机械制造技术基础课件机械加工精度与表面质量

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1、第5章机械加工精度与表面质量教学提示：机械加工质量是机械制造技术基础课程研究的重要问题之一。机械加工质量主要包括加工精度和加工表面质量两个方面。在本章中，机械加工精度主要分析工艺系统各环节中存在的原始误差对加工精度的影响、加工误差的统计分析方法及保证机械加工精度的措施；机械加工表面质量的内容涉及表面质量的含义、影响表面粗糙度及物理力学性能的主要因素及保证表面质量的措施，最后对机械加工中的振动作了简要分析。教学要求：了解机械加工精度的概念及获得加工精度的方法，了解影响加工精度的原始误差因素并掌握单因素分析的方法，学会用工艺系统刚度理论分析工艺系统受力

2、变形对加工精度的影响，了解工艺系统受热变形对加工精度的影响规律，掌握加工误差的统计分析方法及在生产实际中的应用，熟悉机械加工表面质量的含义及影响因素，了解机械振动的基本知识。5.1机械加工精度5.1.1概述1．机械加工精度的基本概念1）机械加工精度与加工误差：2）加工精度包含三个方面的内容，即尺寸精度、形状精度和位置精度2．获得加工精度的方法1）获得尺寸精度的方法（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法（4）自动控制法5.1机械加工精度5.1.1概述2．获得加工精度的方法2）获得形状精度的方法（1）轨迹法利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面

3、形状精度的方法称为轨迹法。刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动，因而所获得的形状精度取决于成形运动的精度。普通的车削、铣削、刨削、磨削均属于轨迹法。（2）仿形法刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。仿形法所获得的形状精度取决于仿形装置的精度和其它成形运动精度。仿形车、仿形铣等均属于仿形法加工。（3）成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。成形刀具代替一个成形运动。所获得的形状精度取决于刀具的形状精度和其它成形运动精度。如用成形刀具或砂轮的车、铣、刨、磨、拉等均属于成形法。（4）展成法（滚切法或范成法）5.1机械加工精

4、度5.1.1概述2．获得加工精度的方法3）获得位置精度的方法（1）直接找正装夹图5.1所示为用四爪卡盘装夹套筒（2）划线找正装夹如图5.2所示的车床床身毛坯（3）用夹具装夹图5.1直接找正装夹图5.2划线找正装夹5.1机械加工精度5.1.1概述3．影响加工精度的误差因素1）影响加工精度的原始误差因素工艺系统原始误差工艺系统的几何误差与工艺过程有关的误差加工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工艺系统静误差刀具磨损工艺系统受热变形工艺系统受力变形工件内应力引起的变形测量误差工艺系统动误差5.1机械加工精度5.1.1概述4．研究加工

5、精度的方法研究加工精度的方法有两种：1）单因素分析法2）统计分析法5.1机械加工精度5.1.2工艺系统几何误差对加工精度的影响1．加工原理误差加工原理误差是指由于采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工所产生的加工误差，也称为理论误差。例如用齿轮滚刀加工齿轮，一般都会存在两种加工原理误差：一是刀具齿廓近似造形误差，这是由于制造上的困难，用阿基米德或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆造成的；二是包络造形原理误差，这是由于滚刀齿数有限，加工齿形是有许多微小折线段组成，与理论上的光滑渐开线有差异而造成的。所以，滚齿加工加工精度不高（7～10级精度的

6、齿轮），但生产率高。5.1机械加工精度5.1.2工艺系统几何误差对加工精度的影响2．机床误差机床误差包括机床制造误差、磨损和安装误差。其中对加工精度影响较大的误差有：机床主轴系统回转误差、导轨误差和传动链误差。1）机床主轴回转误差：主轴回转误差可以分解为端面圆跳动、径向圆跳动和角度摆动三种基本形式。5.1机械加工精度5.1.2工艺系统几何误差对加工精度的影响1）机床主轴回转误差：（1）径向圆跳动：主轴瞬时回转轴线沿平行于平均回转轴线方向的径向运动，如图5.4（a）所示。它主要影响圆柱面的精度。（2）端面圆跳动（轴向窜动）：主轴瞬时回转轴线沿平均回转

7、轴线方向的轴向运动，如图5.4（b）所示。车端面时它使工件端面产生垂直度、平面度误差。。它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。（3）角度摆动：瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动，如图5.4（c）所示。在不同横截面内，轴心运动轨迹相似，它主要影响圆柱面和端面的加工精度。5.1机械加工精度5.1.2工艺系统几何误差对加工精度的影响1）机床主轴回转误差：滑动轴承主轴，影响主轴回转误差的直接因素是主轴轴颈的圆度误差、轴瓦内孔圆度误差（轴承孔的圆度误差）及配合间隙。而不同类型的机床，其影响因素也各不相同。对工件回转类机床（如车床、

8、外圆磨床等），因切削力的方向不变，主轴回转时作用在支承上的作用力方向也不变化。此时主轴的支承轴颈的圆度误差影响较大，而轴承