第七章机械加工精度(10节)课件.ppt

第五章 机械加工精度 二、影响加工精度的因素 三、误差的敏感方向 § 5.2 工艺系统的几何精度（原始状态误差）对加工精度的影响 (1)试切法调整 (2)调整法调整 三、机床误差 2、机床主轴的回转运动误差 3. 主轴回转误差对加工精度的影响 4. 主轴回转运动误差的影响因素 4．提高主轴回转精度的措施 3、机床传动链误差 四、其他几何误差 § 5.3 工艺系统的受力变形对加工精度的影响 二、工艺系统刚度的计算 工艺系统的刚度： 三、工艺系统受力变形对加工精度的影响 2、误差复映系数 （三）其它力引起的加工误差 四、机床部件刚度测量 五、影响机床部件刚度的因素 六、减少工艺系统受力变形的措施 2．提高工件的刚度 3．提高机床部件的刚度 4．合理装夹工件以减少夹紧变形 § 5.4 工艺系统的热变形对加工精度的影响 4、不稳态温度场与稳态温度场 二、机床热变形引起的加工误差 三、工件热变形引起的加工误差 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 3．采用合理的机床部件结构减少热变形的影响 § 5.5 工件残余应力引起的误差 一、产生残余应力的原因 § 5.6 提高和保证加工精度的途径 二、误差补偿法 四、误差转移法 . . . . . . . . 2.摩擦热 主要由机床和液压系统中的运动部分产生的，如电动机、轴承、齿轮等传动副、导轨副、液压泵、阀等运动部分产生的摩擦热。摩擦热是机床热变形的主要热源。 工艺系统的外部热源，主要是环境温度的变化和热的辐射，大型和精密工件的加工受此影响较大。 3.外部热源 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。物体中各点温度的分布称为温度场。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。 物体达到热平衡后，各点温度将不再随时间而变化，而只是其坐标位置的函数，这种温度场则称为稳态温度场。此时的工艺系统稳定，有利于保证工件的加工精度。 机床受热源的影响，各部分温升将发生变化．由于热源分布的不均匀和机床结构的复杂性，机床各部件将发生不同程度的热变形，破坏了机床原有的几何精度，从而降低了机床的加工精度。 1. 车床类机床 后果：主轴箱和床身的温度上升，造成机床主轴拾高和倾斜。 主要热源：是主轴箱轴承的摩擦热和主轴箱中油池的发热； 例如： 结果：如图所示为车床空运转时，主轴的温升和位移的测量结果。 主轴在水平方向的位移仅10μm 垂直方向的位移却高达180 ～200 μm。 2. 外圆磨床 如图所示是外圆磨床温度分布和热变形的测量结果。 机床工作台与砂轮架间的热变形 当采用切入式定程磨削时，被磨工件直径的变化，可达100 μm 。 两者基本相符 3. 大型机床 如导轨磨床、外圆磨床、龙门铣床等的长床身部件 表面温度比床身底面温度高 形成温差 床身产生弯曲变形。 4. 几种机床的热变形趋势 平面磨床 车床 铣床 双端面磨床 切削热 （是主要的） 外部热源 （对于精密件不可忽视） 使工件产生变形的热源 同时，不同的加工方法，不同的工件材料、结构和尺寸件的受热变形也不相同。 而6级精度丝杠的螺距累积误差，按规定在全长上不许超过0.02mm。可见受热变形的严重性。 例1：精密丝杠磨削时，工件的热伸长会引起螺距的累积误差。 如：3m长的丝杠，每磨一刀温度就要升高3℃ ，工件伸长量 Δ L＝3000×11.4×106×3 mm ＝ 0.1mm (11.4×106是碳钢的平均线胀系数) 例2： 细长轴在顶尖间车削时： 热变形使工件伸长，导致工件因弯曲变形而产生圆柱度误差。 单面受热，与底面产生温差，引起热变形，影响导轨的直线度。 例3：床身导轨面的磨削 此时粗、精加工间隔时间较短，粗加工时的热变形将影响到精加工，工件冷却后，将产生加工误差。 例4：在三工位的组合机床上，通过钻—扩—铰加工孔 如：工件的尺寸是：外径40mm，孔径为20mm ，长40mm，材料为钢材。钻孔时切削用量为n＝310 r／min，f＝0.36mm。钻孔后，温升达107 ℃ ，接着扩孔和铰孔，当工件冷却后孔的收缩量已超过精度规定值。 因此，在这种情况下一定要采取冷却措施，否则将出现废品。 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