第五章机械加工精度讲解.ppt

第五章 机械加工精度 一、加工误差的性质 （一）分布曲线法 （一）分布曲线法 （二）点图分析法 （二）点图分析法 一、误差预防 二、误差补偿 二、误差补偿 二、误差补偿 分布函数 令： 将 z 代入上式，有： 则利用上式，可将非标准正态分布转换成标准正态分布进行计算。 称 z 为标准化变量 y F（z） 正态分布曲线 μ ( z = 0 ) x(z) 0 z -σ +σ ◆ 非正态分布 x y 0 a）双峰分布 双峰分布：两次调整下加工的工件或两台机床加工的工件混在一起（图a） x y 0 b）平顶分布 x y 0 c）偏向分布 平顶分布：工件瞬时尺寸分布呈正态，其算术平均值近似成线性变化（如刀具和砂轮均匀磨损）（图b） 偏向分布：如工艺系统存在显著的热变形，或试切法加工孔时宁小勿大，加工外圆时宁大勿小（图c） 几种非正态分布 图是控制图和R控制图联合使用的统称 R 图： A2、D1、D2 数值见教材180页表5-2。 图 表示样组平均值，R表示样组极差 图控制限 图： ◆ 工艺过程稳定性 点子正常波动→工艺过程稳定；点子异常波动→工艺过程不稳定 图5-15 图 R 图 UCL=19.67 CL=8.90 0 5 10 样组序号 15 20 LCL=0 0 5 10 样组序号 15 20 x 图 LCL=11.57 UCL=21.89 CL=16.73 ◆ 稳定性判别 ——没有点子超出控制限 ——大部分点子在中心线上下波动，小部分点子靠近控制限 ——点子变化没有明显规律性（如上升、下降倾向，或周期性波动） 同时满足为稳定 图分析 图示单向静载测定车床刚度 1－心轴 2、3、6－千分表 4－测力环 5－螺旋加力器 图15 车床刀架部件的刚度曲线 Ⅰ－一次加载 Ⅱ－二次加载 Ⅲ－三次加载 （1）机床部件刚度的特点 1） 背向力Fp与刀架变形ydj不是线性关系。 2） 加载曲线与卸载曲线不重合。 3） 加载曲线与卸载曲线不封闭（卸载后，由于存在残余变形，曲线回不到原点）。 4）部件的实际刚度远比按实体结构的估计值小。 图15是以Fp为纵坐标，刀架变形ydj为横坐标的某车床刀架部件的刚度实测曲线。实验中进行了三次加载—卸载循环，由图可以看出，机床部件的刚度曲线有以下特点： （2）影响机床部件刚度的因素 ①连接表面间的接触变形(上图） ②薄弱零件本身的影响（下图） ③接合面间的间隙 ④接合面间摩擦力的影响 机床部件刚度的薄弱环节 a) 溜板中的楔铁 b) 轴承套 接 触 刚 度 实验研究表明，两个相接触的表面间受力作用时，两表面的接触变形y是表面压强p的递增函数（下图）。 因此，机床部件接合表面间刚度可较确切地用接触刚度来表示，即压强的微分dp与位移的微分dy的比值称为接触刚度kj kj =dp/dy 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 接触刚度 （2）提高零部 件刚度减小受力 变形 （3）合理安 装工件减小 夹紧变形 4．减少摩擦防止微量进给时的“爬行” 五、减小工艺系统受力变形的措施 （5）合理使 用机床 （6）合理安排 工艺，粗精分开 （7）转移或 补偿弹性变形 减少工艺系统受力变形 六、 工件残余应力引起的加工误差 （一）内应力的产生及其对加工精度的影响 什么是残 余 应 力 残余应力是指在没有外部载荷的情况下，存在于工件内部的应力，又称内应力。 产生原 因 残余应力是由金属内部的相邻宏观或微观组织发生了不均匀的体积变化而产生的，促使这种变化的因素主要来自热加工或冷加工。 残余应力对零件加工精度的影响 存在残余应力的零件，始终处于一种不稳定状态，其内部组织有要恢复到一种新的稳定的没有内应力状态的倾向。 在内应力变化的过程中，零件产生相应的变形，原有的加工精度受到破坏。 用这些零件装配成机器，在机器使用中也会逐渐产生变形，从而影响整台机器的质量。 在