第四章 机械加工精度及其控制讲解.ppt

2、均值-极差点图 采用顺序小样本（4～6），由小样本均值点图和极差点图组成，横坐标为小样本组序号。小样本组一般为20～30。 反映了系统性误差、随机误差及其变化趋势。 ① 定期测小样本尺寸； ② 计算均值和极差R； ③ 确定中心线和上下控制线，定期描点。 图例 均值点图反映了质量指标分布中心(系统误差)的变化 极差点图反映了质量指标分布范围(随机误差)的变化 ③ 点子无明显规律性。 生产过程稳定的标志： ① 没有点子超出控制线； ② 大部分点子在中线附近波动，小部分点子在控制线附近； § 4.6 提高和保证加工精度的途径 例如：细长轴的车削，由于受力和热的影响而使工件产生弯曲变形，现采用 “大进给反向切削法”，再辅之以弹簧后顶尖，可进一步消除热伸长的危害。 一、直接减少误差法 直接减少误差法在生产中应用较广，是在查明产生加工误差的主要因素直接进行消除或减少的方法。 又如：薄环形零件在磨削中，由于采用了树脂结合剂粘合以加强工件刚度的办法，使工件在自由状态下得到固定，解决了薄环形零件两端面的平行度问题。 二、误差补偿法 误差补偿法，就是人为地造出一种新的原始误差．去抵消原来工艺系统中固有的原始误差，从而减少加工误差，提高加工精度。 在生产中会遇到这种情况：本工序的加工精度是稳定的，工序能力也足够，但毛坯或上道工序加工的半成品精度太低，引起定位误差或复映误差过大，因而不能保证加工精度。 三、均分原始误差法 可把毛坯(或上道工序的工件)按尺寸误差大小分为n组，每组毛坯的误差就缩小为原来的1／n，然后按各组的平均尺寸分别调整刀具与工件的相对位置或调整定位元件、就可大大缩小整批工件的尺寸分散范围。 提高毛坯精度或上道工序的加工精度，往往是不经济的？ 四、误差转移法 误差转移法实质上是将工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等，转移到不影响加工精度的方向去。 例如，对具有分度或转位的多工位加工工序或采用转位刀架加工的工序，其分度、转位误差将直接影响零件有关表面的加工精度。若将刀具垂直安装(如图)，可将转塔刀架转位时的重复定位误差转移到零件内孔加工表面的误差非敏感方向，可减少加工误差的产生，提高加工精度。 利用镗模进行镗孔，将主轴与镗杆进行浮动联接。这样可使镗孔时的孔径不受机床误差的影响，镗孔精度由夹具镗模来保证。 主轴浮动连接 工件 镗套 镗杆 镗模 单刃镗刀 五、 “就地加工法” 自己加工自己 如车床主轴孔与尾架顶尖孔有较高的同轴度，分别加工不易保证，那么在主轴孔安装刀杆镗削尾架顶尖孔，则易于保证加工精度。 六、误差抵消法 利用误差本身的规律性，部分或全部抵消所造成的加工误差。如由于铣床主轴轴线于工作台面的垂直度误差，造成加工表面下凹的形状误差Δ，采用铣刀轴线横向多次移位走刀加工，由于多次移位走刀，使下凹的形状误差得到部分抵消。 现代机械加工中，采用自动跟踪测量、自动补偿，直至达到规定的尺寸公差值。如闭环控制的数控机床加工，就是采用控制误差法获得加工精度的。 七、误差均化法 利用有密切联系的表面，进行互检互研，使加工误差得到均化。如检验平台的研磨，就是采用误差均化法得到的。 八、控制误差法 如：高速钢刀具车削时刃部的温度可高达700 ～800℃ ，刀具的热伸长量可达0.03 ～ 0.05mm。因此，其影响不可忽略。 四、刀具热变形引起的加工误差 刀具的热变形主要是切削热引起的，传给刀具的热量虽不多，但由于刀具体积小、热容量小且热量又集中在切削部分，因此切削部分仍产生很高的温升。 思考题：车细长轴工件时，单考虑车刀热变形，工件将产生什么形状误差？ 五、减少和控制工艺系统热变形的主要途径 1．减少热源的发热 2．用热补偿方法减少热变形 3．采用合理的机床部件结构减少热变形的影响 4．加速达到工艺系统的热平衡状态 5．控制环境温度 对于不能分离的热源，如主抽轴承、丝杠螺母副、高速运动的导轨副等，则可以从结构、润滑等方面改善其摩擦特性，减少发热。 1．减少热源的发热 采用有效的冷却措施 为了减少机床的热变形，凡是可能分离出去的热源应移出，如电动机、变速箱、液压系统、冷却系统等，均应移出。 热源可能分离出去 减少发热 例如，采用静压轴承。静压导轨，改用低粘度润滑油、理基润滑脂等，也可用隔热材料将发热部件和机床大件(如床身、立柱等)隔离开来。 如增加散热面积或使用强制式的风冷、水冷、循环润滑等。例如，目前，大型数控机床、加工中心普遍采用冷冻机，对润滑油、切削液进行强制冷却，以提高冷却效果。在精密丝杠磨床的母丝杠中通以冷却液，以减少热变形。 平面磨床采用热空气加热温升较低的立柱后壁，以减小立柱前后壁