过程装备制造及检测——第十篇机械加工精度.ppt

第Ⅲ篇 过程机械制造的质量要求 10 机械加工精度 10 机械加工精度 10.1 概述 10.2 工艺系统的几何误差 10.3 工艺系统的受力变形 10.4 工艺系统的热变形 10.5 工件残余应力引起的变形 10.1 概述——机械加工精度 加工精度 1)尺寸精度 限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围； 2)几何形状精度 限制加工表面宏观几何形状误差，如圆度、圆柱度、平面度、直线度等； 3)相互位置精度 限制加工表面与其基准面的相互位置误差，如平行度、垂直度、同轴度、位置度等。 几何形状精度和尺寸精度有关系吗？ 附：获得零件加工几何参数的方法 10.2 工艺系统的误差 10.2.1 原理误差 一、加工原理误差——采用原理上近似的成形运动或近似的刀具轮廓进行加工所引起的误差。 ⑴ 加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中 ⑵ 应用近似加工，在理论误差可以满足加工精度要求的 前提下(≤10%--15%尺寸公差)，是提高生产率和经济性的 有效工艺方法。 10.2.2 调整误差 调整误差——由于调整不准确而产生的误差 工艺系统的调整有两种基本形式： (1)试切法调整——试切、测量、调整，直至符合规定的尺寸要求 影响调整误差的因素：1）测量误差 2）机床进给机构位移误差 3）试切厚度与正式切削厚度不同而产生的误差 试切法调整加工特点：生产效率低，只适于单件小批生产 10.2.3 机床的几何误差 10.2.3 机床的几何误差——主轴误差 10.2.3 机床的几何误差——导轨误差 成形运动间相对位置误差的影响 车床纵向导轨与主轴在水平面内有平行度误差 成形运动间相对位置误差的影响 车床纵向导轨与主轴在垂直面内有平行度误差 成形运动间相对位置误差的影响 车床横向导轨与主轴轴线有垂直度误差 10.2.3 机床的几何误差——传动键误差 10.2.4 机床的几何误差——夹具误差 10.2.5 机床的几何误差——刀具误差 10.3 工艺系统的受力变形 误差复映 10.4 工艺系统的热变形——概述 10.4 工艺系统的热变形——工件热变形影响 10.4 工艺系统的热变形——刀具热变形影响 10.4 工艺系统的热变形——机床热变形影响 10.4 工艺系统的热变形——减小热变形途径 10.5 工件残余应力引起的变形 体积小，热容量小，达到热平衡时间较短 温升高，变形不容忽视（达0.03 ～0.05mm） 特点 变形曲线 式中 ξ—— 热伸长量； ξmax —— 达到热平衡热伸长量； τ—— 切削时间； τc —— 时间常数（热伸长量为热平衡热伸长量约63%的时间，常取3～4分钟）。 τ(min) 车刀热变形曲线 连续切削升温曲线 冷却曲线 间断切削升温曲线 ξ（μm） ξmax τb 0 τc 0.63ξmax 刀具热变形 体积大，热容量大，温升不高，达到热平衡时间长 结构复杂，温度场和变形不均匀，对加工精度影响显著 运转时间 / h 0 1 2 3 4 50 150 100 200 位移 /μm 20 40 60 80 温升 / ℃ ΔY ΔX 前轴承温升 车床受热变形 a） 车床受热变形形态 b） 温升与变形曲线 机床热变形特点 车床热变形 推力轴承 滚道端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差 轴承间隙的影响 a） b） Δ≈0 Δ 止推轴承端面误差对主轴轴向窜动的影响 影响主轴回转精度的主要因素 轴承间隙过大，使主轴工作时油膜厚度增大．油膜承载能力降低，当工作条件(载荷、转速等)变化时，油楔厚度变化较大，主轴轴线漂移量增大。 提高主轴部件制造精度 对滚动轴承进行预紧 使主轴回转精度不反映到工件上 提高主轴回转精度的措施 磨床采用死顶尖支承 用镗模镗孔 机床导轨误差 水平面内的直线度误差（弯曲） 垂直面内的直线度误差（弯曲） 前后导轨之间的平行度误差（扭曲） 水平面内的直线度误差（弯曲） 车削、磨削时，为误差敏感方向； 引起圆柱度误差 垂直平面内的直线度误差（弯曲） 车削、磨削时，为误差非敏感方向； 对加工精度影响很小 垂直平面内的直线度误差（弯曲） 车削、磨削时，为误差非敏感方向； 刨削、平面磨削时，为误差敏感方向。 造成平面度或直线度误差 前后导轨之间的平行度误差（扭曲） 两导轨不平行对加工精度的影响较大，引起工件的形状误差（鞍形、鼓形、锥形等） 例： 导轨与主轴平行度误差： Hx 工件直径差： △D=2L*Hx 主轴