第二章 机械加工精度课件.ppt

第二章 机械加工精度 1 了解加工精度基本概念，掌握机械加工工艺系统原始误差的概念，理解和掌握误差敏感方向的概念； 2 熟悉掌握影响工艺系统的几何精度、受力变形和热变性对加工精度的影响； 3 了解各类加工误差的性质，掌握利用分布图分析法和点图分析法对加工误差进行统计； 4 了解提高加工精度的途径 二、加工误差的统计分析方法 （一）分布图法 1、实际分布图---直方图 在同一工序中加工出的一批零件，由于误差的影响，其尺寸的实际值必然大小不一，那么，把加工完的一批n个零件的尺寸全部测量出来，然后按一定的尺寸（大小）间隔分成若干组；组内同一尺寸间隔范围内的零件数量称为频数，用mi表示；把 叫频率。 若以m或 为纵坐标，零件尺寸间隔（中值）为横坐标，即可画出该工序加工出一批n个零件加工尺寸的实际分布图---直方图。 频率密度＝频率/ 组距＝频数/（样本容量×组距） 频率＝频率密度×组距＝直方图上矩形的面积 (2)正态分布曲线及其特点 1）正态分布方程式 分布曲线与横坐标所围成的面积包括了全部零件的数量(100%),其面积等于1； 其中在确定 范围内的面积占99.73%, 仅有0.27%的工件在 之外可以忽略不计。因此正态分布的分散范围为 如果 不变只改变 值,则曲线形状改变。但曲线所包围的面积不变,始终为1。所以当σ值愈小,曲线愈陡峭,尺寸分散范围就愈小,加工精度就愈高；反之则曲线愈平坦,尺寸分散范围就愈大,加工精度就愈低。 如图所示：如果尺寸分散范围大于零件 的公差带T，将有废品产生。 如图所示，在曲线下面 C、D两点间的面积代表 合格品的数量，而其余 部分（图中阴影部分） 表示废品的数量。当加工外圆时，图左边的阴影部分为不可修废品，右边的阴影部分为可修废品。 (4)、分布曲线法分析加工误差的优缺点 1）优点 （1）可判断一个工序能否满足加工要求，及加工零件的合格率和废品率； （2）可判断产生废品的原因 2）缺点 （1）不能反映工件的先后加工顺序； （2）不能把变值系统误差同随机误差区分开来； （3）不能反映工件在加工过程中误差的变化规律，也不能为正在进行的工艺过程提供资料。 图 几种类型的机床热变形 （四）减少和控制工艺系统热变形的主要途径 1 减少发热和隔离热源 2 均衡温度场 3 改进机床布局和结构设计 4 保持工艺系统的热平衡 5 控制环境温度 6 热位移补偿 分离热源，采用隔热措施，改善摩擦条件，减少热量产生。有时可采用强制冷却法，吸收热源热量，控制机床温升和热变形。合理安排工艺、粗精分开 1）减小温差； 2）均衡关键件的温升，避免弯曲变形 1）采用热对称结构； 2）合理选择机床零部件的安装基准均衡关键件的温升，避免弯曲变形 加工前使机床高速空转，达到热平衡时再切削加工 恒温车间、使用门帘、取暖装置均匀布置；恒温精度一般控制在±1℃以内，精密级较高的机床为±0.5℃.恒温室平均温度一般为20 ℃，夏季取23 ℃，冬季取17 ℃ 寻求各部件热变形的规律建立热变形位移数字模型并存入计算机中进行实时补偿 机床主轴箱定位面位置对加工精度的影响 一、加工误差的性质及分类 加工误差 系统误差 常值误差 变值误差 随机误差 在顺序加工一批一批工件 时，误差的大小和方向保 持不变者，称为常值系统 性误差。 在顺序加工一批一批工件 时，误差的大小和方向呈 有规律变化者，称为变值 系统性误差。 在顺序加工一批一批工件 时，误差的大小和方向呈 无规律者，称为随机性误差 §2-3 加工误差的统计分析 误差性质不同，其解决的途径也不一样。 对于常值系统性误差，在查明其大小和方向后，采取相应的调整或检修工艺装备，以及用一种常值系统性误差去补偿原来的常值系统性误差，即可消除或控制误差在公差范围之内。 对于变值系统性误差，在查明其大小和方向随时间变化的规律后，可采用自动连续补偿或自动周期补偿的方法消除。 对随机性误差，从表面上看似乎没有规律，但是应用数理统计的方法可以找出一批工件加工误差的总体规律，查出产生误差的根源，在工艺上采取措施来加以控制。 例1 磨削一批轴颈为 的工件，取其中100个工件，每个零件的尺寸测量结果如下表3-1（实测数据与基本尺寸之差），绘制加工尺寸的直方图。 轴颈尺寸实测图 ） 38 38 18 49 30 38 36 47 45 26 35 32 18 54 28 46 28 20 46 32 53 16 20 36 40 50 42 46 42 36 35 40 22 35 32 36 30 34 28 22 47 42 34 44 40 30 33 46 50 36 45 28 43 37