第六节机械加工精度.ppt

第六章 机械加工精度 第一节 概述 第二节 加工原理误差对零件加工精度的影响 第三节 工艺系统的几何误差对加工精度的影响 第四节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响 第五节 工艺系统受热变形对加工精度的影响 第六节 加工误差的统计分析法 第一节 概述 误差的分类： 误差的分类： 第二节 加工原理误差对零件加工精度的影响 第三节 工艺系统的制造精度和磨损对加工精度的影响 主轴的回转精度： 主轴的回转精度： 导轨的几何精度 机床导轨误差对工件精度的影响： 机床导轨误差对工件精度的影响： 机床导轨误差对工件精度的影响： 传动链精度 传动链精度 传动链精度 二、刀具的制造精度和尺寸磨损 二、刀具的制造精度和尺寸磨损 三、夹具的制造精度与磨损 第四节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响 基本概念： 二、工艺系统刚度的测定： 二、工艺系统刚度的测定： 工艺系统刚度的测定： 工艺系统受力变形对加工精度的影响： 切削力对加工精度的影响： 工艺系统的变形曲线： 切削力对加工精度的影响： 切削力的大小是变化的——误差复映原理 其它作用力对加工精度的影响 传动力引起的变形对工件的影响： 惯性力引起的变形对工件的影响： 其它作用力对加工精度的影响： 内应力的重新分布对加工精度的影响 减少工艺系统受力变形的措施 第五节 工艺系统受热变形对加工精度的影响 二、工艺系统热变形对加工精度的影响 二、工艺系统热变形对加工精度的影响 工件的热变形： 工件的热变形： 刀具的热变形： 三、减少工艺系统热变形的措施： 三、减少工艺系统热变形的措施： 第六节 加工误差的统计分析法 分布曲线法： 分布曲线法： 分布曲线法： 分布曲线法： 分布曲线法： 计算举例： 误差分析： 存在的问题： 分布曲线法未考虑零件的加工先后顺序，不能反映出系统误差的变化规律及发展趋势； 只有一批零件加工完后才能画出，不能在加工进行过程中提供工艺过程是否稳定的必要信息； 发现问题后，对本批零件已无法补救； 点图法： 点图法： 系数A、D1、D2 制定X—R图的步骤： 用X—R图进行生产稳定性判断 不平衡质量为M，工件转速为n。 在Y方向上由F引起的变形： 夹紧力引起的变形对工件的影响： 重力引起的变形对工件的影响： 工件的内应力 毛坯热应力 切削加工内应力 冷校直内应力 对于铸、锻、焊毛坯，由于各部分厚度不均，冷却速度不等而产生的内应力。 对于铸件： “厚拉薄压” “心部受拉、表层受压” 力的作用使工件表层产生压应力，热作用使工件表层产生拉应力。在大多数的情况下热的作用大于力的作用，故工件表层应力通常呈“表层受拉，里层受压”状态。 减少内应力的措施： 时效处理； 结构上保证壁厚均匀； 刚度适当； 减少切削力，“小切深，多走刀”； 尽量不用冷校直工序； 提高机床构件自身刚度； 提高零部件间的接触刚度； 设置辅助支承，提高系统刚度； 加预紧力； 采用合理的安装、加工方法； 选用合理的切削用量、合理的刀具角度，减小切削力； 热源： 切削热：（内部热源） 一般传入工件或刀具的切削热用下式估算： 铣、刨时：Q工件30%，钻削时： Q工件50% 磨削时： Q屑≈4%， Q砂轮≈12%， Q工件≈84% 摩擦热（内部热源） 环境温度（外部热源） 机床的热变形： 如图所示，主轴转速1200rpm，工作8小时后，主轴抬高量达140μm，在垂直面上的倾斜为60 μm/300mm。 机床的热变形主要体现在：①主轴部件 ②导轨 ③床身 ④立柱 ⑤工作台等部件上。 车、镗类机床其主要热源为主轴箱的发热。造成主轴的位移和倾斜。 铣床主要表现在主轴在垂直面上的倾斜。铣削后将影响工件的平面与定位基面之间的平行度或垂直度。 外圆磨床主要表现在砂轮架、工件头架的位移和导轨的凸起。 龙门刨、龙门铣床的热变形主要表现在导轨的凸起。 如：10m长的龙门刨床床身高为0.8m，当床身上导轨面与底面温差为 1°时，床身导轨的中凸量可达0.19mm。这个数值可表示为：0.02/1000mm。 工件的热变形： 特点： 工件热变形主要是受切削热的影响； 工件受切削热的量不同，变形的影响也不同，各部分的温升不同且随时间而变化； 不同的加工方法、工件的形状不同，产生的热变形也不同； 棒料： 车削或磨削外圆时，切削热是从四周均匀传入工件。主要是使工件的长度和直径增大，其尺寸误差可以按物理学计算热膨胀的公式求出。即： 式中： α：工件材料的线膨胀系数； L、D：工件原有的长度和直径； △t：工件切削后的温升； 板材： Δ 例如：精刨铸铁导轨，L=2000mm，h=600mm，如果床面与床脚温差为2.4℃,α=1.1×10-5/℃，则： 减少工件热变形的措施： 粗、精分开； 合理选择切削用量； 合理选择刀具的几何形状； 充分利