《机械制造工艺学》机械加工精度大学课件.ppt

加工精度
评定零件质量的一项重要指标。
表示加工的准确程度。
包括尺寸精度(国家标准IT01、IT00、IT1、IT2······IT18来表示,共20级。IT01的公差值最小,精度最高。)、形状精度(国家标准规定了六项形状公差:直线度—、平面度、圆度、圆柱度/ /、线轮廓、面轮廓。)、位置精度(国家标准规定了八项位置公差:平行度//、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动。)
形状误差应限制在位置公差内,位置误差应限制在尺寸公差内。一般尺寸精度高,相应的形状、位置要求也高。
/
原始误差(一)
由于工艺系统误差的存在,使工件和***之间正确的几何关系遭到破坏而产生的加工误差。
是影响加工精度的因素。
归纳如下:
1、几何误差——与工艺系统初始状态有关的原始误差
1 工件相对于***在静止状态下已存在的误差
1)加工原理误差
2)工件的装夹误差
3)调整误差
4)***误差
原始误差(二)
2 工件相对于***在运动状态下已存在的误差
1)机床主轴回转误差
2)机床导轨导向误差
3)机床传动误差
2、动误差——与加工过程有关的原始误差
1)测量误差
2)***磨损
3)工艺系统受力变形
4)工艺系统受热变形
5)工件残余应力引起的变形
机床主轴回转运动误差
指主轴的瞬时回转轴线相对其平均回转轴线(瞬时回转轴线的对称中心),在规定测量平面内的变动量。
#理想回转中心——在主轴的任一截面上主轴回转时速度始终为零的这一点。
#瞬时回转中心——在主轴的实际回转过程中,理想的回转中心是不存在的,而存在的一个其位置时刻变动的回转中心。
#瞬时回转轴线——主轴各截面瞬时回转中心的连线。
主轴回转误差的三种基本形式:
1)纯径向圆跳动——瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的径向运动。它主要影响圆柱面的精度。
2)纯轴向窜动——瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动。它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。
3)纯角向摆动——瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度,但其交点位置固定不变的运动。它主要影响圆柱面与端面加工精度。
机床导轨误差
车床和磨床的床身导轨误差共有三项内容:
1)导轨在水平面内的直线度(弯曲)
2)导轨在垂直面内的直线度(弯曲)
3)前后导轨的平行度(扭曲)
造成机床导轨误差的原因:
1)导轨本身的制造误差
2)导轨的不均匀磨损
3)机床的安装——安装水平的调整
机床传动链误差
指机床内联系传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。
Kj——误差传递系数:
为第j个传动元件到末端元件之间的总传动比。
反映了第j个传动元件的转角误差对传动链误差影响的程度。
传动链中某一传动元件的转角误差引起末端传动元件转角误差的大小取决于该传动元件的误差传递系数Kj。
刚度的概念
变形物体受载时其形状和尺寸的改变。
刚度结构物、机械或构件等在受载时抵抗变形的能力。
物体的静刚度:作用力F(静载)与由它所引起的在作用力方向上产生的变形量y的比值,用“k”表示。即k=F/y。
工艺系统刚度:工件和***的法向切削分力Fp与在总切削力的作用下,工艺系统在该方向的相对位移y的比值,用“K”表示。即K= Fp /y。
工艺系统刚度的倒数等于各组成环节的刚度倒数之和。
误差复映规律
当车削具有圆度误差Δm =ap1-ap2的毛坯时,由于工艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差Δg =y1-y2的现象。
∵Δg =y1-y2 =1/k(Fp1-Fp2)=1/k(Cap1-Cap2)
=C/k(ap1-ap2)=C/kΔm=εΔm
∴ε= Δg /Δm =C/k
上式表示了加工误差与毛坯误差之间的比例关系,ε称为“误差复映系数”。
ε是一个小于1的正数,它定量地反映了毛坯误差经过加工后减少的程度,它与工艺系统刚度成反比。···
由于ε总= ε1 ε2ε3··· , ε总成了一个远远小于1的数,所以经多次真刀后,可大大提高加工精度。
残余应力
物体由于外因(受力、温度变化等)或内在缺陷,在内部任一截面的两方即出现相互作用力,称为“内力”。单位面积上的内力称为“应力”。
残余应力在没有外加载荷的情况下在零件内部存在的应力,亦称内应力。
热加工或冷加工→金属内部的相邻组织发生了不均匀的体积变化→残余应力
工艺系统热变形的热源
工艺系统:内部热源(切削热和摩擦热)
外部热源(环境温度和热辐射)
机床:车、铣、钻、镗——主轴箱
磨床——摩擦热(液压系统和高速磨头)和
磨削热(冷却液)
大型机床——导轨面摩擦热和环境温度
工件:主要是切削热。此外有外部热。
***:主要是切削热。