机械制造工艺与机床夹具 第3版 教学课件 作者 刘守勇 第2章　机械加工质量.pptx

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1、第2章　机械加工质量第2章　机械加工质量2.1　机械加工精度2.2　机械加工的表面质量2.1　机械加工精度2.1.1　概述机械加工精度(简称加工精度)是指零件在机械加工后的几何参数(尺寸、几何形状和表面间相互位置)的实际值和理论值相符合的程度。2.1.2　影响加工精度的因素及其分析在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相互位置的形成，取决于工件和刀具在切削运动过程中的相互位置关系，而工件和刀具又安装在夹具和机床上。2.1　机械加工精度图2-1　原始误差2.1　机械加工精度1.加工原理误差图2-2　车蜗杆时的传动关系2.机床、刀具、夹具的制造误差与磨损2.1　机械加工

2、精度(1)机床几何误差　机床几何误差包括机床本身各部件的制造误差、安装误差和使用过程中的磨损。1)主轴回转误差。①主轴纯径向跳动误差对加精度的影响。图2-4所示为在镗床上镗孔的情况。设由于主轴的纯径向跳图2-3　主轴回转轴线的运动误差a)径向跳动误差　b)轴向窜动误差c)角度摆动误差2.1　机械加工精度图2-4　纯径向跳动对镗孔圆度的影响Ⅰ—理想形状　Ⅱ—实际形状2.1　机械加工精度图2-5　车削时纯径向跳动对圆度的影响2.1　机械加工精度②主轴轴向窜动误差对加工精度的影响。主轴的纯轴向窜动对内、外圆加工没有影响，但所加工的端面却与内外圆轴线不垂直。主轴每转一周，就要沿

3、轴向窜动一次，向前窜动的半周中形成右螺旋面，向后窜动的半周中形成左螺旋面，最后切出如同端面凸轮一样的形状，并在端面中心附近出现一个凸台。当加工螺纹时，则会产生单个螺距内的周期误差。③纯角度摆动误差对加工精度的影响。主轴的纯角度摆动也因加工方法而异。车外圆时，会产生圆柱度误差(锥体)；镗孔时，孔将成椭圆形如图2-6所示。2.1　机械加工精度图2-6　纯角度摆动对镗孔的影响O—工件孔轴心线　—主轴回转轴心线④影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施。2.1　机械加工精度主轴回转轴线的运动误差不仅和主轴部件的制造精度有关，而且还和切削过程中主轴受力、受热后的变形有关。但主

4、轴部件的制造精度是主要的，是主轴回转精度的基础，它包含轴承误差、轴承间隙、与轴承相配合零件的误差等。图2-7　轴颈与轴套孔圆度误差引起的径向跳动2.1　机械加工精度2)导轨误差。图2-8　车床导轨在水平面内直线度引起的误差①导轨在水平面内有直线度误差。2.1　机械加工精度如图2-8所示，使刀尖在水平面内产生位移ΔY，造成工件在半径方向上的误差ΔR。此项误差对于普通车床和外圆磨床，将直接反映在被加工工件表面的法向方向，所以对加工精度影响极大，使工件产生圆柱度误差(鞍形或鼓形)。2.1　机械加工精度②导轨在垂直平面内有直线度误差。如图2-9所示，使刀尖产生ΔZ的位移，造成工

5、件在半径方向上产生误差ΔR=(ΔZ/2R，除加工圆锥形表面外，它对加工精度的影响不大，可以忽略不计。但对于龙门刨床、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。如图2-10所示龙门刨床，工作台为薄长件，刚性很差，如果床身导轨为中凹形，刨出的工件也是中凹形。图2-9　车床导轨在垂直平面内直线度引起的误差2.1　机械加工精度0.tif图2-10　龙门刨床导轨在垂直平面内直线度引起的误差2.1　机械加工精度图2-11　车床导轨扭曲对工件形状的影响2.1　机械加工精度③两导轨间有平行度误差。此时，导轨发生了扭曲，如图2-11所示。刀尖相对于工件在水平和

6、垂直两方向上发生偏移，从而影响加工精度。设垂直于纵向进给的任意截面内，前、后导轨的平行度误差为δ，则工件半径变化量ΔR因δ很小，α≈α′，而近似地等于刀尖的水平位移Δy，即3)传动链误差。①减少传动链中的元件数目，缩短传动链，以减少误差来源。②提高传动元件，特别是末端传动元件的制造精度和装配精度。2.1　机械加工精度③传动链齿轮间存在间隙，同样会产生传动链误差，因此要消除间隙。④采用误差校正机构来提高传动精度。(2)刀具误差1)刀具的制造误差。2)刀具的磨损。图2-12　刀具的尺寸磨损2.1　机械加工精度0.tif图2-13　刀具磨损量与切削路程的关系2.1　机械加工精

7、度(3)夹具的制造误差与磨损　夹具误差包括工件的定位误差和夹紧变形误差、夹具的安装误差和分度误差以及夹具的磨损等。图2-14　夹具误差的影响1—夹具体　2—钻模板　3—钻模套　4—衬套　5—定位轴2.1　机械加工精度图2-15　车床各部位弹性连接2.1　机械加工精度3.工艺系统受力变形及其对加工精度的影响(1)工艺系统受力变形的现象　由机床、夹具、工件、刀具所组成的工艺系统是一个弹性系统(见图2-15)，在加工过程中由于切削力、夹紧力、重力、传动力、惯性力等外力的作用，将引起工艺系统各环节产生弹性变形，此变形造成位移。0.tif2.1　机