机械制造工艺学第三章机械加工精度

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1、第三章机械加工精度第一节概述1、机械产品的质量取决于零部件的加工质量，产品的装配质量。2、零件的加工质量1）几何形状——加工精度、表面粗糙度2）物理性能——硬度、强度、韧性、耐磨性等。3）化学性能——耐磨蚀性能。4）其它性能2021/9/8机械加工精度：尺寸、形状、位置加工精度与加工误差：加工的大小，表明加工精度的高低。加工精度与设计精度、生产效率、加工成本有关。加工精度与工艺系统精度（原始误差）。工艺系统——由机床、夹具、刀具、工件组成的统一体。设计精度：由零件工作图上的尺寸，形状，位置公差确定。2021/

2、9/8二、影响机械加工精度的因素（原始误差分析）原始误差——工艺系统偏离理想位置产生的误差。1、几何误差——工艺系统初始状态的误差（加工前）A、静态误差B、运动误差2、动（效应）误差——切削过程的物理因素所产生的误差（受力，受热，磨损等）A．加工过程中B．加工后例：精镗活塞销孔工序的原始误差。（图3－1）2021/9/82021/9/8三、误差敏感方向在误差敏感方向上系统原始误差对加工精度的影响最大。例如：车削外圆时，刀尖在工件法向方向上的误差δ，引起最大加工误差△R。（图3－2）2021/9/8分析：当时，

3、（忽略了）当时，（当δ很小时，△Rmin可忽略）2021/9/8四、研究加工精度的方法1、单因素分析法：分析某一原始误差对加工精度的影响。通过分析计算，测量，实验等方法。2、统计分析法：对一批工件测量，并对测量数据进行处理，判断加工误差的性质，从而找出产生误差的原因。3、实际生产中，两种方法结合应用。2021/9/8第二节工艺系统的几何精度对加工精度的影响一、加工原理误差1、近似的切削成形运动例如：数控插补原理：直线或圆弧逼近曲线的加工，数控铣床上用球头铣刀加工曲面（行切法）（图3－3）2、近似的切削刀形状例

4、如：滚齿刀具3、近似的计算例：模数螺纹的π因子2021/9/8二、调整误差尺寸精度的获得方法（一）试切法（如车外圆的5个步骤：开车对刀；右退出车刀；进刀；走刀切削1-3mm；退出车刀；测量；按尺寸进刀；走刀切削。）试切法引起调整误差的因素1、测量误差：量具，测量方法，使用条件等。2、机床进绘机构的位移误差3、切削状态不同产生的误差。例如：刀尖的圆角影响。2021/9/8（二）调整法如车台阶长度时的位置调整引起调整误差的因素1、定程机构误差液压死挡铁＜0.01(精度高)电气行程开关＜0.01（灵敏度）2、样件或

5、样板误差3、测量有限试件造成误差2021/9/8（三）其它方法1、定尺寸刀具法例如：钻孔，铰孔，浮动镗等取决于刀具的相关尺寸精度（与刀具制造，安装，磨损有关）2、自动控制法例如：自动或半自动磨床，取决于自动检测装置精度和自动反馈控制系统控制精度。三、机床误差例如：铣床的精度检验项目有多项2021/9/8（一）机床导轨导向误差（来源于加工，装配，安装，磨损，温度等）1、导向误差（直线度，扭曲度及偏离，平行，垂直等）例车床直线度（图3－5）1）在水平面内的直线度△Y（图3－6a）（设车刀刀夹中心与工件轴或等高）2

6、）在垂直面内的直线度△Z（图3－6b）2021/9/82021/9/82021/9/8忽略项∵∴可以忽略（3）扭曲误差与机床导轨结构及主轴中心高有关（图3－7）2021/9/82021/9/8（4）导轨与主轴轴线相互位置误差水平面内平行度误差车——锥度镗——椭圆垂直内平行度误差车（度）—双曲线镗——椭圆图3-92021/9/8（5）减少导轨误差的措施设计：结构、材料、热处理方式、润滑方式、防护装置等。制造：时效处理、表面待火年理、精度工序等。调整：调间隙、调水平等。使用：地基、安装、维护（清洗、防锈、润滑）2

7、021/9/82．导轨误差的理论分析方法滑板在导轨上运动，导向：限制了5个自由度。坐标系的建立：直角坐标系：——与导轨固连通常i轴与主轴平行或垂直直角坐标系——与滑板固连直角坐标系——滑板上的参考坐标系。随滑板平移时，各坐标轴方向始终与导轨固连各坐标轴方向一致。2021/9/82021/9/8设：刀具或工件上的任意点：若点P随σ沿j、k平移，绕坐标i′j′k′转动α，β，γ角，则P点位置变化，产生加工误差。其中：△yt，△zt——由与i轴的偏离而造成（导轨与主轴轴线在水平、垂直面内平行度误差）。α——由扭曲造

8、成β——由垂直面内直线度造成γ——由水平面内直线度造成2021/9/8（图3－10），其中转角误差计算2021/9/8——坐标变换矩阵记列矩阵：则：同理：有，当σ1旋转α、β、γ时有：2021/9/8当α、β、γ值很小时，近似有：得：P点的线位移误差（由转角误差引起的）为：2021/9/8I——单位矩阵综合△xt(进给误差)、△yt、△zt和转角引起的成性误差x处，P点的线性误差为：（线性叠加）或（