第四章 机械加工质量分析及控制ppt课件.ppt

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1、第四章机械加工质量分析与控制本章要点机械加工中的振动影响加工误差的因素影响机械加工表面质量的因素工艺系统几何误差工艺系统受力变形工艺系统热变形加工误差的统计分析第四章机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality第一节概述IntroductiontoMachiningQuality机械加工质量◆加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。零件宏观几何形状误差、波度、表面粗糙度宏观几何形状误差（平面度、圆度等）—波长/波高＞1000波度—波长/

2、波高=50～1000；且具有周期特性表面粗糙度——波长/波高＜50a）波度b）表面粗糙度零件加工表面的粗糙度与波度RZλHλRZ机械加工质量尺寸精度形状精度位置精度（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度表面质量表面几何形状精度表面缺陷层表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力加工质量的概念加工精度的获得方法尺寸精度的获得方法试切法定尺寸刀具法调整法自动控制法形状精度的获得方法轨迹法成形法相切法展成法a）轨迹法b）成形法c）相切

3、法d）展成法位置精度的获得方法一次装夹获得法二次装夹获得法表面粗糙度对零件使用性能的影响对耐磨性影响Ra（μm）初始磨损量重载荷轻载荷图3-3表面粗糙度与初始磨损量表面粗糙度值↓→耐疲劳性↑适当硬化可提高耐疲劳性表面粗糙度值↓→耐蚀性↑表面压应力：有利于提高耐蚀性表面粗糙度值↑→配合质量↓表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度（图3-3）对耐疲劳性影响对耐蚀性影响对配合质量影响纹理形式与方向：圆弧状、凹坑状较好适当硬化可提高耐磨性引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差，将工艺系统的误差称为原始误差

4、。第二节影响加工精度的主要因素原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差定位误差调整误差刀具误差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形工件相对于刀具静止状态下的误差工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差原始误差——原始误差分类原始误差构成加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。一、加工原理误差例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形

5、面零件(图3-5)SRh图3-5空间曲面数控加工加工原理误差二、机床误差主轴回转误差是指主轴实际回转线对其理想回转轴线的漂移。为便于研究，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、端面圆跳动和倾角摆动三种基本型式（图3-6）。b）端面圆跳动a）径向圆跳动c）倾角摆动图3-6主轴回转误差基本形式主轴回转误差机床误差包括机床的制造、安装、磨损等机床误差★传统测量方法存在问题：◆主轴回转误差的测量传统测量方法a)b)主轴回转误差测量法1—摆动盘2，4—传感器3—精密测球5—放大器6—示波器★准确测量方法包含心轴、锥

6、孔误差在内非运动状态。机床误差◆主轴回转误差对加工精度的影响★主轴径向圆跳动对加工精度的影响（镗孔）考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖的坐标值为：e径向跳动对镗孔精度影响式中R——刀尖回转半径；φ——主轴转角。显然，上式为一椭圆。图径向跳动对车外圆精度影响12345678机床误差仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖运动轨迹接近于正圆（图）。结论：主轴径向跳动影响加工表面的圆度误差

7、e★主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）机床误差★主轴端面圆跳动对加工精度的影响被加工端面不平，与圆柱面不垂直；加工螺纹时，产生螺距周期性误差。★主轴倾角摆动对加工精度的影响与主轴径向跳动影响类似，不仅影响圆度误差，而且影响圆柱度误差。AB机床误差◆影响主轴回转精度的主要因素内外滚道圆度误差、滚动体形状及尺寸误差图1轴径不圆引起车床主轴径向跳动★滑动轴承镗床（图2）——轴承孔不圆引起镗床主轴径向跳动图2轴承孔不圆引起镗床主轴径向跳动★滚动轴承车床（图1）——轴径不圆引起车床主轴向跳动（注意其频率特

8、性）静压轴承——对轴承孔或轴径圆度误差起均化作用滚动轴承结构复杂，影响主轴精度因素也较复杂除轴承本身精度外，与配合件精度有很大关系如主轴轴颈、支承座孔等精度机床误差◆影响主轴回转精度的主要因素★推力轴承滚道端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差（图3-12）★其他因素轴承孔、轴径圆度误差；轴承孔同轴度误差；轴肩、隔套端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差；装配质量等a）b）Δ≈0Δ图4-12止推轴承端面误差对主轴轴向窜动的影响◆提高主轴回转精度的措施提高