机械制造技术 机械制造与控制专业 第2版 教学课件 ppt 作者 魏康民 1_第五章 机械制造的质量分析
28页1、机械制造技术,主编:魏康民,第五章 机械制造的质量分析,第一节 概述 第二节 机械加工精度 第三节 机械加工的表面质量,第一节 概 述,一、机械加工质量 二、加工精度与加工误差 三、获得机械加工精度的方法 1.获得尺寸精度的方法 (1)试切法 通过试切测量调整再试切,反复进行,直至达到要求为止。 (2)调整法 预先按要求调整好刀具与工件的位置并在一批零件的加工中均保持此位置不变,以获得规定的加工尺寸。 (3)定尺寸刀具法 直接靠刀具的尺寸来保证工件的加工尺寸,如钻孔、铰孔,工件的孔径靠钻头、铰刀的直径来保证。,(4)自动控制法 将测量装置、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统,加工过程中测量装置自动测量工件的加工尺寸,并与要求的尺寸进行比较后发出信号,信号通过转换、放大后控制进给系统对刀具或机床的位置作相应的调整,直到达到规定的加工尺寸要求,加工自动停止。 2.获得形状精度的方法 (1)轨迹法 它是依靠刀具与工件的相对运动轨迹获得工件形状。 (2)成形法 是利用成形刀具加工工件的成形表面以获得所要求的形状精度的方法。 (3)展成法 滚齿、插齿等齿轮加工都是用展成法来获得齿形的。 3.
2、获得位置精度的方法,第一节 概 述,第二节 机械加工精度,图5-1 原始误差的方向对加工精度的影响,一、原理误差 原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀具切削刃形状来加工而产生的加工误差。 二、工艺系统几何误差 (一)机床的几何误差,1.主轴旋转误差,第二节 机械加工精度,图5-2 主轴旋转误差的分解 a)径向圆跳动 b)轴向窜动 c )角度摆动,第二节 机械加工精度,(1)主轴旋转误差的概念 理论上,主轴旋转时的旋转轴线应与主轴的几何轴线重合,且在旋转的过程中该轴线在空中的位置应保持不变。 1)径向圆跳动:主轴瞬时旋转轴线始终作平行于平均旋转轴线的径向漂移运动。 2)轴向窜动:主轴瞬时旋转轴线相对于平均旋转轴线在轴向的漂移运动。 3)角度摆动:主轴瞬时旋转轴线与平均旋转轴线成一倾斜角,其交点位置固定不变的漂移运动。 (2)主轴旋转误差对加工精度的影响 机床主轴上一般都安装有刀具或工件,其旋转误差一方面使表面成形运动不准确,另一方面使刀具与工件之间的正确位置遭到破坏。,第二节 机械加工精度,2.机床导轨误差 (1)导轨的直线度误差 导轨的直线度误差可有水平和垂直两个方向,如图5-3
3、所示。,图5-3 机床导轨的直线度误差 a)水平面内的直线度 b)垂直面内的直线度,第二节 机械加工精度,(2)导轨在垂直平面内的平行度误差 如图5-4所示,机床前、后两导轨在垂直平面内不平行会造成其上的运动部件前后摆动,使得刀具或工件的运动轨迹成了一条空间曲线,从而造成工件形状误差。,图5-4 两导轨不平行及其引起的加工误差 a)两导轨不平形 b)造成的加工误差,3.传动链误差,第二节 机械加工精度,(二)夹具、刀具的误差 1.夹具的误差 2.刀具的误差 (1)用试切法加工 工件的尺寸精度取决于刀具相对于工件位置的调整,刀具的制造误差对工件加工精度没有直接影响。 (2)用定尺寸法加工 刀具的制造误差将直接引起工件的尺寸误差。 (3)用成形法加工 成形刀具切削刃的形状误差、磨损或刀具安装不正确将直接造成工件的形状误差。 (三)测量误差 (四)调整误差 1.试切法加工中的调整误差 2.调整法加工的调整误差,第二节 机械加工精度,三、工艺系统的受力变形 (一)工艺系统的刚度,1.刀具、工件的刚度 2.机床、夹具等部件的刚度 3.接触刚度 (二)工艺系统受力变形对加工精度的影响 1.切削力的
4、影响 (1)切削力作用点位置变化 工件、刀具的刚度随力作用点位置而变,因此造成各处让刀量不等,从而造成工件形状误差。,第二节 机械加工精度,图5-5 切削力作用点位置变化造成的工件误差 a)鼓形 b)鞍形 c)孔素线不直,(2)切削力大小的变化 当由毛坯误差造成实际背吃刀量变化时,会引起切削力Fp大小的变化,而Fp大小的变化又会造成让刀量的变化,从而使加工后的工件保留了与毛坯相似的误差。,第二节 机械加工精度,图5-6 毛坯的误差复映,第二节 机械加工精度,2.其他力的影响 (1) 离心惯性力和传动力 离心惯性力和传动力共同的特点是力的方向在每一转中不断地改变,因此它在y向的分力有时和切削力同向,有时则相反,从而破坏工艺系统各成形运动的位置精度。 (2)夹紧力 刚性较差的工件安装时,夹紧力方向和作用点不当,都会引起工件的相应变形,从而造成加工误差。 (3)重力 重力的影响主要是引起机床的变形,使机床原有几何精度丧失。 (4)工件内应力的影响 内应力是指当外部载荷去除后,仍然残存在工件内部的应力。 (三)减小工艺系统受力变形的途径,第二节 机械加工精度,(1)提高接触刚度 对各零、部件的
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