最新机械制造工程之机械加工精度2教学讲义ppt课件.ppt

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1、机械制造工程之机械加工精度2◆传动力与惯性力影响理论上不会产生圆度误差（但会产生圆柱度误差）易会引起强迫振动4.3.2工艺系统刚度对加工精度的影响图11-10传动力对加工精度的影响zlRXYFpFcFcdFcdxφra）O′O″r0XYFpAFcdrcd=Fcd/kcOFcFc/kcFp/kcb）O学海无涯勤为径图11-11车床刀架变形曲线ΔX（μm）10203040500123F（KN）非线形关系，不完全是弹性变形加载和卸载曲线不重合，所围面积表示克服摩擦和接触塑性变形所作功存在残余变形，反复加载卸载后残余变形→0机床部件刚度比按实体估算

2、值小许多，表明其变形受多种因素影响机床部件变形曲线4.3.3机床部件刚度及其影响因素学海无涯勤为径体积大，热容量大，温升不高，达到热平衡时间长结构复杂，温度场和变形不均匀，对加工精度影响显著运转时间/h0123450150100200位移/μm20406080温升/℃ΔYΔX前轴承温升图11-16车床受热变形a）车床受热变形形态b）温升与变形曲线机床热变形特点车床热变形学海无涯勤为径立铣（图a）图11-17立式铣床、外圆磨床、导轨磨床受热变形a）铣床受热变形形态b）外圆磨床受热变形形态c）导轨磨床受热变形形态外圆磨（图b）导轨磨（图c）其他

3、机床热变形学海无涯勤为径体积小，热容量小，达到热平衡时间较短温升高，变形不容忽视（达0.03～0.05mm）◆特点◆变形曲线（图4-38）式中ξ——热伸长量；ξmax——达到热平衡热伸长量；τ——切削时间；τc——时间常数（热伸长量为热平衡热伸长量约63%的时间，常取3～4分钟）。τ(min)图4-11车刀热变形曲线连续切削升温曲线冷却曲线间断切削升温曲线ξ（μm）ξmaxτb0τc0.63ξmax刀具热变形学海无涯勤为径◆圆柱类工件热变形5级丝杠累积误差全长≤5μm，可见热变形的严重性式中ΔL，ΔD——长度和直径热变形量；L，D——工件原

4、有长度和直径；α——工件材料线膨胀系数；Δt——温升。长度：直径：例：长400mm丝杠，加工过程温升1℃，热伸长量为：工件热变形学海无涯勤为径式中ΔX——变形挠度；L，S——工件原有长度和厚度；α——工件材料线膨胀系数；Δt——温升。◆板类工件单面加工时的热变形图11-19平面加工热变形ΔXφ/4φLS此值已大于精密导轨平直度要求结果：加工时上表面升温，工件向上拱起，磨削时将中凸部分磨平，冷却后工件下凹。例：高600mm，长2000mm的床身，若上表面温升为3℃，则变形量为：学海无涯勤为径11.4.4减小热变形对加工精度影响的措施例1：磨床

5、油箱置于床身内，其发热使导轨中凹解决：导轨下加回油槽图11-20平面磨床补偿油沟例2：立式平面磨床立柱前壁温度高，产生后倾。解决：采用热空气加热立柱后壁（图4-41）。图11-21均衡立柱前后壁温度场减少切削热和磨削热，粗、精加工分开。充分冷却和强制冷却。隔离热源。减少热源发热和隔离热源均衡温度场学海无涯勤为径图11-23支承距影响热变形L1L2热对称结构热补偿结构（图4-42，主轴热补偿）图11-22双端面磨床主轴热补偿1—主轴2—壳体3—过渡套筒热伸长方向合理选择装配基准高速空运转人为加热恒温人体隔离采用合理结构11.4.4减小热变形对

6、加工精度影响的措施加速达到热平衡控制环境温度学海无涯勤为径第11章机械加工质量分析与控制11.5加工误差统计分析学海无涯勤为径11.5.1加工误差的性质系统误差在顺序加工一批工件中，其大小和方向均不改变，或按一定规律变化的加工误差。◆常值系统误差——其大小和方向均不改变。如机床、夹具、刀具的制造误差，工艺系统在均匀切削力作用下的受力变形，调整误差，机床、夹具、量具的磨损等因素引起的加工误差。◆变值系统误差——误差大小和方向按一定规律变化。如机床、夹具、刀具在热平衡前的热变形，刀具磨损等因素引起的加工误差。加工误差系统误差随机误差常值系统误差

7、变值系统误差加工误差统计特性学海无涯勤为径11.5.1加工误差的性质◆在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化的加工误差。◆随机误差是工艺系统中大量随机因素共同作用而引起的。◆随机误差服从统计学规律。◆如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的随机变化而造成的加工误差；定位误差；夹紧误差；残余应力引起的变形等。随机误差加工误差的统计分析◆运用数理统计原理和方法，根据被测质量指标的统计性质，对工艺过程进行分析和控制。学海无涯勤为径11.5.2分布图分析法1）采集数据样本容量通常取n=50～2002）确定分组数、组距、组界、组中值①按教材表初选分组数

8、k′；直方图组数过多，分布图会被频数的随即波动所歪曲；组数太少，分布特征将被掩盖。学海无涯勤为径②确定组距d：取整，d′→d③确定分组数k：④确定各组组界、组中值⑤统计各组频数学