《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件7.2加工誤差綜合分析

7.2加工誤差綜合

分析

01加工誤差的分類02減小加工誤差的方法7.2.1加工誤差的分類

1.原理誤差

原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓功近似的傳動關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差，原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面的加工中。原理誤差是由于加工或者計(jì)算方法而造成的，如車削模數(shù)蝸桿干時(shí)，工件節(jié)距為πZ，而π為無理數(shù)。那么只能通過配換齒輪去近似無理數(shù)。又如滾刀滾t切齒輪的展成運(yùn)動，當(dāng)滾刀齒數(shù)無窮多時(shí)才能展成光滑齒廓形狀。但實(shí)際上，滾刀的齒數(shù)不可能無窮多。因此，齒面形狀就存在原理誤差。存在著原理誤差的加工是有條件的，也是有優(yōu)勢的。比如當(dāng)齒輪精度要求不高，加工量很小時(shí)，其加工成本低廉，不需要昂貴的齒輪加工專用機(jī)床，只需普通銑床就可以完成加工，優(yōu)勢明|顯。

2.系統(tǒng)性誤差

當(dāng)順序加工批零件時(shí)，產(chǎn)生誤差的大小和方向若保持不變，則稱為常值系統(tǒng)性誤差;若按一定的規(guī)律變化，則稱為變值系統(tǒng)性誤差。以上兩類誤差均稱為系統(tǒng)性誤差。

例如，原理誤差和機(jī)床、刀具、夾具、量具的制造誤差等都是常值系統(tǒng)性誤差，它們和加工順序(或加工時(shí)間)沒有關(guān)系。例如，鉸刀本身直徑偏大0.02mm,加工后一批孔的尺寸也都偏大0.02mm。

變值系統(tǒng)性誤差，是由變性因素所引起的，例如，刀具的磨損量隨加工表面的長度而變，工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響又因具體結(jié)構(gòu)、材料、溫度和時(shí)間等因素而變化。在這種情況下，誤差因素的影響，是有規(guī)律地變化的。

3.隨機(jī)性誤差

隨機(jī)性誤差又稱偶然性誤差。在加工一批零件中,產(chǎn)生誤差的大小和方向是無規(guī)律地變化的。它是由于各種彼此之間沒有任何依賴關(guān)系的隨機(jī)因素共同作用而產(chǎn)生的。因此隨機(jī)性誤差出現(xiàn)的時(shí)機(jī)和大小，事先是不能確定的。例如，毛坯復(fù)映的誤差定位誤差、夾緊誤差、多次調(diào)整誤差以及內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差等都是隨機(jī)性誤差。

隨機(jī)性誤差從表面上來看似乎沒有什么規(guī)律，但是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法可以找出一批工件加工誤差的總體規(guī)律，并加以控制。

加工誤差是許多系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差共同作用的結(jié)果,因此應(yīng)對具體加工條件下可能產(chǎn)生誤差的因素和大小加以分析和研究。誤差性質(zhì)不同,解決的途徑也不同。7.2.2減小加工誤差的方法

加工誤差統(tǒng)計(jì)分析法是以實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),應(yīng)用概率論理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，分析計(jì)算一批工件的誤差，從而劃分其性質(zhì)提出消除或控制誤差的一種方法。生產(chǎn)中常用的有分布曲線法和點(diǎn)圖法。這里僅介紹分布曲線法。

如磨100根軸的軸頸，軸頸的尺寸為

，磨好后測量這100根軸的軸頸，并按尺寸大小分組，取每組的尺寸間隔為0.002mm,測量結(jié)果見表7.1。

表7-1中，n為測量零件的總數(shù)等于100，m為每組的零件數(shù)(即頻數(shù))。若以頻率m/n作為縱坐標(biāo)，以尺寸x為橫坐標(biāo)，則可繪制如圖7-1所示的曲線，稱為這批零件的尺寸分布曲線，當(dāng)所測零件數(shù)增多，尺寸間隔取得很小時(shí)，此折線便非常接近于一條曲線，即是實(shí)際的尺寸分布曲線。圖7-1零件的尺寸分布曲線

圖7-2正態(tài)分布曲線尺寸分布曲線具有以下特點(diǎn)：曲線有一-定的分收范圍，即沿x軸有一定的距離:曲線有一個最高點(diǎn)，即靠近平均尺寸的零件數(shù)占大多數(shù);離曲線平均尺寸越遠(yuǎn)的尺寸，零件出現(xiàn)的機(jī)會愈少，即尺寸為最大或最小的零件是極少數(shù)。實(shí)踐表明:在正常的生產(chǎn)條件下,無占優(yōu)勢的影響因素存在，加工的零件數(shù)量又足夠多時(shí),其尺寸總是按正態(tài)分布的，因此在研究加工精度問題時(shí),通常都是用正態(tài)分布曲線來代替實(shí)際分布曲線，使加工誤差的分析計(jì)算得到簡化。正態(tài)分布曲線如圖7-2所示。正態(tài)分布曲線有以下一些特性:1.曲線呈鐘形，中間高，兩邊低，表示尺寸靠近分散中心的工件占大部分，而尺寸遠(yuǎn)離分散中心的工件是極少數(shù)。2.曲線以為軸對稱分布，表示工件尺寸大于和小于的頻率相等。3.均方根偏差。是決定曲線形狀的唯一參數(shù)。如圖7-3所示，σ越大，曲線越平坦,尺寸越分散，也就是加工精度越低；σ越小，曲線越陡峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。如圖7-3所示。故σ表明了一批零件的精度高低(σ小時(shí),零件的精度高)。4.正態(tài)分布曲線與橫坐標(biāo)沒有交點(diǎn)。由曲線方程式可知，只有當(dāng)x=±∞時(shí),才使y=0，實(shí)際上零件尺寸分散有一定的范圍，故y不可能為0。5.正態(tài)分布曲線下面所包含的全部面積代表了全部工件，即100%。

在大量生產(chǎn)中,各種加工方法確定后，可加工一批零件，繪出其尺寸或幾何形狀等的分布曲線，根據(jù)曲線形狀，則可確定應(yīng)用此法加工是否合適，并可找出影響加工精度的主要原因，以便提出改進(jìn)措施。如圖7-5所示的分布曲線接近于正態(tài)分布，則說明影響加工精度的因素中，偶然誤差起主要作用，如果其分散范圍6σ≤T,則此種加工方法是適用的。否則，還應(yīng)進(jìn)一步分析產(chǎn)生誤差的原因，進(jìn)行改進(jìn)。若所繪的分布曲線變成不對稱分布，則說明加工過程中出現(xiàn)不正常情況，或存在著對加工精度的影響起主要作用的因素。如圖7-6(a)所示為試切法加工外圓時(shí)的情況，為了不出現(xiàn)廢品，圓直徑總是偏大些,所以分布曲線向右偏些，即尺寸分布在上偏差的零件多-些，而在加工內(nèi)孔時(shí)，則尺寸分布在下偏差的零件多