影响比Δ1小得多。（3）前后导轨在垂直平面内的平行度误差Δ3----表征前后导轨存在

5、扭曲，刀架移动时产生摆动。ΔR=H/B•Δ3H----导轨面到主轴回转中心的距离；B----两轨的距离；一般，车床H/B=2/3磨床H/B=1Δ3也是直接反映到被加工工件上。3）机床传动链误差对加工精度影响很大提高传动链精度的方法：减少传动元件数量提高传动元件精度采用校正装置来减少传动链误差2、夹具误差和磨损-----严重影响工件的加工精度夹具误差包括：制造误差定位元件和导向元件的磨损夹具在机床上安装误差夹具制造公差应小于被加工工件的公差粗加工：取工件尺寸公差的1/5～1/10。精加工：取工件尺寸公差的1/3～1/

6、5。3、刀具误差和磨损加工精度与采用的刀具精度磨损程度刀具在机床上的正确安装均有直接关系。减小刀具对加工精度的影响：（1）合理规定刀具的制造误差（2）根据工件材料及加工要求正确选择刀具材料、几何参数、切削用量（3）选择合适的冷却液，减小刀具磨损，提高刀具寿命。4、工件安装、调整和测量的误差（1）工件安装误差——是指工件在夹具中定位和夹紧时产生的误差。（2）调整误差——是指在开始加工前，由于工艺系统各部分的调整所带来的误差。（3）测量误差——包括量仪本身误差和测量过程条件变化引起的误差。二、工艺系统的受力变形1、基本

7、概念刚度——是物体抵抗使其变形的外力的能力。J=F/YF----外力（N）Y----外力作用方向的变形量(mm)J----刚度(N/mm)2、工艺系统刚度及其对加工精度的影响（1）机床、夹具、刀具、工件在切削力作用下，都有不同程度的变形Yi；工艺系统受力作用的变形Y系是各组成部分变形的叠加值：Y系=Y机床+Y夹+Y刀+Y工系统刚度1/J系=1/J机床+1/J夹+1/J刀+1/J工例：车床的刚度分析（2）复映误差对加工精度的影响背吃刀量ap的变化，引起切削力的变化，导致工艺系统的变形量ΔY的变化。Δap=ap1-ap

8、2=Δ毛ap1----最大背吃刀量；ap2----最小背吃刀量；Δ毛----毛坯在半径上的尺寸差。切削力计算公式Fy=Cpy•ap•f0.75Cpy----切削力系数；f----进给量。对工艺系统而言，变形量ΔY的变化：ΔY=Y1-Y2=Cpy•f0.75•（ap1-ap2）/J系ΔY是工件在同一径向截面上，由于ap不同，导致Fy不同，----造成加工后工件