第5章 机械加工精度1.ppt

5.2 工艺系统的加工过程误差 工艺系统加工过程误差是在加工过程中，由于工艺系统内部在力、热作用下，工艺系统变形，从而破坏了工件相对刀具及切削成形运动的位置产生的误差。 一、工艺系统受力变形对加工精度的影响 （一）切削力变化引起变形对加工精度影响 1.切削力大小变化产生加工误差 （1）误差复映 图5-27 毛坯形状误差的复映 工件加工后的形状仍与毛坯形状相似的现象称误差复映。 复映误差的计算： 毛坯的误差： 切削力为： 工艺系统变形： 工件误差： 令 ε—误差复映系数。 当工件毛坯有形状误差或相互位置误差时，都将以一定的复映系数传递给工件形成加工误差。在成批或大量生产中，用调整法加工一批工件时，由于毛坯尺寸变化，复映误差会造成一批工件的尺寸分散。毛坯材料硬度不均及夹杂硬质点，会产生圆度误差。 （2）减小工件复映误差的措施 ①减小工艺系统的误差复映系数 ②采用多次走刀减小误差复映 毛坯经n次走刀后，工件的误差为： 2.切削力作用点的改变引起变形对加工精度的影响 在车床上顶车轴的示意图。 刀具变形很小可忽略，夹具并入机床考虑，工艺系统变形来自机床变形和工件变形。工艺系统变形符合叠加原理。 （1）机床变形引起的加工误差 切削力Fy引起的头架、尾座变形为 工艺系统的总位移为 由于工艺系统变形产生加工误差，加工后工件的形状如图 图5-29 机床变形引起工件的加工误差 （2）工件变形引起的误差 I—工件截面惯性矩 工件产生两端细，中间粗的腰鼓形误差。 * 第5章 机械加工精度 工艺系统存在误差就会产生加工误差，因此将工艺系统的误差称为原始误差。 工艺系统几何关系误差 刀具误差 测量误差 工艺系统受力变形 工艺系统受热变形 工件残余应力引起变形 加工原理误差 机床误差 夹具误差 5.1 工艺系统的原有误差 工艺系统原有误差是指工件相对刀具位置以及相互运动关系不准确而产生的误差。 一、加工原理误差 是由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工所产生的误差。 1.采用近似的刀具轮廓加工产生的原理误差 采用阿基米德蜗杆滚刀加工渐开线齿轮会产生误差 用模数铣刀铣削渐开线齿轮产生原理性误差 12～ 13 1 齿形 加工齿数范围 刀号 135以上 55～ 134 35～ 54 26～ 34 21～ 25 17～ 20 14～ 16 8 7 6 5 4 3 2 2.采用近似的成形运动产生原理误差 （1）近似成形运动 （2）采用近似的传动关系 切削模数蜗杆；蜗杆的螺距 配换齿轮时 产生误差。复杂曲面、曲线加工时采用直线或曲线逼近法加工产生误差。 二、机床的制造精度与磨损 机床精度取决于机床的制造误差、使用过程的磨损和机床的安装。 （一）主轴回转误差 1.回转误差的概念 主轴的回转精度：主轴的实际回转轴线相对于平均回转轴线的漂移。主轴的回转运动就是绕其理想轴线的漂移运动。主轴实际回转轴线相对其平均轴线的位移称为回转误差，因为这一误差运动是一个连续变化的运动，所以也称其为回转轴的误差运动。 径向跳动：瞬时回转轴线始终作平行于平均回转轴线的径向运动。 轴向窜动：瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向周期的轴向运动。 角向摆动：瞬时回转轴线与平均回转轴线成一角度，其焦点位置固定不变的运动。 主轴回转时常常是以上三种基本形式的合成动。 2.主轴回转运动精度的影响因素 因素：轴承精度；主轴精度；床头箱体上的主轴孔精度。 (1)滑动轴承支承的主轴 以工件旋转的车床类机床，主轴轴颈的圆度误差是影响主轴径向跳动的主要因素，轴承孔的影响很小。 对于刀具旋转的镗床类机床，影响主轴径向跳动的是轴承孔的圆度误差。 主轴前、后轴颈不同轴或有圆度误差使主轴产生角向摆动。 当两轴承孔不同轴或有圆度误差使主轴产生角向摆动。 主轴轴向窜动：由主轴轴颈轴向承载面和主轴箱体孔轴承承载面的误差决定。 （2）滚动轴承支承的主轴 以工件旋转的车床类机床，轴承内圈外滚道圆度误差是影响主轴径向跳动的主要因素，轴承外圈内滚道圆度误差的影响很小。 对刀具旋转的镗床类机床，轴承外圈内滚道圆度误差是影响主轴径向跳动的主要因素，轴承内圈外滚道圆度误差的影响很小。 影响的程度比滑动轴承小得多。 滚动体的影响 图5-5 滚动体尺寸对主轴径向跳动影响 轴承间隙影响： 推力轴承滚道端面跳动造成主轴轴向窜动 安装滚动轴承的轴颈，安装轴承外环的内孔不圆，将引起内、外环的变形使滚道不圆，产生轴向径向跳动。箱体的前、后轴承孔，主轴前、后轴颈同轴度误差，会使滚动轴承内、外圈倾斜，产生轴向窜动和径向跳动。 图6-7 推力轴承端面跳动的影响 3.主轴回转运动误差对加工精度影响 （1）径向跳动对加工精度影响 径向跳动使工件产生圆度误差，影响程度与加工方法有关。 图5-8 径向跳动对工件圆度的影响 工件随主轴沿y方向作纯径