第一章(加工精度).ppt
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1、第1章 机械加工精度,1.机械加工精度的基本概念 2影响机械加工精度的因素 3.加工误差的综合分析 4.提高加工精度的措施,0.02,单一要素,A,0.03,A,关联要素,二、加工误差,二、影响加工精度的因素及其分析,(1)加工原理误差 近似的成形运动或刃形所产生的误差,多为形状误差,(2)机床的误差 1)主轴回转误差 主轴回转误差概念 主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量 三种基本形式: a. 纯径向跳动 b.纯角度摆动 c.轴向窜动, 影响主轴回转精度的主要因素 轴承本身误差、轴承间隙、轴承间同轴度误差,各段轴 颈同轴度误差、主轴系统的刚度和热变形等。 但它们对主轴回转精度的影响大
2、小随加工方式而不同,主轴采用滑动轴承的车床类,主轴受力方向一定,主轴颈 圆度误差影响较大,轴承内径圆度误差没影响,镗床主轴受力随镗刀旋转方向不断变化轴承孔误差影响大,滚动轴承结构复杂,影响主轴精度因素也较复杂,除轴承本身精度外,与配合件精度有很大关系如主轴轴 颈、支承座孔等精度,产生轴向窜动主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面 对主轴回转轴线有垂直度误差。(止推轴承滚道的端面跳动),主轴不同形式的回转误差引起的加工误差不同 车床上加工外圆内孔时,主轴径向跳动引起工件圆度和 圆柱度误差,对工件端面无影响; 轴向窜动对圆柱表面影响不大,对端面垂直度平面度影 响大,车削螺纹时会造成导程的周期性误差;
3、 纯角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差;在镗孔 时,会使镗出的孔为椭圆形。,纯角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差;在镗孔 时,若工件进给会使镗出的孔为椭圆形。,提高主轴及支承座孔的加工精度,选用高精度轴承,提高 主轴部件装配精度、预紧和平衡等,提高主轴回转精度。,2)机床导轨误差 导轨精度要求主要有以下三方面: 在水平面内的直线度(以卧式车床为例),1将直接反映在工件加工表面法线方向(误差敏感方向) 上,误差R =1 ,对加工精度影响最大。 刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。, 在垂直面内的直线度 对工件的尺寸和形状误差影响比1小得多,对卧式车床R 22/D 若设2= 0.
4、1mm,D=40mm,则 R =0.00025mm,影响可忽略不计。 而对平面磨床、龙 门刨床误差将直接反映在工件上。, 前后导轨的平行度(扭曲) 卧式车床或外圆磨床若前后导轨存在平行度误差时, 刀具和工件之间相对位置发生变化,刀尖运动轨迹是一 条空间曲线,使工件产生形状误差。 若扭曲误差为3,工件误差R(H/B)3 ,一般车床 H/B2/3,外圆磨床H/B1,误差对加工精度影响很大,除导轨制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也 是造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降 的主要原因之一。可采用耐磨合金铸铁、镶钢导轨、贴 塑导轨、滚动导轨导轨表面淬火等措施。,提高直线运动精度的主要措
5、施 选用合理的导轨形状和导轨组合形式,并尽可能地增加工作台与床身导轨的配合长度 提高导轨的制造精度 采用新型导轨,如静压导轨、卸载导轨和双V形导轨,(3)刀具的几何误差 包括刀具切削部、装夹部的制造误差及刀具安装误差, 定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度 成形刀具 刀具形状精度直接影响工件形状精度 展成刀具 刀刃形状精度会影响工件加工精度 一般刀具 制造精度对工件加工精度无直接影响,(4)夹具的几何误差 包括夹具制造误差、安装误差及磨损 对工件尺寸精度和位置精度影响很大,(5)定位误差 包括基准不重合误差、定位副制造不准确误差 直接影响工件的尺寸精度和位置精度,3.工艺系统的受力变形
6、,(1)基本概念,刚度不足引起的变形,(2)零件刚度 若零件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低,其变形 对加工精度影响比较大,最大变形量按材料力学公式估算。 长轴两顶尖装夹按简支梁计算,三爪卡盘装夹按悬臂梁计算,(1)工艺系统刚度 工艺系统抵抗变形的能力可用工艺系统刚度 k系来描述。 垂直作用于工件加工表面的径向切削分力Fy与工艺系统在 该方向上的变形y之间的比值,称为工艺系统刚度 k系 k系= Fy / y y = yFx+ yFy+ yFz,(3)刀具刚度 外圆刀具在加工表面法线方向上的刚度很大变形可忽略; 镗小孔刀杆刚度很差,变形对加工精度影响很大,刀杆变 形按材料力学公式估算。,(4
7、)机床部件刚度 机床结构形状复杂,刚度计算主要通过实验方法来测定。 变形与载荷不成线性关系; 加载与卸载曲线不重合; 有残余变形存在;实际刚度比估算的小,2)影响机床部件刚度的因素 结合面接触变形,接触表面间的名义压强的增量与接触变形的增量之比称为 接触刚度。零件表面越粗糙,形状误差越大,材料硬度低, 接触刚度越小。, 低刚度零件本身的变形, 连接表面间的间隙,使部件产生较大位移,相互错动使刚度下降, 接触表面间的摩擦,(2). 误差的复映规律,工件在加工前有圆度误差(如椭圆),切削时,工件每转一转,背吃刀量相应发生变化,最大的背吃刀量为ap1,最小的背吃刀量为ap2,假定毛坯的硬度是均匀的,
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