机械加工技术及设备 教学课件 作者 孙庆群 11_第11章　机械加工质量.ppt

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1、机械加工技术及设备第11章　机械加工质量11.1　概述11.2　加工误差综合分析11.3　机械加工表面质量11.4　提高加工精度和表面质量的措施11.1　概述11.1.1　机械加工精度机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)与理想几何参数的符合程度。11.1.2　原始误差与加工精度的关系在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统，称之为工艺系统，在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成，取决于工件和刀具在切削运动过程中相互位置的关系。11.1.3　加工误差

2、的性质和类型零件的加工过程中可能出现种种的原始误差，它们会引起工艺系统各环节相互位置关系的变化而造成加工误差。11.1　概述11.1.4　误差的敏感方向切削加工过程中，各种原始误差的大小和方向是各不相同的，而加工误差则必须在工序尺寸方向度量。图11 - 1　误差的敏感方向11.2　加工误差综合分析11.2.1　加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差，一般多为形状误差。11.2.2　机床的几何误差机床的几何精度主要包括回转运动精度、直线运动精度、成形运动间位置关系精

3、度和传动精度等几个方面。1.机床主轴回转精度(1)主轴回转误差的基本形式　为了分析方便，可以将主轴回转轴线的运动误差分解为三种基本形式：纯径向圆跳动、纯轴向窜动和纯角向摆动，如图11 - 2所示。11.2　加工误差综合分析图11 - 2　主轴回转误差的基本形式a)纯径向圆跳动　b)纯轴向窜动　c)纯角向摆动(2)主轴回转误差的影响因素　轴承误差、轴承间隙还有轴承相配合零件的误差、主轴系统的径向不等刚度和热变形等均影响主轴的回转精度。11.2　加工误差综合分析图11 - 3　滑动轴承对回转误差的影响a)工件回转类

4、机床　b)刀具回转类机床11.2　加工误差综合分析(3)主轴回转误差对加工精度的影响　主轴回转误差对加工精度的影响，取决于不同截面内主轴瞬时回转中心相对于刀尖位置变化情况。图11 - 4　主轴纯径向圆跳动对加工精度的影响11.2　加工误差综合分析图11 - 5　主轴纯轴向窜动误差11.2　加工误差综合分析1)选用高精度的轴承，并提高主轴及箱体的制造精度和主轴部件的装配精度。2)对高速主轴部件要进行动平衡，对精密滚动轴承要采取预加载荷等工艺措施。3)采用液体或气体静压轴承，由于无磨损，高刚度，以及对主轴轴颈的形状

5、误差的均化作用，可以大幅度地提高主轴回转精度。4)使回转精度不依赖于主轴。2.机床导轨误差(1)机床导轨误差对加工精度的影响　导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，也是运动的基准，它的各项误差直接影响工件的加工精度。(4)提高主轴回转精度的措施11.2　加工误差综合分析1)导轨在水平面内的直线度误差Δ2(见图11 - 7)。2)导轨在垂直面内的直线度误差Δ1(见图11 - 7)。3)前后导轨的平行度误差(扭曲)(见图11 - 8)。图11 - 7　导轨直线度误差11.2　加工误差综合分析(2)提高直线运动精度

6、的措施　常采用刮研等方法提高机床导轨的加工精度和配合接触精度；采用静压导轨或贴塑导轨提高微动进给定位精度和机床精度保持性；选用合理的导轨形状和导轨组合形式来提高直线运动精度，如90°的双三角形导轨其直线运动精度保持性较好，而这种导轨的磨损主要在垂直方向，故对一些在垂直方向是误差非敏感方向的机床(如卧式车床)可长期保持原有精度。3.机床传动链误差1)减少传动元件，缩短传动链，以减少误差来源。11.2　加工误差综合分析2)提高各传动元件，特别是末端传动元件的制造、安装精度。3)传动比越小，传动元件的误差对传动精度的

7、影响就越小：特别是传动链尾端的传动元件的传动比越小，传动链的传动精度就越高。4)在原传动链中人为加入一大小相等的反方向误差校正装置，使之与机床传动链误差相互抵消。11.2.3　工艺系统的其他几何误差1.刀具的几何误差2.夹具误差11.2.4　工艺系统的受力变形1.基本概念11.2　加工误差综合分析图11 - 9　车削细长轴时的变形11.2　加工误差综合分析2.系统刚度计算11.2　加工误差综合分析图11 - 11　连接表面间的接触变形11.2　加工误差综合分析3.工艺系统受力变形对加工精度的影响(1)切削力大小

8、变化的影响——误差复映规律　在加工过程中，由于工件加工余量或材料硬度不均匀，都会引起法向力Fp的变化，从而使工艺系统受力变形不一致而产生加工误差，引起工件“尺寸分散”。图11 - 13　毛坯形状误差复映11.2　加工误差综合分析(2)切削力作用点位置变化的影响　假设车削一短而粗刚度很大的光轴时，由于工件刚度大，所以工艺系统总变形量完全取决于主轴箱、刀架、顶尖和尾座的刚度。(3)其他作用