机械制造基础 教案 作者 许晶 33.docVIP

机械制造基础课程教案用纸 教学环节 教 学 内 容 备 注 组织教学 导 言 讲授新课 新 课 新 课 新课 小 结 清点人数 零件的加工质量由加工精度和表面质量两方面决定，而零件加工质量又决定了零件的机械性能与工作性能。因此，机械加工中，如何保证零件的加工质量是保证零件的机械性能与工作性能的关键。本项目的任务就是对机械加上过程中零件的质量问题进行探讨，找出各种因素对加工质量影响的规律，并能提出进一步提高加工质量的措施。 模块四 机械加工质量分析与产品装配 第6章 机械加工质量 6.1 机械加工精度分析 一、概述 l.加工精度与加工误差 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状及表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。 2.影响加工精度的因素 机械加工中,机床、夹具、刀具及工件组成一个统一体，称做工艺系统。零件加工的尺寸精度、几何形状及相互位置精度取决于工艺系统组成部分在切削运动中的相互位置关系。 3.研究加工精度的方法 研究加工精度的方法有两种：单因素分析法和统计分析法。前者为简化分析过程，研究某一确定因素对加工精度的影响时，一般不再考虑其他因素对加工精度的同时作用，通过分析计算，实验测试，得到该因素对加工误差影响的关系；后者以生产中一批工件的实测结果为基础，运用数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过程的正常运行。当发生质量问题时，可以从中判断出误差的性质以及找出误差出现的规律，并帮助我们找到解决有关的加工精度问题的方法。统计分析法只适用于批量生产。 二、工艺系统的几何误差 l.加工原理误差 因采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差称为加工原理误差。 2.机床几何误差 （l）机床主轴回转误差 ①概念 主轴回转误差是指主轴的瞬时回转轴线对其理论回转轴线在规定测量平面内的变动量。机床主轴是用来装夹工件或刀具并传递主要切削运动的重要零件。主轴回转时理论上其回转轴线的空间位置应该固定不变，即回转轴线没有任何运动。实际上，由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座孔等的制造误差与装配误差、润滑条件以及回转时的动力因素的影响，往往其瞬咐空间位置都处于变化之中。 ②对加工精度的影响 主轴回转误差，直接影响被加工工件的加工精度，如工件表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度，尤其在精加工时，主轴回转误差往往是影响工件圆度误差的主要因素，如坐标镗床和精密磨床，都要求主轴有较高的回转精度。因此，主轴回转精度是机床精度的一项很重要的指标。主轴回转误差有端面圆跳动、径向圆跳动和角度摆动三种基本形式。 ③影响主轴回转精度的主要因素 主轴误差中如主轴支承轴颈的圆度误差、同轴度误差等；轴承误差，如滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的圆度误差、轴承的间隙、轴承配合的误差等；主轴系统的径向不等刚度及热变形。对于不同类型的机床，其影响因素也各不相同。如对工件回转类机床（如车床、外圆磨床），因切削力的方向不变，主轴回转时，作用在支承上的作用力方向也不变，因此轴承孔与主轴轴颈接触点的位置基本不变，因而，主轴的支承轴颈的圆度误差影响较大，而轴承孔圆度误差影响较小。 ④提高主轴回转精度的措施 （2）机床导轨误差 导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，也是运动的基准。机床导轨副是实现直线运动的主要部件，其制造和装配精度是影响直线运动的重要因素，它将直接影响工件的加工精度。 （3）机床传动链误差 所谓传动链传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。 3.其他几何误差 （l）刀具误差（2）夹具误差与磨损（3）测量误差 三、 工艺系统的受力变形 ⒈基本概念 工艺系统是指在切削加工中由机床、刀具、夹具工件组成的封闭系统，在切削力夹紧力、传动力及重力等的作用下，工艺系统的各组成元件将产生相应的变形，这种变形将破坏刀具与工件在静态下调整好的相互位置及切削成形运动所需要的正确几何关系，造成加工误差。 2.工艺系统受力变形对加工精度的影响。 （1）切削力作用点位置变化引起的形状误差 （2）切削力大小变化引起的加工误差 （3）其他力引起的加上误差 3.机床部件刚度 （l）机床部件刚度的测定 （2）影响机床部件刚度的因素 4、工件残余应力引起的变形 四、 工艺系统的热变形 l.基本概念 机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生变形，这种变形称为热变形。它将破坏工件与刀具正确的几何关系和运动关系，造成工件的加工误差。 2．影响热变形的因素 工艺系统是一个复杂系统，其热变形是非常复杂的。影响其热变形的因素很多，但大致可以概括为内部热源和外部热源两类。 3.减少工艺系统热变形的主要措施 （1）减少热源的发热及其影响（2）加强散热能力（3）均衡温度场 （4）采用