课3-保证和提高加工精度的工艺方法

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1、保证和提高加工精度的途径本课次要解决的问题一、有哪些提高加工精度的途径？1.5.1抓住实质，因势利导，直接消除或减小原始误差的方法[例1]用大进给量反向切削的方法加工细长轴——消除轴向切削力引起的弯曲变形向切削力把工件“顶弯”的因素，还没有解决轴向切削力也会使工件“压弯”的问题。在使用了跟刀架以后，后者就成为主要矛盾。轴向切削力引起工件弯曲变形的理由有三点：(1)细长轴的一头被夹持在卡盘中间，另一头施以轴向切削力时，就象材料力学中已分析过的，若在一根杆子上施加一个偏置压力，就容易产生弯曲变形，何况这根杆

2、子又很细长，所以弯曲变形特别大(图2-26(a))。(a)顺向进给时Pw对细长轴起压缩作用(b)反向进给时Pw对细长轴起拉伸作用图2-26顺向进给和反向进给车削细长轴的比较(2)工件有了上述弯曲变形后，在高速回转下，由于离心力的作用，又加剧了变形，并引起了振动。(3)工件在切削热的作用下必然产生热伸长。一根一米长的细长轴温升40℃的轴向伸长量达0.5毫米，而卡盘和尾座顶尖之间的距离又是固定的，工件在轴向就没有伸缩的余地，因此产生了轴向力，加剧了工件的弯曲。为了消除和减小上述原始误差，可以改变进给方向，这

3、就产生了大进给反向切削细长轴的加工方法。它包括了下列几点主要内容：(1)进给方向由卡盘一端指向尾座，和一般车削法的进给方向刚好相反。这样一来，轴向切削力Px对工件的作用(从卡盘到切削所在点的一段)是拉伸而不是压缩(图2-26(b))，而在切削所在点到尾顶尖一段，则因采用了可伸缩的活顶尖，就不会把工件压弯。(2)采用了大进给量和大的主偏角车刀，增大了Px力，工件在强有力的拉伸作用下，还能消除径向的颤动，使切削平稳。(3)伸缩性的活顶尖使工件在热伸长下有伸缩的余地。(4)在卡盘一端的工件上车出了一个缩颈部分

4、。工件在缩颈部分的直径减小了，柔性就增加了，起了象万向接头一样的作用，消除了由于坯料本身的弯曲而在卡盘强制夹持下轴心歪斜的影响。在用粗车刀车出50～80毫米一段长度以后，装上跟刀架。跟刀架的支承块装在刀尖后面1～2毫米处，然后进行全长度的粗车。精车时跟刀架的支承块装在刀尖前面，以粗车过的表面作为支承基面。以避免支承块在已经精车了的表面上划出痕迹。下表为实际加工中两个典型例子的数据。(b)精车(a)粗车图2-27缩颈法图2-28跟刀架安装法1.5.2利用矛盾，相反相成，补偿或抵消原始误差的方法工艺系统中产

5、生了关键性的原始误差以后，有时候不允许采取直接消除或减小的方法(由于代价太大或费时太长等原因)，于是出现了种种误差补偿或误差抵消的方法。误差补偿的方法就是人为地造出一种新的原始误差去抵消当前成为问题的原有的原始误差，负误差用人为的正误差去抵消，正误差用人为的负误差去抵消，尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。误差补偿和误差抵消在方式上虽有些区别，但在本质上却没有什么不同，所以在生产中往往把两者统称之为误差补偿。[例1]用人为的误差抵消装配后因自重而产生的变形某厂在试制X

6、2012型龙门铣床时，发生了横梁在两个立铣头自重的影响下产生的变形大大地超过了部颁检验标准的情况。在这种情况下若是采用加强横梁刚度或减轻铣头重量的办法，来直接消除或减小原始误差，显然是行不通的。该厂就采取的误差补偿的方法。其做法是：在刮研横梁导轨时故意使导轨面产生“向上凸”的几何形状误差，去抵消横梁因铣头重量而产生“向下垂”的受力变形，解决了新产品试制中的难题，达到了部颁检验标准的要求(图2-29)。图2-29龙门铣床横梁的变形与刮研1.5.3化整为零，各个击破，分组调整或均分误差的方法在机械加工中有时

7、会遇到这样的情况：本工序的工艺系统精度是稳定的，可是由上工序来的毛坯精度起了变化，若按原来的工艺加工，就会产生超差。毛坯精度的变化可能是由于材料性能改变而引起的，也可能是由于上工序的工艺起了变化而产生的。例如：有些表面原来须经过切削加工的，后来改成精铸、精锻、冷拉等工艺而不切削了。这种毛坯精度的变坏对工序的影响，主要有下列两方面：(1)通过误差复映规律，引起了本工序的尺寸误差和形状误差的扩大。(2)通过定位误差的作用，引起了本工序各表面间位置误差的扩大。要解决这类问题，最好采用分组调整(即均分误差)的方

8、法。这个方法的实质就是：把毛坯按误差的大小分为n组，每组毛坯误差的范围就缩小为原来的。然后按各组分别调整刀具相对于工件的位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本上一致，那么整批工件的尺寸分散就比分组调整以前小得多了。这个办法比起直接提高本工序的加工精度要简便易行一些。图2-30铣小平面1.5.4创造条件，转移矛盾，变形转移和误差转移的方法在大型龙门铣床的结构中采用的转移变形的例子。图2-31表示在横梁上再安装一根附加的梁，使它承担铣头和对重的