制造工艺机械加工质量

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1、第七章机械加工质量第七章机械加工质量对任何一台机器或仪器，为保证它们的使用性能，必然对其组成零件提出许多方面的质量要求。机械加工精度、机械加工表面质量，则是许多质量要求的两个主要方面。第一节机械加工精度一、概述（一）机械加工精度及加工误差概念1、加工精度指零件加工后实际的几何参数（尺寸、形状、相互位置）与理想零件的几何参数的符合程度。符合程度愈高，加工精度愈高。2、加工误差指零件加工后实际的几何参数与理想零件的几何参数的不符合程度。（二）影响加工精度的主要因素由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统存在各种误差，这些误差会在不同的具体条件下，以不同的程度反映到加工零件上去，而造成加工误差。这种

2、造成加工误差的工艺系统原有误差，称为原始误差。造成加工误差的原始误差：1、原理误差2、工艺系统的制造误差与磨损3、工艺系统受力变形产生的误差4、工艺系统受热变形产生的误差5、测量误差与调整误差二、影响加工精度的误差因素（一）原理误差指采用了近似的加工方法，所产生的误差。如：1、滚齿，由于滚刀的刀刃数有限，加工出来的齿轮齿形是有限个刀刃切成的折线；另，由于滚刀制造困难，采用阿基米德基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆，由此产生的加工误差，则属于原理误差。2、成形法铣齿，由于铣刀分八个刀号，每一个刀号在相应组内齿数最少的可获得精确地齿形，其它齿数只能获得近似的齿形。因此，铣齿产生的加工误差也属于原理误差。

3、(二)工艺系统的制造误差与磨损对加工精度的影响1、机床制造误差与磨损的影响1）机床主轴的回转误差机床工作时，由于主轴部件在制造、装配过程中，存在各种误差，使得主轴回转轴线的空间位置在每一瞬间都处于变动状态，而产生回转误差。如图7-1所示：（1）主轴的回转误差的三种基本形式径向跳动--瞬时回转轴线沿平均回转轴线的径向跳动运动。轴向窜动--瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动。角度摆动--瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角，但其交点位置是固定不变的运动。图7-1（2）主轴回转运动误差概念指主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动范围。变动范围愈小，其回转精度愈高。（3）影响主轴回转运动误

4、差的因素及分析主要影响因素有：主轴部件各组成零件的制造误差及装配误差；也与加工方法有关。如：滑动轴承支承的主轴部件如图7-2所示：对于车磨类机床主轴所受的切削力方向基本是不变的。切削时，主轴颈被压向轴承孔内表面的某一固定部位，其主轴颈在转动时，将其轴颈上的圆度误差传递给工件导致在加工的工件上产生相同的圆度误差。而轴承孔内表面的圆度误差对加工精度的影响则极小。图7-2对于镗床类机床主轴轴承孔内表面所受切削力的方向是随镗刀的旋转而变化的。因此，使主轴轴颈上某一固定部位与轴承孔的不同部位相接触，这样，轴承孔的圆度误差将传递给工件，而主轴轴颈的误差则影响不大。对于滚动轴承支承的主轴部件，其回转精度不

5、仅与滚动轴承本身的精度有关，还在很大程度上与轴承相配合件的精度有关。（4）主轴回转误差对加工精度的影响车削：车削时，支承轴颈的圆度误差，会引起主轴的径向跳动，主轴的径向跳动对工件的圆度影响较小；而对工件的径向尺寸则有不同的影响。如图7-3所示：假定主轴轴心沿Y轴作简谐直线运动，在工件1处（主轴中心偏移最大处）切出的半径比2、4处切出的半径小一个幅值A；而在3处切出的半径比2、4处切出的半径大一个幅值A。那么，1、2、3、4各点的半径均相等，所以，车出的工件表面近似一个真圆。主轴径向跳动的方向，对工件径向尺寸产生不同的影响。主轴回转轴心线的任一方向的径向跳动，可以分解为沿刀尖处加工表面法线方向

6、跳动分量Δу和切向分量ΔZ。切向分量产生的半径误差ΔR：整理、略去ΔR²，得：ΔR=设ΔΖ=0.01mm,R=50mm,则：ΔR=0.000001mm。此值可以略去不计。图7-4而Y方向上的误差将1：1的反映到工件的半径上去。如误差仍为Δy=0.01mm，则在工件Y方向上造成的半径误差就是0.01mm。是切线方向上误差的104倍，因此，称法线方向为误差的敏感方向。如图7-4所示：图7-4镗孔时，主轴的径向跳动使轴心线在Y坐标方向上，作振幅为A的简谐运动。设主轴中心线偏移最大（等于A）时，镗刀尖正好通过水平位置1，当镗刀转过一个Φ角时，刀尖轨迹的水平分量和垂直分量分别为：Y=AcosΦ+Rco

7、sΦ=(A+R)cosΦZ=RsinΦ将以上两式平方后，相加得：为一椭圆方程，即镗出的孔为一椭圆。如图7-5所示：镗削（5）主轴的角摆动对工件加工精度的影响车削：径向截面仍然是一圆形，而轴向则是一个圆锥形截面。镗削：由于主轴的角摆动形成的回转轴线与工作台导轨不平行，镗出的孔将为椭圆形。如图7-6所示：图7-6（6）主轴的轴向窜动对加工精度的影响对外圆与内孔的形状精度没有影响，而对端面与内、外圆垂直度有一定的影