機(jī)械加工精度

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1、第七章機(jī)械加工精度本章提要機(jī)器零件的加工質(zhì)量是整臺(tái)機(jī)器質(zhì)量的基礎(chǔ)。機(jī)器零件的加工質(zhì)量一般用機(jī)械加工精度和加工表面質(zhì)量兩個(gè)重要指標(biāo)表示，它的高低將直接影響整臺(tái)機(jī)器的使用性能和壽命。本章研究機(jī)械加工精度的問題。本章討論的內(nèi)容有機(jī)械加工精度的基本概念、影響加工精度的因素、加工誤差的綜合分析及提高加工精度的途徑四個(gè)方面。內(nèi)容提綱7.1機(jī)械加工精度的基本概念7.2影響加工精度的因素7.3加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析7.4提高加工精度的途徑7.1機(jī)械加工精度的基本概念7.1.1加工精度與加工誤差加工精度：零件加工后的實(shí)際幾

2、何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高則加工精度就越高。加工誤差：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量?！凹庸ぞ取焙汀凹庸ふ`差”是評(píng)定零件幾何參數(shù)準(zhǔn)確程度的兩種不同概念。生產(chǎn)實(shí)際中用控制加工誤差的方法或現(xiàn)代主動(dòng)適應(yīng)加工方法來保證加工精度。7.1.2研究加工精度的方法研究加工精度的方法一般有兩種：一是因素分析法，通過分析計(jì)算或?qū)嶒?yàn)、測(cè)試等方法，研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響。一般不考慮其

3、它因素的同時(shí)作用，主要是分析各項(xiàng)誤差單獨(dú)的變化規(guī)律。二是統(tǒng)計(jì)分析法，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)生產(chǎn)中一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過程的正常進(jìn)行。這兩種方法在生產(chǎn)實(shí)際中往往結(jié)合起來應(yīng)用。一般先用統(tǒng)計(jì)分析法找出誤差的出現(xiàn)規(guī)律，判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運(yùn)用因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)，以便迅速有效地找出影響加工精度的關(guān)鍵因素。7.2影響加工精度的因素零件的機(jī)械加工是在由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)中進(jìn)行的。工藝系統(tǒng)中凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差。原始誤差的存在，使工藝系統(tǒng)各

4、組成部分之間的位置關(guān)系或速度關(guān)系偏離了理想狀態(tài)，致使加工后的零件產(chǎn)生了加工誤差。若原始誤差是在加工前已存在，即在無切削負(fù)荷的情況下檢驗(yàn)的，稱為工藝系統(tǒng)靜誤差；若在有切削負(fù)荷情況下產(chǎn)生的則稱為工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差。原始誤差的分類歸納原始誤差加工前的誤差加工過程中的誤差加工后的誤差加工原理誤差調(diào)整誤差工件裝夾誤差機(jī)床誤差?yuàn)A具誤差刀具制造誤差誤差工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)熱變形刀具磨損內(nèi)應(yīng)力引起的變形測(cè)量誤差工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差工藝系統(tǒng)靜誤差7.2.1加工原理誤差加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理誤差是由于采用了近

5、似的切削運(yùn)動(dòng)或近似的切削刃形狀所產(chǎn)生的加工誤差。為了獲得規(guī)定的加工表面，要求切削刃完全符合理論曲線的形狀，刀具和工件之間必須作相對(duì)準(zhǔn)確的切削運(yùn)動(dòng)。但往往為了簡化機(jī)床或刀具的設(shè)計(jì)與制造，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率和方便使用而采用了近似的加工原理，在允許的范圍內(nèi)存在一定的原理誤差。7.2.2機(jī)床誤差機(jī)床誤差是指在無切削負(fù)荷下，來自機(jī)床本身的制適誤差、安裝誤差和磨損。7.2.2.1主軸回轉(zhuǎn)誤差（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念理論上機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)軸線的空間位置是固定不變的，即它的瞬時(shí)速度為零。而實(shí)際主軸系統(tǒng)中存在

6、著各種影響因素，使主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置發(fā)生變化。將主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線漂移在誤差敏感方向上的最大變動(dòng)量稱為主軸回轉(zhuǎn)誤差。純角度擺動(dòng)：實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線始終成一傾角，在一個(gè)平面上作等幅擺動(dòng)，且交點(diǎn)位置不變。純徑向跳動(dòng)：實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線始終平行于理想回轉(zhuǎn)軸線，在一個(gè)平面內(nèi)作等幅的跳動(dòng)。純軸向竄動(dòng)：實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線始終沿理想回轉(zhuǎn)軸線作等幅的竄動(dòng)。主軸回轉(zhuǎn)誤差可分為如圖7．3所示的三種基本類型：觀看動(dòng)畫（2）主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響不同型式的主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響是不同的；而同一類型的回轉(zhuǎn)誤

7、差在不同的加工方式中的影響也不相同。如圖7.5、7.6、7.7、7.8和表7.1所示。觀看動(dòng)畫觀看動(dòng)畫觀看動(dòng)畫7.2.2.2導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床主要部件的相對(duì)位置及運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，導(dǎo)軌誤差將直接影響加工精度。（1）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差觀看動(dòng)畫臥式車床或外圓磨床的導(dǎo)軌垂直面內(nèi)有直線度誤差△Z【圖7.9（a）】，使刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生直線度誤差△Z，由于是誤差非敏感方向，零件的加工誤差△R≈△／2R可忽略不計(jì)。平面磨床、龍門刨床這時(shí)是誤差敏感方向，所以導(dǎo)軌誤差將直接反映到被加工的零件上。（2）導(dǎo)軌在水平面

8、內(nèi)的直線度誤差臥式車床或外圓磨床的導(dǎo)軌水平面內(nèi)有直線度誤差△Y【圖7.9（b）】，將使刀尖的直線運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生同樣的直線度誤差△Y，由于是誤差敏感方向，零件的加工誤差△R＝△Y，造成零件的圓柱度誤差。平面磨床和龍門刨床的導(dǎo)軌水平方向?yàn)檎`差非敏感方向，加工誤差可忽略。（3）前后導(dǎo)軌的平行度誤差當(dāng)臥式車床或外圓磨床的前后導(dǎo)軌存在平行度誤差（扭曲）時(shí)（見圖7.10），刀具和工件之間的相對(duì)位置發(fā)生了變化，結(jié)果引起了工件的形狀誤差。在垂直于縱向走刀的某一截面內(nèi)，若前