機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具第2章.ppt
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機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具,第二章機(jī)械加工精度第一節(jié)概述第二節(jié)影響加工精度的因素及其分析第三節(jié)加工誤差的綜合分析第四節(jié)提高加工精度的工藝措施,本章介紹機(jī)械加工精度與加工誤差，從保證零件的機(jī)械加工質(zhì)量出發(fā)，研究機(jī)械加工系統(tǒng)中各種誤差對(duì)加工精度的影響，分析其內(nèi)在的聯(lián)系。研究工藝系統(tǒng)中各種誤差與加工精度之間的關(guān)系，掌握其變化的基本規(guī)律，尋求提高加工精度的途徑。本章討論的內(nèi)容有機(jī)械加工精度與誤差的基本概念、影響加工精度的因素、加工誤差的綜合分析及提高加工精度的途徑四個(gè)方面。,第一節(jié)概述,機(jī)械加工精度（簡(jiǎn)稱加工精度）是指零件在機(jī)械加工后的幾何參數(shù)（尺寸、剛體形狀和表面間相互位置）的實(shí)際值和理論值相符合的程度。,加工后零件的實(shí)際幾何參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)總有所不同，其差值稱為加工誤差。,加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量?！凹庸ぞ取焙汀凹庸ふ`差”是評(píng)定零件幾何參數(shù)準(zhǔn)確程度的兩種不同概念。生產(chǎn)實(shí)際中用控制加工誤差的方法或現(xiàn)代主動(dòng)適應(yīng)加工方法來保證加工精度。,研究加工精度的方法研究加工精度的方法一般有兩種：一是因素分析法，通過分析計(jì)算或?qū)嶒?yàn)、測(cè)試等方法，研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響。一般不考慮其它因素的同時(shí)作用，主要是分析各項(xiàng)誤差單獨(dú)的變化規(guī)律。二是統(tǒng)計(jì)分析法，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)生產(chǎn)中一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過程的正常進(jìn)行。這兩種方法在生產(chǎn)實(shí)際中往往結(jié)合起來應(yīng)用。一般先用統(tǒng)計(jì)分析法找出誤差的出現(xiàn)規(guī)律，判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運(yùn)用因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)，以便迅速有效地找出影響加工精度的關(guān)鍵因素。,零件的機(jī)械加工是在由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)中進(jìn)行的。工藝系統(tǒng)中凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差。原始誤差的存在，使工藝系統(tǒng)各組成部分之間的位置關(guān)系或速度關(guān)系偏離了理想狀態(tài)，致使加工后的零件產(chǎn)生了加工誤差。原始誤差的分類歸納如下。若原始誤差是在加工前已存在，即在無切削負(fù)荷的情況下檢驗(yàn)的，稱為工藝系統(tǒng)靜誤差；若在有切削負(fù)荷情況下產(chǎn)生的則稱為工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差。,第二節(jié)影響加工精度的因素及其分析,圖1為活塞銷孔精鏜工序中的各種原始誤差：由于定位基準(zhǔn)不是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)而產(chǎn)生的定位誤差;由于夾緊力過大而產(chǎn)生的夾緊誤差屬工件裝夾誤差；機(jī)床制造或使用中的磨損產(chǎn)生的導(dǎo)軌誤差屬于機(jī)床誤差；調(diào)整刀具與工件之間位置而產(chǎn)生的對(duì)刀誤差屬調(diào)整誤差；由于切削熱、摩擦熱等因素的影響而產(chǎn)生的機(jī)床熱變形屬于工藝系統(tǒng)熱變形;還有加工過程中的刀具磨損;加工完畢測(cè)量工序尺寸時(shí),由于測(cè)量方法和量具本身的誤差而產(chǎn)生的測(cè)量誤差。,各種原始誤差的大小和方向各有不相同，而加工誤差則必須在工序尺寸方向上測(cè)量。所以原始誤差的方向不同時(shí)對(duì)加工誤差的影響也不同。以車削為例說明原始誤差與加工誤差的關(guān)系。圖中實(shí)線為刀尖正確位置，虛線為誤差位置。原始誤差的方向不同時(shí)對(duì)加工誤差的影響也不同。把對(duì)加工誤差影響最大的那個(gè)方向（即通過刀刃的加工表面的法線方向）稱為誤差敏感方向。,（1）,（2）,,,,,,,,d,ΔR,,R+ΔR,,R,,,,,,ΔY,o,D,ΔR,ΔZ,原始誤差與加工誤差的關(guān)系,圖例,圖例,,,,,,,一、加工原理誤差例如，在車床上車削模數(shù)蝸桿，傳動(dòng)關(guān)系如圖，傳動(dòng)比i可用下式表示式中由于P1=πm，π為無限不循環(huán)小數(shù)。在選用掛輪時(shí)只能近似取值計(jì)算，因此蝸桿的螺距必然存在誤差。,即是在加工中采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差。,二、機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差與磨損㈠機(jī)床誤差——包括機(jī)床本身各部件的制造誤差、安裝誤差和使用過程中的磨損。⒈主軸誤差對(duì)主軸的精度要求最主要的就是在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能保持軸心線在空間的位置穩(wěn)定不變，即回轉(zhuǎn)精度。主軸運(yùn)動(dòng)誤差表現(xiàn)為三種形式：純徑向跳動(dòng)誤差、軸向竄動(dòng)誤差、線角度擺動(dòng)誤差。,⑴主軸純徑向跳動(dòng)誤差對(duì)精度的影響如圖所示，設(shè)由于主軸的純徑向跳動(dòng)而使軸心線在Y坐標(biāo)方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，其幅值為A；再設(shè)主軸中心偏移最大時(shí)，鏜刀尖正好通過水平位置1，當(dāng)鏜刀轉(zhuǎn)過φ角時(shí)，刀尖軌跡的水平分量與垂直分量分別計(jì)算得整理后得即鏜出的孔為橢圓形。,實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線始終平行于理想回轉(zhuǎn)軸線，在一個(gè)平面內(nèi)作等幅的跳動(dòng)。,右圖所示，設(shè)主軸軸心仍沿Y軸坐標(biāo)作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，在工件1處切出的半徑比2和4處小一個(gè)振幅A，而在工件3處切出的半徑則相反，這樣，上述四點(diǎn)的工件直徑都相等，其它各點(diǎn)的直徑誤差也很小，所以車削出的工件表面接近一個(gè)真圓，但中心偏離。,⑵主軸軸向竄動(dòng)誤差對(duì)精度的影響。主軸純軸向竄動(dòng)使加工的端面與內(nèi)外圓軸線不垂直。（如圖所示）實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線始終沿理想回轉(zhuǎn)軸線作等幅的竄動(dòng)⑶純角度擺動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響主軸的純角度擺動(dòng)會(huì)使外圓產(chǎn)生圓柱度誤差，鏜孔將成橢圓形。實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線始終成一傾角，在一個(gè)平面上作等幅擺動(dòng)，且交點(diǎn)位置不變。主軸工作時(shí)，其回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)誤差是以上三種運(yùn)動(dòng)方式的綜合。,⑷影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素及提高回轉(zhuǎn)精度的措施主軸回轉(zhuǎn)精度不僅和主軸的制造精度有關(guān)，而且還與切削過程中主軸受力、受熱后的變形有關(guān)。主軸部件制造誤差是主軸回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)，包含,軸承誤差,軸承間隔,與軸承配合零件的誤差,滑動(dòng)軸承：主軸是以軸頸在軸承內(nèi)回轉(zhuǎn)的，對(duì)于車床類機(jī)床，主軸的受力方向一定，這時(shí)主軸軸頸被壓向軸套表面某一位置，因此，主軸軸頸的圓度誤差將直接傳給工件。（下左圖）對(duì)于鏜類機(jī)床，主軸所受切削力的方向隨著鏜刀的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，因此軸套孔的圓度誤差將傳給工件。(右圖),滾動(dòng)軸承：主軸回轉(zhuǎn)精度還和軸承的配合件有關(guān)。取決于內(nèi)、外環(huán)滾道的圓度誤差、內(nèi)座圈的壁厚誤差及滾動(dòng)體的尺寸誤差和圓度誤差等。,⒉導(dǎo)軌誤差床身導(dǎo)軌是確定機(jī)床主要部件的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。其誤差分為：導(dǎo)軌在水平面內(nèi)誤差；導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)誤差；兩導(dǎo)軌間的平行度誤差⑴導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差將直接反映在被加工工件表面的法向方向，對(duì)加工精度影響極大，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差(鞍形或鼓形)。,⑵導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差如圖，使刀尖產(chǎn)生ΔZ的位移，造成工件在半徑方向上產(chǎn)生誤差ΔR。對(duì)于龍門刨床、龍門銑床及導(dǎo)軌磨床來說，導(dǎo)軌的垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。,⑶兩導(dǎo)軌間有平行度誤差導(dǎo)軌發(fā)生扭曲，刀尖相對(duì)于工件在水平和垂直兩方向上發(fā)生偏移，從而影響加工精度。設(shè)垂直于縱向走刀的任意截面內(nèi)前、后導(dǎo)軌的平行度誤差為δ，則工件半徑變化量ΔR近似等于刀尖的水平位移，即機(jī)床導(dǎo)軌的幾何精度還與使用時(shí)的磨損及機(jī)床的安裝狀況有關(guān)。,⒊傳動(dòng)鏈誤差特定情況下，要求刀具和工件之間具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。若控制這些成形運(yùn)動(dòng)間的傳動(dòng)鏈存在誤差，會(huì)成為影響精度的主要因素。減少傳動(dòng)誤差可采取下列措施：⑴減少傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)目，縮短傳動(dòng)鏈，以減少誤差來源⑵提高傳動(dòng)元件，特別是末端傳動(dòng)元件的制造精度和裝配精度⑶傳動(dòng)鏈齒輪間存在間隙，同樣會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差，因此要消除間隙。⑷采用誤差校正機(jī)構(gòu)來提高傳動(dòng)精度。,㈡刀具的制造誤差⒈刀具的制造誤差成形刀具加工時(shí)，刀具切削基面上的投影就是加工表面的母線形狀，因此刀刃的形狀誤差以及刃磨、安裝、調(diào)整不正確都會(huì)直接影響加工表面精度。展成刀具加工時(shí)，刀具與工件要作具有嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系的嚙合運(yùn)動(dòng)，加工表面是刀刃在相對(duì)嚙合中的包絡(luò)線，刀刃的形狀必須是加工表面的共軛曲線。定徑刀具加工時(shí)，刀具的尺寸誤差直接影響加工表面的尺寸精度，一些多刃的孔加工刀具會(huì)使加工表面尺寸擴(kuò)大。一般刀具加工時(shí)，加工表面形狀由機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度保證，尺寸由調(diào)整決定，刀具的制造精度對(duì)加工精度無直接影響。,⒉刀具的磨損刀具在加工表面法向的磨損量，直接反映出刀具磨損對(duì)加工精度的影響。分為三個(gè)階段：初期磨損階段(L下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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