机械制造技术 作者 王茂元 主编 2_第七章 机械加工质量分析.ppt

第一节　机械加工精度 由于工件刚度较低或夹紧力作用点或作用方向不当，都会引起工件的相应变形，造成加工误差。(3)减少工艺系统受力变形的主要工艺措施　减少工艺系统受力变形是机械加工中保证产品质量和提高生产率的主要途径之一。1)提高接触刚度　一般部件的接触刚度大大低于实际零件本身的刚度，所以提高接触刚度是提高工艺系统刚度的关键。2)提高工件刚度，减少受力变形　切削力引起的加工误差，往往是因为工件本身刚度不足或工件各部位刚度不均匀而产生。3)提高机床部件刚度，减少受力变形　机床部件刚度在工艺系统刚度中往往占很大比重，所以加工时常采用一些辅助装置提高其刚度。 第一节　机械加工精度 4)合理装夹工件，减少夹紧变形　对薄壁件，夹紧时要特别注意选择适当的夹紧方法，否则将引起很大的夹紧变形。 图7- 16　提高机床部件刚度的装置a)采用固定导向支承套　b)采用转动导向支承套1—固定导向支承套　2、6—加强杆　3、4—转塔刀架5—工件　7—转动导向支承套 第一节　机械加工精度 图7-17　工件夹紧变形引起的加工误差a)用普通三爪直接夹紧套筒变形　b)将孔镗圆　c)松开套筒后，孔变形d)采用开口夹具夹紧套筒，环变形　e)采用弧形三爪夹紧，可避免变形 第一节　机械加工精度 图7-18　薄板工件磨削a)毛坯翘曲　b)吸盘吸紧　c)磨后松开　d)磨削凸面　e)磨削凹面　f)磨后松开 五、工艺系统热变形对加工精度的影响 第一节　机械加工精度 1.工艺系统的热源及热平衡2.工件热变形对加工精度的影响3.刀具的热变形对加工精度的影响4.机床热变形对加工精度的影响5.减少机床热变形的工艺措施(1)减少发热和隔热　切削过程中的内部热源是使机床产生热变形的主要因素。(2)加强散热能力　为了消除机床内部热源的影响，还可采取强制冷却的办法，吸收热源发出的能量，从而控制机床的温升和热变形，这是近年使用较多的一种方法。 第一节　机械加工精度 (3)控制温度变化　由热变形规律可知，大的热变形大都发生在机床开动后的一段时间内(预热期)，当达到热平衡后，热变形逐渐趋于稳定。(4)均衡温度场　图7-20表示平面磨床采用热空气加热温升较低的立柱后壁，以减少立柱前后壁的温度差，以减少立柱的弯曲变形。 第一节　机械加工精度 图7-19　喷油冷却示意图 第一节　机械加工精度 图7-20　均衡立柱前后壁温度场 (5)采取补偿措施　切削加工时，切削热引起的热变形不可避免时，可采取补偿措施来消除。 第一节　机械加工精度 六、工件内应力对加工精度的影响1.内应力的概念2.内应力产生的原因及所引起的加工误差(1)毛坯制造中产生的内应力　在铸、锻、焊及热处理等热加工过程中，由于各部分热胀冷缩不均匀以及金相组织转变时的体积变化，使毛坯内部产生了相当大的内应力。 第一节　机械加工精度 图7-21　铸件因内应力引起的变形 第一节　机械加工精度 图7-22　床身因内应力引起的变形 (2)冷校直带来的内应力　丝杠一类的细长轴车削以后， 第一节　机械加工精度 棒料在轧制中产生的内应力会重新分布，使轴产生弯曲变形。 图7-23　冷校直引起的内应力 (3)切削加工中产生的内应力　切削时， 第一节　机械加工精度 工件表面层在切削力和切削热的作用下，由于工件各部分产生不同的塑性变形，以及金属组织等变化的影响也会引起内应力。3.减少或消除内应力的措施(1)合理设计零件结构　在零件结构设计中，应尽量缩小零件各部分厚度尺寸之间的差异，以减少铸、锻件毛坯在制造中产生的内应力。(2)采取时效处理　自然时效处理主要是在毛坯制造之后，或粗、精加工之间，让工件在露天场合下停留一段时间，利用温度的自然变化，经过多次热胀冷缩，使工件的晶体内部或晶界之间产生微观滑移，从而达到减少或消除内应力的目的。 第一节　机械加工精度 (3)合理安排工艺过程　例如，粗、精加工分开在不同的工序中进行，使粗加工后有一定时间让残余应力重新分布，以减小对精加工的影响。七、保证加工精度的工艺措施1.直接减小误差法2.误差补偿法 第一节　机械加工精度 图7-24　磨床身导轨时预加载荷 3.误差分组法(1)误差复映引起本工序加工误差扩大。 第一节　机械加工精度 (2)定位误差引起本工序位置误差扩大。4.误差转移法 第二节　机械加工表面质量 一、影响切削加工表面粗糙度的工艺因素及改善措施1.表面粗糙度的形成(1)与刀具几何角度有关的因素——几何原因　在理想的切削条件下，刀具相对工件作进给运动时，在加工表面上遗留下来的切削层残留面积(见图，形成理论粗糙度。 图7-25　切削层残留面积a) 和f对的影响　b)、κ和f对的影响 第二节　机械加工表面质量 (2)与被加工材料性质和切削机理有关的因素——