[工学]机械制造工艺第3章1.ppt

第三章 机械加工质量 分析及控制 第一节 概述 3、位置精度 （1）一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对于工件的成形运动位置关系保证； （2）多次装夹获得法 当零件上有相互位置精度要求的各平面被安排在不同的安装中加工时，零件表面的相互位置精度主要取决于安装精度。 一次装夹获得法 车床上一次安装车外圆和端面，则端面相对于外圆表面的垂直度由车床横向溜板运动轨迹与车床主轴回转中心线的垂直度来保证 多次装夹获得法 表面粗糙度越小,接触刚度越高 第二节 影响加工精度的因素及其分析 止推轴承端面误差对主轴端面圆跳动的影响 车削短粗轴，工件刚度大、机床刚度小 工件变形可忽略不计，加工误差以机床受力变形为主 车外圆时，工件呈鞍形 细长轴，工件刚度小、机床刚度大 机床变形可忽略不计，加工误差以工件受力变形为主 车外圆时，工件呈鼓形 ①合理设计零部件结构 设计工艺装备时，尽量减少联接面数目，注意刚度匹配，防止局部低刚度环节出现；设计基础件、支承件时，合理选择零件结构和截面形状 ②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，以消除配合面间的间隙，增加接触面积，减少受力后的变形量 ③提高工件刚度 ④ 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 消除内应力的措施 合理设计零件结构：铸件、锻件壁厚均匀，焊接件焊缝分布均匀等； 尽量不采用冷校直工艺：精密件严禁冷校直，可热校直或加大毛坯余量多次切削和时效处理； 合理安排时效处理消除内应力； 合理安排工艺过程：粗加工后过一定时间后再精加工，或者粗加工后松开工件重新以较小的力装夹等，都可以收到较好的效果。 1)减少热源的发热 (1)合理选择切削用量和刀具几何参数，粗精加工分开 （2）将可分离的热源尽量从机床移出 （3）对于不能分离的热源（如主轴轴承、丝杠螺母副、导轨副等），从结构、润滑等方面改善摩擦特性，减少发热。也可用隔热材料将发热部件和机床大件隔离开 （ 4 ）采用有效的冷却措施 方法：增加散热面积、使用强制式的风冷、水冷、循环润滑；对数控机床、加工中心采用冷冻机，对润滑油、切削液进行强制冷却。 3)采用合理的机床部件结构减少热变形的影响 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； 4) 控制环境温度, 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;将精密机床安装在恒温车间 毛坯的任何形状、位置误差都会复映给零件，使加工后的零件存在加工误差； 毛坯误差较大时，通过增加走刀次数来减小误差复映引起的加工误差，提高加工精度，但会降低生产率。 在成批生产中用调整法加工一批工件时，如毛坯直径大小不一或硬度不均匀，同样会有类似情况发生 （3）其他作用力引起的加工误差 ◆ 夹紧力影响 【例1】薄壁套夹紧变形 毛坯 夹紧后 镗孔后 松开后 专用卡爪 开口过渡环 采用专用卡爪或开口过渡环，使得夹紧力均匀，减小夹紧变形 图 薄片工件的磨削 毛坯翘曲 b) 电磁工件台吸紧 c) 磨后松开，工件翘曲 d) 磨削凸面 e) 磨削凹面 f) 磨后松开，工件平直 【例2】薄壁工件磨削 解决：加橡皮垫 3、减少工艺系统受力变形的措施 2）提高工艺系统的刚度； 1）减小载荷及其变化 合理选择刀具角度，减小背分力Fp（法向切削力） eg: 车细长轴时，应选择较大主偏角（75o~90o）的车刀，减小背分力 毛坯分组，毛坯余量均匀，减小切削力的变化，减少复映误差。 切削平面与进给平面的夹角，在基面内测量。Or，主切削刃与进给方向的夹角 kr vf 办法：缩小切削力的作用点到支承之间的距离，以增大工件在切削时的刚度 (二）工件内应力对加工精度的影响 残余应力(内应力)是指当外部载荷去除以后，仍然残存在工件内部的应力。 毛坯制造中产生的残余应力 冷校直带来的残余应力 切削加工产生的残余应力 工件在切削加工时，其表面层在切削力和切削热的作用下，会产生不同程度的塑性变形，引起体积改变，从而产生残余应力。 冷校直就是