机械制造技术 教学课件 作者 朱亚声 第5章 机械加工质量分析.ppt

第5章 机械加工质量分析 5.1 工艺系统几何误差对加工精度的影响 5.1.1 机床的几何误差对加工精度的影响 1．机床本身的误差 （1）主轴回转误差。 （2）影响主轴回转精度的因素。 影响因素主要有轴承的误差、主轴的误差、床头箱体主轴孔的误差以及与轴承配合零件的误差等。 2．导轨误差及提高精度的措施 （1）导轨误差 导轨误差中对加工误差影响较大的是导轨的平直度误差、前后导轨在垂直面内的平行度误差（即扭曲度）、导轨与主轴间的位置误差。 （2）提高导轨精度的措施 ① 提高耐磨性 ② 提高安装水平 ③ 加强维护保养 ④ 采用新型导轨 3．传动链误差 为减小传动链产生的误差，在设计机床传动链时，应注意以下几点。 （1）减少传动元件，尽可能缩短传动链。 （2）合理提高制造精度和装配精度。 （3）合理分配传动链中各传动副的传动比。 （4）采用校正装置。 5.1.2 夹具的几何误差对加工精度的影响 1．夹具的制造误差 夹具的制造误差对工件加工精度影响很大，夹具误差将直接影响加工表面的位置精度或尺寸精度。 例如，各定位支承板或支承钉的等高性误差将直接影响加工表面的位置精度，各钻模套间的尺寸误差和平行度（或垂直度）误差将直接影响所加工孔系的尺寸精度和位置精度，镗模导向套的形状误差直接影响所加工孔的形状精度等。 2．夹具磨损的影响 夹具磨损较之刀具磨损缓慢得多。 夹具磨损主要是定位元件和导向元件的磨损。 5.1.3 刀具几何误差对加工精度的影响 1．刀具制造误差 （1）采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、镗刀块、板牙、键槽铣刀等）加工时，刀具的制造尺寸直接决定工件的某些尺寸，这对加工精度有直接影响。 （2）采用成形刀具（如成形车刀、模数铣刀等）加工时，刀具的制造形状直接决定工件被加工表面的形状，因此也有直接影响。 2．刀具磨损 第一阶段称为初始磨损阶段，其磨损量与切削行程成非线性关系。 其磨损量称为初始磨损。 第二阶段称为正常磨损阶段，其特点是磨损较慢，磨损值与切削行程成线性关系，它的单位为每切削1?000m行程时刀具的尺寸磨损量。 第三阶段称为快速磨损阶段，其特点是刀具剧烈磨损，这时应停止切削，刃磨刀具。 3．减少刀具尺寸磨损的措施 （1）进行刀具尺寸补偿 （2）正确选择切削用量 （3）正确选择刀具材料 （4）准确刃磨 （5）正确选用冷却润滑液 5.1.4 机床调整对加工精度的影响 引起调整误差的主要因素有以下5种。 1．测量产生的误差 2．进给机构的位移误差 3．定程装置的重复定位精度 4．测量有限试件造成的误差 5．装夹工件时产生的误差 5.2 工艺系统受力变形对加工质量的影响 5.2.1 切削力引起的加工误差 切削力引起的变形怎样造成了加工误差，可以从镗孔的实例进行分析，如图5.9所示。 ?0 = ap1?ap2 （5.1） 5.2.2 影响机床及其部件刚度的因素 机床（包括夹具）是由许多零部件组成的，其受力变形的情况远比单个弹性体的变形复杂，主要受下列因素的影响。 1．连接表面间接触变形的影响 2．零件间摩擦力的影响 3．连接件间预紧力的影响 4．间隙的影响 5．部件中个别薄弱环节的影响 5.2.3 工艺系统刚度对加工精度的影响 1．机床刚度对加工精度的影响 2．工件刚度对加工精度影响 对细长轴因自重会引起下垂变形，所以加工时也会产生几何形状误差。 由于这些原因，在加工细长轴时必须采用中心架或跟刀架。 对于薄壁工件，因夹紧而产生的弹性变形也应予以注意。 3．刀具的刚度对加工精度的影响 多数情况下刀具的刚度对工件精度无显著影响，如车刀受主切削力影响在切线方向变形引起的加工误差就很小，通常可不予考虑。 但在某些情况下刀具的变形也有显著影响，如镗小直径孔时，镗刀杆的刚度对加工精度有较大的影响，钻小而深的孔时常发生轴线弯曲等。 4．夹具的刚度对加工精度的影响 这种影响可以单独考虑，也可以与机床一起考虑。 单独分析各个环节受力以后的变形规律，便于找出工艺系统中最薄弱的环节，从而可采取措施提高其刚度。 5.2.4 工艺系统受力变形的对策 为了减少工艺系统的受力变形，可从下列6个方面采取措施。 1．合理的结构设计 2．提高连接表面的接触刚度 3．采用合理的装夹和加工方式 4．合理使用机床 5．转移或