机械制造基础-42.ppt

* * §4-2影响加工精度的因素 机械加工中零件的尺寸、形状和相互位置误差，主要是由于工件与刀具在切削运动中相互位置发生了变动而造成的。 由于工件和刀具安装在夹具和机床上，因此，机床、夹具、刀具和工件构成了一个完整的工艺系统。 工艺系统中的种种误差，是造成零件加工误差的根源，故称之为原始误差。 加工中可能出现的原始误差，可列举如 下图 机械加工原始误差 原理误差 工件装夹误差 机床误差 夹具误差 刀具误差 调整误差 工艺系统热变形 刀具磨损 工件内应力引起的变形 度量误差 一.原理误差: 是由于采用了近似的成形运动或刀刃形状而产生的误差。 滚切渐开线齿形就存在两项原理误差: 为便于制造，用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆，来代替渐开线基本蜗杆而产生的误差； 由于滚刀刀刃数有限，滚切出的齿形不是连续光滑的渐开线，而是由若干短线组成的折线。 在加工正弦曲线的内曲面时，用曲柄滑块机构来获得近似的正弦曲线，也存在原理误差。 原理误差存在的合理性： 理论上应当采用理想的加工原理，来获得精确的加工表面。 但在生产中这样做有时会使机床的结构复杂，难以保证机床的刚度和精度，或者使刀刃的轮廓不易制造或精度很低。 这样不仅不能保证加工精度，甚至还会降低加工效率。 这时如采用近似的加工方法，往往可以简化机床结构和刀具的形状，并能提高生产率，降低加工成本，因此，只要能把加工误差限制在规定的范围内（一般，原理误差应小于工件公差值的10%~15%），可以采用近似的加工方法。 二.机床误差：是由机床的制造误差、安装误差和使用中的磨损引起的误差。 机床误差对加工精度影响较大的有： 主轴回转误差 导轨误差 传动链误差 一. 主轴回转误差 机床主轴是决定工件或刀具位置的重要部件，对主轴的精度要求最主要的就是主轴回转精度（机床主轴回转时能保持轴线的位置稳定不变的程度），即要求主轴回转时能保持轴线的位置稳定不变。 主轴回转误差直接影响被加工零件的形状、位置精度和表面粗糙度。 主轴系统自身存在的误差：使主轴回转轴线的空间位置在每一瞬间都是变动的，即产生轴线在空间的漂移。 主轴轴颈和轴承座孔的误差； 滚动轴承的内环、外环和滚动体的误差； 回转过程中各种静、动态因素的影响等。 主轴回转误差的分解：径向跳动、轴向窜动和角度摆动（图4-1）。实际上主轴回转误差的三种基本形式是同时存在的（图4-2），综合影响着工件的加工精度。 误差敏感方向：由于ΔRzΔRy（Δy），故把工件加工表面法线方向叫做~。 主轴回转误差对加工精度的影响：主轴回转误差沿刀具与工件接触点的法向分量与切向分量，对加工精度的影响相差甚大。由图4-3，在车削圆柱面时，回转误差的法向分量Δy=ΔRy。而切向分量Δz所产生的半径误差ΔRz为? ∴ΔRz≈Δz2／(2R0)????(4-1) ?1.? 主轴纯径向跳动对加工精度的影响 图4-4为工件不动而镗杆旋转的镗孔情况。设由于主轴纯径向跳动而使轴线在Y坐标方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，振幅为A。又设刀尖处于水平位置时，主轴中心偏移最大（等于A）。当镗刀转过某一个φ角时，此时刀尖轨迹的水平和垂直分量分别是： ? y=Acosφ+Rcosφ=(A+R)cosφ z=Rsinφ 将上两式平方相加可得 车削时（如图4-5所示），设主轴轴线仍沿y方向作简谐直线运动，则工件1处切出的半径比在2、4处小一个振幅A，而在工件3处切出的半径则比2、4处大一个振幅A。这样在工件的上述4点直径都相等，在其它各点处的直径误差也甚小，故车削出的工件表面接近于一个真圆。? 这是一个椭圆方程式,说明主轴回转时存在纯径向跳动，镗出的将是一个椭圆孔,如图4-4中的双点划线所示。 *