第九次机械加工精度及其控制

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1、第2章机械加工质量分析与控制本章要点影响加工误差的因素影响机械加工表面质量的因素工艺系统几何误差工艺系统受力变形工艺系统热变形1第2章机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.1概述IntroductiontoMachiningQuality24.1.1机械加工质量尺寸精度形状精度位置精度（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度表面质量表面几何形状精度表面缺陷层表层加工硬化表层金相

2、组织变化表层残余应力加工质量图4-1加工质量包含的内容34.1.1机械加工质量◆加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。◆加工精度与经济性与使用要求间是有关系的。加工质量取决于工件和刀具在切削运动过程中相互位置关系。在机械加工时，机床、刀具、夹具和工件构成一个完整的系统，称之为工艺系统。加工精度问题也就是工艺系统问题，或者说工艺系统是因，而精度问题是果，因此也把工艺系统的误差称为“原始误差”的由来。研究加工精度的目的，就是弄清原始误差与加工精度影响规律，进而控制使其达到精度要求，找到提高精度之

3、途径。44.1.3误差敏感方向图4-4：ΔRΔYRRΔR=ΔX（4-1）（4-2）显然：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。误差敏感方向一般为已加工表面过切削点的法线方向。图4-4误差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）误差敏感方向5引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。4.1.4影响加工精度的因素原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差定位误差调整误差刀具误

4、差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形工件相对于刀具静止状态下的误差工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差原始误差——原始误差分类图4-5原始误差构成64.1.5研究加工质量的方法◆分析研究某一确定因素对加工精度或表面质量的影响，一般不考虑其它因素的同时作用。具体分析时，可用理论方法：运用物理学和力学原理，进行纯理论计算；也可用试验方法：通过试验或测试，确定影响因素与加工质量指标之间的关系。◆根据生产中一批工件的实测结果

5、为基础，运用数理统计原理和方法进行数据处理，对工艺过程进行分析和控制。出现偏离时，从统计中判断性质，找出环节，解决问题。单因素分析方法统计分析法实际生产中，通常结合使用，统计分析找原因，单因素试验解决问题。7机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.2工艺系统原始误差对加工精度的影响GeometricPrecisionsofTechnologicalSystemanditsinfluencetomachiningPrecision8加工原理误差是指采用了

6、近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。4.2.1加工原理误差式中R——球头刀半径；h—允许的残留高度例2：用阿基米德蜗杆滚刀滚切渐开线齿轮模数铣刀成形铣齿轮，同！例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件(图4-6)SRh图4-6空间曲面数控加工加工原理误差用直线插补的原理加工曲线是存在原理误差的存在的合理性在于，往往带来很多好处，简化机床结构或刀具形状或提高效率，只要原理误差小于10～15%公差值就是允许的94.2.2主轴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。为便于研究，

7、可将主轴回转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（图4-7）。b）端面圆跳动a）径向圆跳动c）倾角摆动图4-7主轴回转误差基本形式主轴回转误差104.2.2主轴误差◆主轴回转误差对加工精度的影响★主轴径向圆跳动对加工精度的影响（镗孔）考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖的坐标值为：e图4-8径向跳动对镗孔精度影响式中R——刀尖回转半径；φ——主轴转角。（4-4）显然，式（4-4）为一椭圆。11图4-9径向跳动对车外圆精度影响1234

8、56784.2.2主轴误差仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖运动轨迹接近于正圆（图4-9）。◎思考：主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率为主轴转速两倍，被车外圆形状如何？结论：主轴径向跳动影响加工表面的圆度误差e★主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）124.2.2主轴误差★主轴端面圆跳动对加工精度的影响被加工端面不平，与圆柱