最新5机械加工质量解析教学讲义PPT.ppt

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1、5机械加工质量解析4.1机械加工精度4.1.1概述1）加工精度的概念加工精度：是指零件加工后，其几何参数的实际数值与图纸规定的设计数值相符合的程度。加工精度包括：尺寸精度：加工表面的实际尺寸与设计尺寸的尺寸误差不超过一定的尺寸公差范围。在国标中尺寸公差分20级（IT01、IT0、IT1~IT18）。几何形状精度：加工表面的实际几何要素对理想几何要素的变动量不超过一定公差范围。在国标中形状公差有六项：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。相互位置精度：加工表面的实际几何要素对由基准确定方向或位置

2、的理想几何要素的变动量。在国标中位置公差有八项：平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动。2机械工程学院机械制造基础2）原始误差的来源及其与加工误差l加工误差：是指零件加工后，其几何参数的实际数值与图纸规定的设计数值不符合的程度，即实际数值与设计数值之差。l原始误差：包括机床、夹具、刀具及工件在内的机械加工工艺系统各环节的误差，是造成零件加工误差的工艺因素。l原始误差与加工误差的关系原始误差对加工误差的影响表现为其在工序尺寸上的分量的大小。误差敏感方向：原始误差对加工精度影响最大的方

3、向。误差不敏感方向：原始误差对加工精度影响最小的方向。3机械工程学院机械制造基础4.1.3工艺系统几何误差机床误差机床精度取决于其制造精度、装配精度及磨损情况，其中对加工精度影响最大的是主轴误差、导轨误差等。主轴几何偏心：车床上，与定位基准面间产生同轴度、垂直度等位置误差；镗床和钻床会造成孔径的扩大。主轴回转误差（主轴轴线漂移）：纯径向跳动：车削外圆、镗孔时产生圆度误差。纯轴向窜动：车端面产生平面度误差；车螺纹产生螺距小周期误差。纯角度摆动：产生圆柱度或端面形状误差。7机械工程学院机械制造基础主轴误差对加

4、工精度的影响：相同的误差对于不同加工方法影响各不相同。例如：镗床镗孔时刀具随机床主轴回转，切削力和误差敏感方向也在旋转，轴线的漂移会直接反映到工件上去。车削是工件回转，切削力和误差敏感方向不变，只有水平方向误差才1:1地反映到工件上。8机械工程学院机械制造基础提高主轴回转精度的措施:（1）提高主轴部件的制造精度，选用高精度滚动轴承或采用动压、静压轴承（刚度高、回转精度高）；（2）对滚动轴承进行预紧，以消除间隙或产生微量过盈，提高轴承刚度。（3）采用合理的工艺方法来消除主轴回精度对加工精度的影响，主轴只起传

5、递动力和运动的作用。例：采用固定顶尖定位加工，工件轴线不变。采用电磁无心磨削加工，工件与主轴之间有偏心量产生传递扭矩，切削力与电磁力合力使工件紧贴在可调支承，主轴转动与工件定位无关。9机械工程学院机械制造基础导轨误差：对加工误差的影响（以车削为例）直线度误差：导轨扭曲：导轨与主轴位置误差：传动误差：螺纹加工、齿轮加工等要求刀具与工件间保持固定的传动关系，传动误差将影响螺纹导程、齿轮的分度精度等。10机械工程学院机械制造基础2.刀具误差展成法：加工表面是无数刀刃轨迹的包络面，刀刃形状为加工表面的共扼曲线，刀

6、具误差会影响加工表面的形状误差。轨迹法：工件表面是刀尖与工件相对运动轨迹的包络面。定尺寸刀具：如钻头、铰刀、拉刀等，尺寸、形状直接影响工件尺寸和形状精度。刀具磨损：直接影响刀具的尺寸、形状等。刀具误差包括刀刃廓形制造、刃磨误差及刀具安装误差。成形法：刀具表面廓形“复印”到加工表面上。安装误差也直接影响加工表面形状精度。例如：车削螺纹，车刀安装偏高或偏低，三角形牙型轮廓会变成双曲线。11机械工程学院机械制造基础3.夹具制造误差定位元件、刀具导向装置、对刀装置、分度机构以及夹具体等零件及组件的制造误差、组装位

7、置误差，引起加工表面尺寸及位置误差。夹具磨损引起的定位误差。夹具制造误差主要是：12机械工程学院机械制造基础4.1.4工艺系统受力变形1.工艺系统受力变形分析机械加工过程中，在重力、切削力、惯性力、传动力等外力作用下，工艺系统都会变形，破坏刀具与工件间的正确位置，从而产生加工误差。刚度：指加到系统上的作用力P与由它产生的在作用力方向上的位移y的比值。即K=P/y工艺系统的刚度：指垂直于待加工表面的切削分力Py与工件在Py方向的位移之比值。Ks=Py/y根据材料力学计算，两顶尖加工工件简化为简支梁：13机械

8、工程学院机械制造基础2.工艺系统受力对加工精度的影响（1）切削力对加工精度的影响误差复映：有形状误差（或相互位置误差）的工件毛坯，在加工后，因加工余量不均，切削力变化，使工艺系统产生了相应的变形，其形状误差（或位置误差）仍以与毛坯相似的形式、程度不同地反映在新的加工表面上。工件误差Δg对毛坯误差Δm的复映程度称为误差复映系数ε。即ε=Δg/Δm例：车削加工短圆柱毛坯，该毛坯有圆度误差（椭圆），这时系统刚度可即近似看成常数。因此