加工精度分析与制造质量监控技术

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1、第二章加工精度分析与制造质量监控技术2.1基本概念2.1.1精度的基本含义机械加工精度指零件加工后，其几何参数（尺寸、形状和各表面间相互位置）与理想几何参数的符合程度。加工误差指零件加工后实际几何参数与理想几何参数的偏差。加工误差越小，加工精度越高。机械加工精度包括尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。形状精度:加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。位置精度:加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。2.1.2获得规定加工精度的方法1.尺寸精度的获得方法试切法：即试切

2、--测量--再试切--直至测量结果达到图纸给定要求的方法。试切法的效率低，对操作者的技术水平要求较高，多用于单件、小批生产或高精度零件的加工。定尺寸刀具法：零件的尺寸精度是由具有一定尺寸的刀具或组合刀具保证的，常用于孔、槽面、成形表面的加工。（用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸）调整法：按试切好的工件或标准样件或对刀装置等，调整刀具相对于工件加工表面的位置，并在加工过程中保持这一位置，从而获得零件所要求的尺寸精度。调整法多用于成批、大量生产。自动控制法：使用一定的装置(自动测量或数字控制)，在工件

3、达到要求尺寸时，自动停止加工。2.获得形状精度的主要方法仿形法：用特定形状的刀具切削工件，工件表面形状和精度完全取决于刀具的制造精度。如：所谓“电子配钥匙”成形运动法：使刀具相对于工件做有规律的切削成形运动，从而获得所要求的零件表面形状。如：滚齿、车螺纹非成形运动法：通过对加工表面形状的检测，由工人对其进行相应的修整加工，以获得所要求的形状精度。尽管非成形运动法是获得零件表面形状精度的最原始方法，效率相对比较低。3.位置精度的获得方法一次装夹获得法：零件表面的位置精度在一次安装中，由刀具相对于工件的

4、成形运动位置关系保证。多次装夹获得法：通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度。2.2影响机械加工精度的工艺因素2.2.1方法误差原理误差：指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差，一般多为形状误差。如图2－1在实际生产中，采用理论上完全准确的方法进行加工往往会使机床的结构复杂，刀具的制造困难，加工的效率降低。而采用近似加工方法，则常常可使工艺装备简单化，生产成本降低，故在满足产品精度要求的前提下，原理误差的存在是允许的。2.2.2机床误差

5、主轴回转误差、机床导轨误差和机床传动链误差1.主轴回转误差主轴回转误差是指主轴实际回转线对其理想回转轴线的漂移。主轴回转轴线的运动误差分解为径向圆跳动、端面圆跳动和倾角摆动三种基本型式主轴回转误差产生的加工误差径向跳动：影响工件圆度；轴向窜动：影响轴向尺寸，加工螺纹时影响螺距值；角度摆动：影响圆柱度2.机床导轨误差导轨在水平面内的直线度、导轨在垂直面内的直线度和双导轨间在垂直方向的平行度（扭曲）。导轨在水平面内的直线度误差：卧式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向（

6、加工误差的敏感方向）上，对加工精度的影响最大。误差的敏感方向：加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。例如：车削外圆柱面，加工误差敏感方向为外圆的直径方向。导轨在垂直平面内的直线度误差：卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。由图可知，若因△2而使刀尖由a下降至b，不难推得工件半径R的变化量。刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。由图可见，当前后导轨有了扭曲误差△3之后，由几何关系

7、可求得△y≈（H/B）△3。一般车床的H/B≈2/3，外圆磨床的H/B≈1，车床和外圆磨床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。前后导轨存在平行度误差（扭曲）：3.传动链误差传动链误差是指机床内联系传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。例如：车削螺纹的加工，主轴与刀架的相对运动关系不能严格保证时，将直接影响螺距的精度。减少传动链传动误差的措施：1）减少传动件的数目，缩短传动链。传动元件越少，传动累积误差就越小，传动精度就越高。2）提高传动元件精度和采用校正装置2.2.3夹具误差和磨损夹具的作用

8、是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度（特别是位置精度）有很大影响。一般夹具的制造公差应小于被加工工件的公差。夹具误差包括：（1）夹具各元件之间的位置误差；（2）夹具中各定位元件的磨损；（3）夹具在机床上的安装误差。2.3.4刀具误差和磨损定尺寸刀具、成形刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具（如车刀等），其制造误差对工件加工精度无直接影响。任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和