机械制造实验典型课件机械加工精度分析中国地质大学.pptx

实验二 机械加工精度分析 中国地质大学（北京）机械工程实验教学中心 吕战竹实验二 机械加工精度分析 一、机械加工精度概述二、工艺系统几何误差三、调整误差四、工艺系统受力变形引起的误差五、工艺系统受热变形引起的误差六、内应力重新分布引起的误差七、实验目的与内容一 、机械加工精度概述（一）概述1. 加工精度与加工误差加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏离程度。理想几何参数的正确含义加工精度与加工误差的关系包含的三个方面内容三点注意！加工前与初始状态有关工艺系统静误差工艺系统动误差加工中与工艺过程有关加工后（一）概述2. 原始误差 工艺系统存在着误差是引起加工误差的根本原因，将工艺系统的误差称为原始误差。包括工艺系统的几何误差、定位误差、受力变形引起的加工误差、受热变形引起的加工误差、内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差和测量误差等。 原理误差 工件装夹误差 调整误差 机床误差 夹具误差 刀具制造误差刀具磨损工艺系统受力变形工艺系统受热变形内应力引起的变形测量误差RΔYR0R0ＯＯXXΔRa）YYRΔR =ΔXb）误差敏感方向（一）概述3.误差敏感方向 工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。对加工精度影响最大的方向，称为误差敏感方向。例：车削外圆时显然： 误差敏感方向一般为加工表面过切削点的法线方向。机床、刀具、夹具的几何误差1、机床的几何误差主轴回转误差、导轨误差、传动链误差（1）主轴回转误差：主轴各瞬间实际回转轴线对其理想回转轴线的变动量。可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种形式。二、工艺系统几何误差1、机床的几何误差（2）导轨误差导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的偏差导轨精度要求包括：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）；导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）等。此外，导轨的不均匀磨损和安装质量也是造成导轨误差的重要因素。1、机床的几何误差（3）传动链误差指传动链始末两端传动元件之间相对运动的误差。主要影响刀具与工件之间速比关系的准确性（如螺纹、齿轮加工时），一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。以滚齿机为例减小传动链误差的措施:1）尽可能缩短传动链，减少误差源数2）尽可能降速传动，并使末端传动副采用大的降速比，且要提高末端传动件的精度3）提高传动元件的制造精度和装夹精度，减小误差源，特别是升速传动元件。此外，还可采用传动误差补偿装置42（5-2） 尺寸磨损量μ/μmμμ0O l0 l l’切削路程 l / m图5-9 刀具的尺寸磨损与切削路程的关系刀具正常磨损量 （5-3）2、刀具的几何误差 定尺寸刀具的尺寸和形状误差影响加工尺寸和形状精度 成形刀具的形状误差和安装误差影响加工形状精度 展成刀具的尺寸、形状及安装误差影响加工形状精度 一般刀具的制造误差不直接影响加工精度 刀具磨损对加工精度的影响三个阶段：初期磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段3、夹具的几何误差 夹具误差影响加工位置精度。 与夹具有关的影响位置误差的因素包括：1）定位误差；2）刀具导向（对刀）误差；3）夹紧误差；4）夹具制造误差；5）夹具安装误差；…… 通常取精加工夹具公差为工件上相应尺寸公差的1/2~1/3，粗加工夹具则取1/5~1/10 。调整机床、刀具、夹具的过程中产生的误差1、试切法调整度量误差、加工余量的影响、微进给误差2、按定程机构调整3、按样件或样板调整三、调整误差1、基本概念机械加工工艺系统在力的作用下产生变形，破坏了工件与刀具之间正确的相对位置，产生加工误差。四、工艺系统受力变形引起的误差1、基本概念工艺系统刚度：加工误差敏感方向上工艺系统所受径向切削分力与变形量之比式中 Fp——径向切削分力（ 背向力、吃刀抗力）； y ——工艺系统在切削合力作用下的变形。四、工艺系统受力变形引起的误差2、工件刚度工件刚度对加工精度的影响细长轴加工四、工艺系统受力变形引起的误差3、刀具刚度刀具刚度对加工精度的影响内孔加工四、工艺系统受力变形引起的误差4、机床部件刚度（1）机床部件刚度及其特点 非线形关系，不完全是弹性变形 加载和卸载曲线不重合，所围面积表示克服摩擦和接触变形所作的功 存在残余变形，反复加载卸载后残余变形→0 机床部件刚度比按实体估算值小许多，表明其变形受多种因素影响四、工艺系统受力变形引起的误差4、机床部件刚度（2）影响机床部件刚度的因素表面粗糙度、宏观几何形状误差、材料硬度、纹理方向。1）结合面接触变形的影响2）摩擦力的影响3）低刚度零件的影响4）间隙的影响四、工艺系统受力变形引起的误差5、工