8.2 影响机械加工误差的主要因素

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,8.2,影响机械加工误差的主要因素,8.2,影响机械加工误差的主要因素,定位误差,安装误差,对刀误差,过程误差,原始误差,T,8.2,影响机械加工误差的主要因素,机床误差,刀具误差,工艺系统 受力变形,原理误差,过程误差,工艺系统 受热变形,工件内应力,8.2.1,机床误差,1.,机床导轨直线度误差对加工精度的影响,8.2.1,机床误差,1.,机床导轨直线度误差对加工精度的影响,1),在水平面内有直线度误差,y,R=,y,d=2,y,8.2.1,机床误差,1.,机床导轨直线度误差对加工精度的影响,2),在垂直面内有直线度误差,z,8.2.1,机床误差,1.,机床导轨直线度误差对加工精度的影响,2),在垂直面内有直线度误差,z,当,d=100mm,，,z,=0.3mm,时，则,R,=0.0009mm,8.2.1,机床误差,1.,机床导轨直线度误差对加工精度,的影响,误差敏感方向,8.2.1,机床误差,2.,机床主轴轴线与导轨的平行度误差对加工精度的影响,1),车床主轴轴线与导轨在水平面内的平行度误差,主轴,导轨,？,8.2.1,机床误差,2.,机床主轴轴线与导轨的平行度误差对加工精度的影响,2),车床主轴轴线与导轨在垂直面内的平行度误差,主轴,导轨,？,8.2.1,机床误差,3.,机床主轴回转误差对加工精度的影响,(1,),主轴回转精度,1,),径向跳动,2,),轴向窜动,3,),角度摆动,？,？,？,8.2.1,机床误差,3.,机床主轴回转误差对加工精度的影响,(2,),影响主轴回转精度的主要因素,滑动轴承,工件回转型,(,车床,),轴承内孔,主轴轴径,主轴,轴颈的圆度误差直接反映到工件上！,8.2.1,机床误差,3.,机床主轴回转误差对加工精度的影响,(2,),影响主轴回转精度的主要因素,滑动轴承,刀具回转型,(,镗床,),轴承内孔,主轴轴径,轴承,内孔的圆度误差直接反映到工件上！,8.2.1,机床误差,3.,机床主轴回转误差对加工精度的影响,(2,),影响主轴回转精度的主要因素,滚动轴承,8.2.1,机床,误差,4.,机床磨损对加工精度的影响,8.2.2,刀具误差,1.,一般的刀具,(,如外圆车刀,),图,8-10,刀面的径向磨损对加工精度的影响,8.2.2,刀具误差,1.,一般的刀具,(,如外圆车刀,),2.,定尺寸刀具,8.2.3,工艺系统的弹性变形,1.,工艺系统刚度的概念,什么是工艺系统刚度,?,8.2.3,工艺系统的弹性变形,1.,工艺系统刚度的概念,工艺系统刚度,静刚度,动刚度,8.2.3,工艺系统的弹性变形,1.,工艺系统刚度的概念,在,切削分力,F,f,、,F,p,、,F,c,的综合作用下，沿加工表面法线方向上的切削分力,F,p,与刀刃在此方向上相对于工件的弹性变形,y,之比值。,(,N/mm,),8.2.3,工艺系统的弹性变形,1.,工艺系统刚度的概念,一般计算式,8.2.3,工艺系统的弹性变形,2.,机床刚度及其对加工精度的影响,(1,),机床部件刚度的测定,A,B,C,8.2.3,工艺系统的弹性变形,(2,),机床部件刚度的近似计算,8.2.3,工艺系统的弹性变形,2.,机床刚度及其对加工精度的影响,工艺上提高机床刚度的措施主要有：,提高配合零件的接触刚度,8.2.3,工艺系统的弹性变形,2.,机床刚度及其对加工精度的影响,工艺上提高机床刚度的措施主要有：,提高配合零件的接触刚度,提高机床零件本身的刚度,8.2.3,工艺系统的弹性变形,2.,机床刚度及其对加工精度的影响,工艺上提高机床刚度的措施主要有：,提高配合零件的接触刚度,提高机床零件本身的刚度,增加连接件的刚度,8.2.3,工艺系统的弹性变形,2.,机床刚度及其对加工精度的影响,工艺上提高机床刚度的措施主要有：,提高配合零件的接触刚度,提高机床零件本身的刚度,增加连接件的刚度,减少零件间的配合间隙,8.2.3,工艺系统的弹性变形,3.,工件刚度及其对加工精度的影响,(1,),工件装夹在两顶尖间之间加工,8.2.3,工艺系统的弹性变形,3.,工件刚度及其对加工精度的影响,(1,),工件装夹在两顶尖间之间加工,8.2.3,工艺系统的弹性变形,3.,工件刚度及其对加工精度的影响,(2,),工件装夹在卡盘上加工,8.2.3,工艺系统的弹性变形,3.,工件刚度及其对加工精度的影响,(3,),加工时工件装夹在卡盘上并用后顶尖支承,8.2.3,工艺系统的弹性变形,3.,工件刚度及其对加工精度的影响,(4,),在夹紧力的作用下，工件也会发生弹性变形,加工时,加工后,8.2.3,工艺系统的弹性变形,4.,刀具刚度及其对加工精度的影响,8.2.3,工艺系统的弹性变形,4.,刀具刚度及其对加工精度的影响,提高刀具刚度的工艺措施有：,1),装铣刀杆时施以较大的拉力，使其与主轴锥孔紧密配合，以提高刀杆刚度；,2),钻孔时普遍采用钻套以提高钻头的刚度；,3),镗床上常采用后导向支承或专用镗模来提高镗杆的刚度。,8.2.3,工艺系统的弹性变形,4.,刀具刚度及其对加工精度的影响,8.2.3,工艺系统的弹性变形,5,.,误差,复映规律,毛坯转一转时,:,a,sp2min,a,sp1max,F,p2min,F,p1max,Y,2min,y,1max,8.2.3,工艺系统的弹性变形,5,.,误差,复映规律,8.2.3,工艺系统的弹性变形,5,.,误差,复映规律,误差复映系数,8.2.3,工艺系统的弹性变形,5,.,误差,复映规律,8.2.4,工艺系统的热变形,1.,工艺系统的热源,1),切削热,2),摩擦热和传动热,3),周围环境的外界热源（例如阳光）,8.2.4,工艺系统的热变形,2.,工艺系统热变形对加工精度的影响,(1,),机床热变形对加工精度的影响,1,),车床类机床,8.2.4,工艺系统的热变形,2.,工艺系统热变形对加工精度的影响,(1,),机床热变形对加工精度的影响,2,),磨床类机床,8.2.4,工艺系统的热变形,2.,工艺系统热变形对加工精度的影响,(2,),工件热变形对加工精度的影响,工件受热膨胀均匀,工件受热膨胀均匀案例：,例如,磨削长为,3000mm,的碳钢或合金钢丝杠，每磨一次其温度升高,3,，则丝杠的伸长量,8.2.4,工艺系统的热变形,2.,工艺系统热变形对加工精度的影响,(2,),工件热变形对加工精度的影响,工件受热不均匀（,铣、刨、磨等平面加工）,8.2.4,工艺系统的热变形,2.,工艺系统热变形对加工精度的影响,(3,),刀具热变形对加工精度的影响,图,8-24,车刀的热变形,3.,减少工艺系统热变形的措施,(1,),加快热平衡,“,空运转,”,进行预热；,设置,“,控制热源,”,。,(2),加强,冷却,(3),控制,环境温度,一般,在,1,0,C,内；,精密,级,0.5,0,C,；,超,精密级,0.01,0,C,。,8.2.5,工件内应力,(,残余应力,),什么,是内应力,?,什么,是时效,?,8.2.5,工件内应力,(,残余应力,),工件,产生内应力的原因：,1,),零件不均匀的加热和冷却；,+,8.2.5,工件内应力,(,残余应力,),工件,产生内应力的原因：,1,),零件不均匀的加热和冷却；,2,),零件材料金相组织的转变；,例,：表面淬火,奥氏体,马氏体,表层,-,里层,+,8.2.5,工件内应力,(,残余应力,),工件,产生内应力的原因：,1,),零件不均匀的加热和冷却；,2,),零件材料金相组织的转变；,3,),强化时塑性变形的结果；,如,：冷校直,8.2.5,工件内应力,(,残余应力,),工件,产生内应力的原因：,1,),零件不均匀的加热和冷却；,2,),零件材料金相组织的转变；,3,),强化时塑性变形的结果；,4,),切（磨）削加工过程中的切削热和切削力的影响。,8.2.5,工件内应力,(,残余应力,),如何,消除工件内应力？,时效,：,1),人工时效；,2),自然时效。,8.2.6,其它因素,1,.,原理误差,近似,的加工方法,近似,的传动比,近似,形状的刀具,例,:,车螺纹,8.2.6,其它因素,2,.,测量误差,测量误差通常由下述原因产生：,(1,),计量器具本身精度的影响,用,光学比较仪测量轴类零件时，误差不超过,1,m,；,用,千分尺时，测量误差可达,5,10,m,；,用,游标卡尺时则达,150,m,。,8.2.6,其它因素,2.,测量误差,测量误差通常由下述原因产生：,(1,),计量器具本身精度的影响,(2,),温度的影响,例,:,(3,),人的主观原因,8.2.6,其它因素,3,.,调整误差,试,切法,:,调整法,:,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,1,.,直接减少误差法,例,:,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,1,.,直接减少误差法,例,:,刀具,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,2.,误差补偿法,(1,),控制原始误差的大小和方向,图,8-29,螺纹加工校正装置,1,工件,2,螺母,3,母丝杠,4,杠杆,5,校正尺,6,触头,7,校正曲线,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,2.,误差补偿法,(1,),控制原始误差的大小和方向,(2,),采用校正装置,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,3.,误差分组法,例,：分组互换法,图,8-30,六角车床刀架转位误差的转移,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,4.,误差转移法,例：,8.2.7,提高和保证加工精度的措施,4.,误差转移法,例,：,用镗模加工箱体零件上的同轴孔系,