機械加工精度10.ppt

1、第六章 機械加工精度,機械加工精度的概念,加工精度是指零件經過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度 它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。,精度愈高，誤差愈小 精度愈低，誤差愈大,零件的幾何參數(shù),幾何形狀 尺寸 相互位置,加工精度,1)尺寸精度 限制加工表面與其基準間尺寸 誤差不超過一定的范圍 2)幾何形狀精度 限制加工表面宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、平面度、直線度等； 3)相互位置精度 限制加工表面與其基準面的相互位置誤差，如平行度、垂直度、同軸度、位置度等。,幾何形狀精度和尺寸精度有關系嗎？,零件公差必須大于形狀位置誤差,注：如果沒有特殊要求，圓度、

2、圓柱度等不需要特別標注 譬如主軸需要標注圓度,圓度超差，零件精度肯定超差 滿足了尺寸精度，但是圓度沒有滿足，所以零件精度達不到 所以幾何形狀誤差不能超過尺寸誤差,兩個必然,尺寸精度高的，必然表面粗糙度要求必然高，形狀、位置精度誤差也必然高 反之，表面粗糙度要求高，不一定尺寸精度高，或者可以理解為甚至沒有尺寸精度的要求,舉個例子 表面粗糙度高的，但是尺寸精度不要求的。,桌面、黑板 機床、機器的外觀尺寸要求低，但是表面很光滑 手把、標牌 拋光 鍍上一層,尺寸精度在什么情況下要求？ 在配合尺寸上要求嚴格,機械加工精度是加工質量的重要組成部分，無論是大批大量生產還是單件小批生產，分析加工精度對保證質量

3、、提高生產率和降低成本都有重大意義，特別是對大批大量生產，一旦產生質量問題，所造成的損失是十分驚人的,加工精度確定多少才比較合理？ 這里提供兩個方法來得到我們要求的加工精度： 問 查表、查書,機械加工誤差分類,從誤差是否被人們掌握來分，可分為 1 系統(tǒng)誤差 2 隨機誤差(又稱偶然誤差),系統(tǒng)誤差 誤差的大小和方向均己掌握，它可以用代數(shù)和來進行綜合。,系統(tǒng)誤差又可以分為 1常值系統(tǒng)誤差：誤差數(shù)值是不變的 采用近似加工方法所帶來的加工理論誤差，夾具的定位誤差，刀具的誤差等 用直徑20mm的鉸刀鉸孔。鉸刀本身直徑偏大0.01mm，則整批零件被鉸的孔都將偏大 。這時的常值系統(tǒng)誤差則為0.01mm 2變

4、值系統(tǒng)誤差,變值系統(tǒng)誤差 誤差的大小和方向按一定規(guī)律變化，可按線性變化，也可按非線性變化。,幾個誤差可以了解,轉子受熱膨脹，對轉子間隙的影響 壓差可以計算，轉子受力變形可以知道 刀具的變化磨損，熱伸長都是變值誤差 變值系統(tǒng)誤差,隨機誤差 凡是沒掌握規(guī)律的誤差 沒有掌握規(guī)律，但是不等于沒有規(guī)律，例如內應力有規(guī)律，我們不知道；熱處理產生誤差，它必須經過一段時間才出現(xiàn)；材料質量的均勻性，會出現(xiàn)一邊重，一邊輕,有一些誤差可以控制 例如操作誤差 人工誤差,誤差,常值系統(tǒng)誤差 變值系統(tǒng)誤差,系統(tǒng)誤差 隨機誤差,獲得加工精度的方法,試切法 調整法 尺寸刀具法 主動測量法,試切法,生產率低，要求工人的技術水平

5、較高。因此多用于單件、小批量生產。,調整法,先按規(guī)定尺寸調整好機床、夾具、刀具和工件的相對位置及進給行程，從而保證在加工時自動獲得尺寸。 這種方法在加工時不再進行試切，生產率大大提高。但精度低些。,（1）靜調整法 是在不切削的情況下，用對刀塊或樣件來調整刀具的位置。 （2）動調整法 動調整法又稱尺寸調整法，它是按試切零件進行調整，直接測量試切零件的尺寸，可以試切一件或一組零件(215件) ，所有試切零件合格，即調整完畢，可以進行加工。這種方法多用于大批和大量生產。動調整法由于考慮了加工過程中的影響因素，其精度比靜調整法高。,尺寸刀具法,采用定尺寸的孔加工刀具 優(yōu)點：孔加工刀具可以獲得非常高的精

6、度，生產率也非常高。 缺點：刀具有磨損，磨損后尺寸就不能保證，因此成本較高，多用于大批大量生產中。 用成形刀具加工也屬于這一類。,主動測量法,在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，達到要求時就立即停止加工,真正用的比較高級的方法，就是主動測量法 如果要達到0.0001mm的加工誤差或者加工精度，還是要用主動測量法,要加工的精度非常高，一般來說，這么高的精度，不是人工就能解決的,要求的精度很高，怎樣控制進給量,影響加工精度的因素,工藝系統(tǒng) 機床、夾具、刀具及工件組成的系統(tǒng),影響機械加工精度的主要因素,1 原理誤差 2工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損 3工藝系統(tǒng)的受力變形 4工藝系統(tǒng)的受熱變形,5 工藝系統(tǒng)

7、調整誤差 6 工件安裝夾緊誤差 7 度量誤差,原理誤差,由于采用了近似的加工運動或者近似的刀具輪廓而產生的,加工齒輪，用展成法 刀齒是有限的，滾刀只能斷續(xù)切削，切出的齒形是由各個刀齒軌跡的包絡線所形成的，是一條近似的折線,設計形成的誤差,設計的近似在哪里？,設計產生的誤差 近似的加工運動 近似的刀具輪廓,機床的制造精度和磨損,導軌誤差 水平方向有誤差 垂直方向有誤差,垂直方向有誤差 水平方向有誤差,兩個問題,水平誤差和垂直誤差之間的關系是不是總是400倍？ 怎樣測量水平誤差和垂直誤差？,千分表是用來檢查零件幾何形狀誤差尺寸及 相關位置的一種測量工具,可以用千分表 高度變化就是垂直誤差 左右變化

8、就是水平誤差,如果導軌面上稍稍高了一點，如何處理把導軌面變平？,主軸誤差,純徑向移動、回轉中心、軸心漂移、角度擺動可以用一個精度（綜合指標）來表示， 回轉精度 它的范圍是58,刀具的制造精度,定形刀具 鉆刀 絞刀 拉刀 它們的磨損影響大 車刀：工人操作誤差，影響不大 刀具的尺寸磨損也分為起始磨損、正常磨損和劇烈磨損三個階段 定形刀具 成形刀具,夾具的制造精度和磨損,夾具精度要求高 對于IT57級精度的零件，夾具精度一般是零件精度的1/2一1/3。 對于IT8級精度以下的零件，夾具精度可為零件精度的1/51/10。,忽略夾具本身制造精度,鉆模板 1/3以上 至少是它的一半，低的就是1/51/10

9、,工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響,剛度的概念 剛度是物體受力后抵抗外力的能力，也就是物體在受力方向上產生單位彈性變形所需要的力,柔度 是物體受單位力時在受力方向的變形，它是剛度的倒數(shù),瞬時剛度,物體在受力方向上某一個時刻的力變化與在該方向上產生的變形變化量的比值。,在工藝系統(tǒng)中，往往一個方向的力同時產生幾個方向的變形，如圖車刀受力產生幾個方向變形。,接觸剛度,機床是由多個零件組成的。一臺機床或部件的受力變形，除了零件本身的變形以外，還有零件之間接觸面的變形。,剛度曲線,加載變形曲線 （1）接觸變形影響 （2）剛度很差零件存在,這種變形曲線又可以分為兩類， 1 是凹形曲線 2 是凸形曲線 凹形

10、曲線的特點是開始變形很大，逐漸剛度變好； 而凸形曲線的特點是開始剛度較好，隨著載荷的加大，剛度愈來愈差。,凹形曲線可能是在機器或部件中存在著剛度很差的零件，極易變形，一旦該零件變形變小，則整個剛度值將上升。 凸形曲線則可能是由于結構中有預緊力，當載荷超過預緊力時，剛度急劇變差。,機器和部件中的許多零件多是用螺釘?shù)冗B接起來的，當外加載荷方向與螺釘?shù)膴A緊力方向相反時，開始載荷小于螺釘所形成的夾緊力，這時變形較小，剛度較高；當載荷大于螺釘所形成的夾緊力時，螺釘將變形，因此變形較大，剛度較差。 所以有連接件的一些結構中，多出現(xiàn)凸形變形曲線。,正反加卸載變形曲線,先在正方向加載，得加載變形曲線，然后卸載

11、，得到卸載變形曲線?？梢妰蓷l曲線不重合，產生類似“磁滯”現(xiàn)象， 這主要是由于接觸面上的塑性變形，零件位移時的摩擦力消耗以及間隙的影響。 同理在反方向加載和卸載，又可得到加載變形曲線和卸載變形曲線兩者也不重合。,多次重復加卸載,圖中繪出了三次加卸載的情況 第一次加卸載，“磁滯”現(xiàn)象最嚴重，以后逐漸減小。因為結構經過第一次加卸載后，大部分間隙消除，接觸面上變形由于接觸面積增大而減小 經過若干次重復加卸載，卸載曲線逐漸接近加載曲線，加載曲線的起始點和卸載曲線的終點也逐漸重合。 由于摩擦力消耗，接觸面變形愈來愈小，使得加卸載曲線逐漸接近。,變形曲線是非線性的，有凸形和凹形兩種?？筛鶕?jù)曲線求瞬時剛度和平均剛度。 加載變形曲線與卸載變形曲線不重合，且不回到起始點。 多次重復加卸載變形曲線不重合，隨著重復次數(shù)的增加，變形曲線逐漸接近。 單件零件的變形曲線與一個機器或部件的變形曲線相差很大。,影響工藝系統(tǒng)剛度的因素,（1）接觸面的表面質量 接觸面間的變形與零件的表面粗糙度、幾何形狀、接觸面積大小及材料的物理機械性質有關。,兩個表面開始接觸時，接觸面較小，因此不僅有彈性變形，而且在局部地區(qū)還有塑性變形。開始時變形較大，隨著變形的增加，接觸面積不斷增大，變形應力不斷減小，變形也逐漸減小。變形曲線是凹形曲線。,（2）系統(tǒng)存在薄弱環(huán)節(jié)剛度較差的零