机械制造技术基础 教学课件 作者 覃岭 冯建雨 主编7章.ppt

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1、机械加工质量第七章机械加工质量7.1机械加工精度7.2机械加工表面质量7.1机械加工精度7.1.1机械加工精度7.1.1.1机械加工精度概念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,工件的加工精度包括尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度等三个方面。实际几何参数与理想几何参数的偏离程度称为加工误差,加工误差越小，加工精度就越高。7.1机械加工精度7.1.2影响机械加工精度的因素机械加工中，工件和刀具装夹在机床上，由机床提供运动和动力实现切削加工，这样，机床-夹具-刀具-工件就构成了一个系统，这个

2、系统称为工艺系统。由于工艺系统各种原始误差的存在，使工件与刀具之间正确的几何关系遭到破坏而产生加工误差。按照误差产生的原因，分三种情况讨论工艺系统对机械加工精度的影响。7.1机械加工精度7.1.2.1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由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓等进行加工而产生的误差。如用成型刀具加工复杂的曲线表面时，刀具刃口完全符合理论曲线的轮廓相当困难，所以往往采用圆弧、直线等简单的线型近似逼近曲线的轮廓。如用模数铣刀加工齿轮，为了减少生产中铣刀的数量，实际上只用一套（8～26把）模数铣刀来分别

3、加工在一定齿数范围内的所有齿轮，由于每把铣刀均是按一种模数的一种齿数设计和制造的，因而用其来加工其他齿数的齿轮时，就会产生齿形的原理误差。7.1机械加工精度（2）机床的几何误差机床的制造误差、安装误差、使用中的磨损等都会在加工中直接影响刀具与工件的相互位置精度，造成加工误差。一般情况下，只能用一定精度的机床加工一定精度的工件。机床的几何误差主要包括：主轴回转误差、导轨导向误差和传动链误差。①主轴回转误差主轴回转误差即指主轴实际回转轴线相对理论回转轴线的“漂移”。主轴回转误差可分为三种基本形式:轴向窜动、径向窜动和角度摆动，如图7-1所示。7

4、.1机械加工精度图7-1主轴回转误差的基本形式7.1机械加工精度②导轨导向误差机床导轨副是实现直线运动的主要部件，其制造和装配精度是影响直线运动精度的主要因素。对机床导轨的精度要求，主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度。导轨在水平面内直线度误差的影响如图7-2所示。在车削较短的零件时影响较小，若车削细长轴，这一误差将明显地反映到工件上，工件将产生鞍形或鼓形加工误差。7.1机械加工精度图7-2车床导轨在水平面内直线度误差引起的加工误差1-截平面2-导轨3-理想的导轨交线4-导轨实际交线5-假想工件尺寸6

5、-车刀7.1机械加工精度导轨在垂直面内直线度误差的影响如图7-3所示，同样会引起刀尖在切削行程内位置变化，而工件在半径方向的误差，影响较小，可忽略不计。但对龙门刨床、龙门铣床及导轨磨床来说，导轨在垂直面内的直线度误差将直接反映到工件上。图7-3床身导轨在垂直面内有直线度引起的误差7.1机械加工精度导轨面间平行度误差的影响如图7-4所示，这类误差会使车床床鞍在沿床身移动时发生倾斜,从而使刀尖相对于工件产生偏移,进而影响加工精度，加工出的零件形状可能为鼓形、鞍形或呈锥度等。图7-4车床导轨面间的平行度误差7.1机械加工精度③机床的传动链误差对于

6、某些加工方法,为保证工件的加工精度,要求工件和刀具间必须有准确的传动关系。若传动链存在误差，将直接影响最后的加工精度。另外,刀具误差、夹具误差及工件的定位误差等也对工件的加工精度产生影响。7.1.2.2工艺系统的力效应对加工精度的影响在切削加工中，工艺系统的各个组成元件，在切削力、夹紧力、传动力、重力、惯性力等外力作用下会产生相应的变形（弹性变形和塑性变形），这种变形将使工件和刀具相对位置发生变化，从而产生加工误差。（1）工艺系统刚度工艺系统的刚度定义为：零件加工表面法向分力与刀具在切削力作用下，相对工件在该方向的位移的比值，即工艺系统的总

7、变形量应是：而=====式中___工艺系统的总变形量（mm）；___工艺系统的总刚度（N/mm）；___机床变形量（mm）；___机床刚度（N/mm）；___夹具变形量（mm）；___夹具刚度（N/mm）；___刀具变形量（mm）；___刀具刚度（N/mm）；___工件变形量（mm）；___工件刚度（N/mm）；7.1机械加工精度7.1机械加工精度所以，工艺系统刚度一般式为：因此，当知道工艺系统各个部分的刚度后，即可求出系统刚度。用刚度一般式求解某一系统刚度时，应根据具体情况进行分析。如车削外圆时，车刀本身在切削力作用下的变形对加工误差的影

8、响很小，可忽略不计，此时计算式中可省去刀具刚度一项。7.1机械加工精度（2）误差复映在切削加工中，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的变化，会引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因而