教学课件：5机械制造质量分析与控制1.ppt

⑦采用热变形小的材料 采用陶瓷球高速轴承，陶瓷热变形系数是钢的1/4； 采用零膨胀材料的微晶玻璃（称为玻璃陶瓷），微晶玻璃在日常温度下几乎不受温度变化的影响，被应用于激光陀螺、哈博望远镜、精密机床和德国超高精度光栅上。 在机床结构中应用殷钢（invar）（Ni—Fe合金，有Ni—Fe—Go和Ni—Fe—Cr）及超殷钢（superinvar），其热膨胀系数仅为1.2×10-6，为一般的钢材热膨胀系的十分之一。 五、工艺系统受热变形引起的误差 在机床工作台及床身的制造中采用石质材料，如在三维坐标机上大量采用天然花岗岩或人造石材 。 用混凝土床身的立式加工中心与全铸铁材料制成的立式加工中心相比温升和热变形的实验： 采用运行9分钟，停车1分钟的规范运行6小时，测出立柱前侧中部温升： ① 混凝土床身为2.5℃， 立柱顶端向后倾移为10μm； ② 铸铁床身后者为6℃， 立柱顶端向后倾移为31μm。 热变形减少为1/3。 内应力 (residual stress)： 没有外力作用而存在于零件内部的应力。 内应力特点： 内应力使工件金属处于一种高能位的不稳定状态，随时间变化它本能地要向低能位的稳定状态转化，并伴随有变形发生，从而使工件丧失原有的加工精度。去除内应力是稳定工件几何精度的重要前提。 五、内应力重新分布引起的误差 * 图1 铸件残余应力引起变形 图2 冷校直引起的残余应力 压 拉 加载 压 压 拉 拉 卸载 残余应力来源 毛坯制造和热处理产生的残余应力； 冷校直带来的残余应力（图2）； 切削加工带来的残余应力。 五、内应力重新分布引起的误差 塑性变形层 减小内应力变形误差的途径 ① 在设计零件结构 尽量做到壁厚均匀，结构对称，以减少内应力的产生。 ② 增设消除内应力的热处理工序 铸件、锻件、焊接件在进入机械加工之前，应进行退火、时效回火、深冷等处理; 对箱体、床身、主轴等重要零件，在机械加工工艺过程中还需按排时效处理工序。 ③ 合理安排工艺过程 粗加工和精加工宜分阶段进行，使工件在粗加工后有一定的时间来松弛内应力。 五、内应力重新分布引起的误差 2 刀具的几何误差（制造误差和磨损） 二、工艺系统几何误差 第一节 机械加工精度 （1）定尺寸刀具的尺寸和形状误差 钻头、铰刀、镗刀块、孔拉刀、丝锥、键槽铣刀等。 刀具几何偏心时，可能引起加工表面的尺寸扩张(又称正扩切)。 磨钝的刀具——收缩现象(负扩切) 2 刀具的几何误差 第一节 机械加工精度 （2）成型刀具的形状误差 成形车刀、成形铣刀、模数铣刀等。 （3）展成刀具的形状误差 齿轮滚刀、插齿刀、花键滚刀等。 （4）一般刀具的形状误差 车刀、面铣刀等。 * 夹具误差影响加工位置精度； 与夹具有关的影响位置误差因素包括： 通常要求定位误差和夹具制造误差不大于工件相应公差的1/3。 1）定位误差； 2）刀具导向（对刀）误差； 3）夹紧误差； 4）夹具制造误差； 5）夹具安装误差； …… 3 夹具的几何误差 二、工艺系统几何误差 * 三、 调整误差 测量误差。 试切时与正式切削时切削厚度不同造成的误差。 机床进给机构的位移误差。 定程机构误差。 样件或样板误差。 测量有限试件造成的误差。 a） b） 试切法与调整法 试切法（图 a） 调整法（图 b） 四、工艺系统受力变形引起的误差 机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下降。 第一节 机械加工精度 1 工艺系统刚度定义 垂直作用于工件加工表面(加工误差敏感方向)的径向切削分力FP，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。 第一节 机械加工精度 1 工艺系统刚度定义 第一节 机械加工精度 工艺系统受力变形等于工艺系统各组成部分受力变形之迭加。 2 机床部件刚度 第一节 机械加工精度 机床部件由许多零件组成，刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要是用实验方法来测定机床部件刚度，图示静测定法是一种最简单的测定方法。 车床部件静刚度的测定 车床刀架变形曲线 ΔY（μm） 10 20 30 40 50 0 1 2 3 F（KN） 非线形关系，不完全是弹性变形。 加载和卸载曲线不重合，所围面积表示克服摩擦和接触