Chapter02-机械加工精度解答.ppt

机械制造工艺学;加工精度的基本概念;加工精度的基本概念;原始误差;工艺系统静误差;原始误差产生加工误差的根源;原始误差产生加工误差的根源;原始误差与加工误差的关系;d;误差敏感方向;研究加工精度的方法;机床的几何误差——主轴回转运动误差;主轴回转误差的影响因素;提高主轴回转精度的措施;机床的几何误差——导轨误差;导轨在水平面内直线度误差的影响;导轨在垂直面内直线度误差的影响;导轨面间平行度误差的影响;若车床导轨与主轴回转轴线在水平面内有平行度误差，车出的内外圆柱面就产生锥度； 若在垂直面内有平行度误差，则圆柱面成双曲线回转体,因是误差非敏感方向故可忽略。;导轨误差产生的原因;机床传动链误差;机床传动链误差;机床传动链误差;机床传动链误差;机床传动链误差;减少传动链误差产生的措施;减少传动链误差产生的措施;其他几何误差;工艺系统的两种基本调整方式;工艺系统的受力变形;物体的静刚度;工艺系统的总变形量;∴工艺系统刚度：;车刀和工件的变形可忽略。工艺系统的总变形完全取决于主轴箱、尾座（包括顶尖）和刀架的变形;αp1;αp1;∴;减小误差复映的措施;其它力引起的加工误差;连接表面接触变形的影响：指零件表面的宏观和微观形状误差导致表面之间的实际接触面积减少，在接触处产生较大的接触应力而引起接触变形 实际上，连接表面的接触刚度除与法向载荷大小有关外，还与接触表面材料、硬度、表面租糙度、表面纹理方向，以及表面几何形状误差等因素有关。;部件中薄弱零件的影响：部件中某些低刚度零件在受力后会产生很大的变形，从而使整个部件的刚度降低。 零件间的间隙和摩擦力的影响：零件配合面间的间隙的影响，主要反映在载荷常变化的铣镗床和铣床上。当载荷方向改变时，间隙引起位移（如右图）。但如载荷为单向，则在第一次加载消除间隙后，对加工精度影响较小。;提高接触刚度 办法1：改善工艺系统主要零件接触面的配合质量，如机床导轨副、锥体与锥孔、顶尖与中心孔等配合面采用刮研与研磨；减少表面粗糙度值，增加实际接触面积。 办法2：在接触面间预加载荷，以消除???合面间的间隙，增加接触面积，减少受力后的变形量。;减小工艺系统受力变形的措施;提高机床部件的刚度 办法：采用固定导向 支承套、转动导向支 承套外加加强杆，用 加强杆和导向支撑套 提高部件的刚度;合理装夹工件以减少夹紧变形;合理装夹工件以减少夹紧变形;减小工艺系统受力变形的措施;减小工艺系统受力变形的措施;减小工艺系统受力变形的措施;由于作用于工艺系统各组成部分的热源，其发热的数量、位置和作用时间各不相同，各部分的热容量、散热条件也不一样，因此各部分的温升不等。即使是同一物体，处于不同空间位置上的各点在不同时间的温度也是不等的。;温度场：物体中各点温度的分布 不稳态温度场：当物体未达到热平衡时，各点温度不仅是坐标位置的函数，也是时间的函数。这种温度场称为不稳态温度场。 稳态温度场：指物体达到热平衡后，各点温度将不再随时间变化，而只是其坐标位置的函数，这种温度场称为稳态温度场。此时工艺系统稳定，利于保证工件的加工精度。;车床类机床的主要热源 是主轴箱轴承的摩擦热 和主轴箱中油池的发热 ，使主轴箱和床身的温 度上升，从而造成机床 主轴抬高和倾斜。 左图为车床空运转时， 主轴的温升和位移的测 量结果。;被磨工件的直径变化△d与机床工作台与砂轮架的热变形x基本相符。;机床热变形引起的加工误差;机床热变形引起的加工误差;车床;工件热变形引起的加工误差;工件热变形引起的加工误差;刀具的热变形主要由切削 热引起。传给刀具热量虽不 多，但由于刀具体积小、热 容量小且热量又集中在切削 部分，所以切削部分仍产生 很高的温升。;减少热变形的措施;减少热变形的措施;减少热变形的措施;采用合理的机床部件结构减少热变形的影响 方法： 采用热对称结构：在变速箱中，将轴、轴承、传动齿轮尽量对称布置，以减少箱体热变形； 合理选择机床部件的装配基准，避开误差敏感方向 加速达到工艺系统的热平衡状态：对精密机床、大型机床预先高速空运转机床或设置控制热源，人为给机床加热，使之较快达到热平衡，再进行加工，精密机床尽量避免中途停车 控制环境温度，将精密机床安装在恒温车间;使用大流量冷却液或喷雾冷却等方法： 利用这些方法可以带走大量切削热或磨削热。在精密加工时，为增加冷却效果，控制切削液的温度是很必要的。如大型精密螺纹磨床采用恒温切削液淋浇工件，机床的空心丝杠也充入恒温油，以降低工件和传动丝杠的温度，提高加工精度的稳定性。;残余应力的概念 ;内外截面厚薄不同的铸件，在浇铸后的冷却过程中产生残余应力的情况;冷校直带来的残余应力 ;