第二节机械加工精度1.ppt

第二节 机械加工质量分析与控制 讨论 镗床上镗孔时，工作台进给（图示），即工件直线进给运动，镗杆旋转运动。导轨在水平面、垂直面内的直线度误差对加工精度有何影响？ 答：孔径没有误差，有圆柱度误差。轴线不直。因为误差敏感方向不断变化。 讨论 若镗杆进给，即镗杆既旋转又移动（图示），导轨误差对加工精度有无影响？ 答：不会产生孔的形状误差，但会产生孔的位置误差。 讨论 刨平面时，导轨误差对加工精度有何影响？ 答：产生加工表面的直线度误差、平面度误差。 若刨削刚性很差的薄板时，会产生何种加工误差？ 答：无形状误差，但有尺寸误差。 图2－20 刚度变化造成工件误差 1－理想的工件形状； 2－k头≠k尾时车出的工件形状 3）工艺系统刚度及总变形 综合上述两种情况，工艺系统的总变形量为式（2-16）和式（2-18）的叠加 Y系统=Fp［1/k刀架+1/k头(L-x/x)2+1/k尾(x/L)2 +(L-x)2x2/3EIL］ 工艺系统的刚度为 Kxt=Fp/yxt=1/ ［1/k刀架+1/k头(L-x/x)2+1/k尾(x/L)2 +(L-x)2x2/3EIL］ 可以看出 Kxt=f(x) 由于在工件加工的不同位置， Kxt不同，使加工后工件的径向尺寸不同，从而产生形状误差。 2、切削力 大小变化引起的加工误差（误差复映） 在加工过程中，由于工件加工余量或材料硬度不均匀，都会引起背向力的变化，从而使工艺系统受力变形不一致而产生加工误差。 以车削短圆柱工件外圆为例，如图2-18所示。 由于毛坯存在的圆度误差△m=ap1-ap2 引起了工件产生圆度误差△w=y1 -y2 且△m越大，△w越大，这种由于工艺系统受力变形的变化而使毛坯椭圆形状误差复映到加工后工件表面的现象称为“误差复映”。 图2－18 毛坯形状误差复映 在粗加工时,每次走刀的进给量f一般不变,假设误差复映系数均为ε,则n次走刀就有 εz=εn 增加走刀次数,可减小误差复映,提高加工精度,但生产率降 低了。 提高工艺系统刚度，对减小误差复映系数具有重要意义。 毛坯的各种形状误差（圆度、圆柱度、同轴度、平面度等）都会以一定的复映系数，复映成工件的加工误差。 毛坯材料的不均匀，HB有变化，同样会引起背向力的变化，产生加工误差，分析方法同误差复映规律。 讨论： 在车床或磨床类机床上加工轴类零件时，常用单爪拨盘带动工件旋转，如图2-21所示。 3、切削过程中受力方向变化引起的加工误差 1）由于传动力引起的误差 结论： 在单爪拨盘传动下车削出来的工件是一个正园柱，并不产生加工误差。 图2－21 单爪拨盘传动下工件的受力分析 2）由于惯性力引起的误差 在高速切削时，如果工艺系统中有不平衡的高速旋转的构件存在，就会产生离心力。它和传动力一样，在工件的每一转中不断变更方向，引起工件几何轴线作上述相同形式的摆角运动，故理论上讲也不会造成工件园度误差。但是要注意的是当不平衡质量的离心力大于切削力时，车床主轴轴颈和轴承内孔表面的接触点就会不断地变化，轴承孔地园度误差将传给工件地回转轴心。 因此可采用配重平衡的方法来消除这种影响，必要时亦可适当降低主轴转速，以减小离心力的影响。 4、工艺系统其它外力作用引起的加工误差 1）由于机床部件或工件本身重量以及它们在移动中位置变化而引起的加工误差（图） 2）由于夹紧力引起的加工误差（图2-23） 图 机床部件自重引起地横梁变形 图2－23 套筒夹紧变形误差 Ⅰ－工件 Ⅱ－开口过渡环 图2－24 薄片工件的磨削 毛坯翘曲 b) 电磁工件台吸紧 c) 磨后松开，工件翘曲 d) 磨削凸面 e) 磨削凹面 f) 磨后松开，工件平直 通过提高导轨等 结合面的刮研质 量、形状精度并 降低表面粗糙度， 都能增加接触面 积，有效地提高 接触刚度。预加 载荷，也可增大 接触刚度 加工细长轴时， 采用中心架或 跟刀架来提高 工件的刚度。 采用导套、导 杆等辅助支承 来加强刀架的 刚度。 对刚性较差 的工件选择 合适的夹紧 方法，能减 小夹紧变形， 提高加工精度 采用塑料滑动导轨，其摩擦特性好，有效防止低速爬行，运行平稳，定位精度高，具有良好的耐磨性、减振性和工艺性。此外，还有滚动导轨和静压导轨。 （1）提高