參賽作品 機(jī)械制造與夾具教案

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1、第6章機(jī)械加工精度與表面質(zhì)量教學(xué)目標(biāo)與要求◆了解并掌握機(jī)械加工精度的影響因素及其提高措施◆了解并掌握表面質(zhì)量的影響因素及其改善措施◆掌握用概率統(tǒng)計(jì)方法判斷加工誤差的性質(zhì)及工序能力教學(xué)重點(diǎn)◆機(jī)械加工精度的影響因素及其提高措施◆表面質(zhì)量的影響因素及其改善措施6.1機(jī)械加工精度概述6.1.1機(jī)械加工精度和加工誤差所謂加工精度，是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。實(shí)際零件的幾何參數(shù)越接近理想值，加工精度就越高。6.1.2獲得加工精度的方法1．尺寸精度的獲得方法（1）試切法加工時(shí)先在零件上進(jìn)行試切削，測(cè)量試切尺寸，根據(jù)測(cè)量結(jié)果與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機(jī)構(gòu)或

2、其他方法調(diào)整刀具與工件的相對(duì)位置，然后再進(jìn)行試切、測(cè)量、再調(diào)整，直至整個(gè)待加工表面達(dá)到規(guī)定的尺寸。–193–試切法不需要特殊裝置，但效率低，對(duì)操作者的技術(shù)水平要求較高，多用于單件、小批生產(chǎn)或高精度零件的加工。（2）調(diào)整法按照試切法加工的工件或標(biāo)準(zhǔn)樣件或?qū)Φ堆b置等，調(diào)整刀具相對(duì)于工件加工表面的位置，并在加工過程中保持這一位置，從而獲得零件所要求的加工尺寸。與試切法相比，調(diào)整法的精度保持性好，具有較高的生產(chǎn)率，對(duì)操作工的技術(shù)要求不高，但對(duì)調(diào)整工的技術(shù)要求高。調(diào)整法多用于成批、大量生產(chǎn)。（3）尺寸刀具法加工孔、鍵槽或成型面時(shí)，常用具有一定尺寸精度的刀具來保證工件的加工尺寸，如鉆頭、擴(kuò)孔鉆、

3、鉸刀、拉刀、槽銑刀等。尺寸刀具法生產(chǎn)率較高，加工精度主要取決于刀具本身的尺寸精度及刀具與工件位置精度。采用刀具與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)接的方式，可以有效地消除刀具與工件位置精度對(duì)尺寸精度的影響。（4）自動(dòng)控制法由尺寸測(cè)量裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成一個(gè)刀具位置自動(dòng)控制系統(tǒng)，在加工過程中，自動(dòng)測(cè)量工件的加工尺寸，并與所要求的尺寸進(jìn)行比對(duì)后發(fā)出信號(hào)，控制機(jī)床或刀具作出相應(yīng)的調(diào)整，直至達(dá)到尺寸精度要求，加工自動(dòng)停止。自動(dòng)控制法實(shí)際上是一種自動(dòng)化了的試切法，早期多數(shù)為機(jī)械—液壓控制系統(tǒng)，現(xiàn)代加工中，多為數(shù)字控制，典型的例子是數(shù)控機(jī)床加工。2．形狀精度的獲得方法（1）軌跡法也稱刀尖軌跡法，當(dāng)?shù)毒呦鄬?duì)于

4、工件作有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)時(shí)，其刀尖運(yùn)動(dòng)的軌跡形成被加工表面的形狀。普通的車削、銑削、刨削和磨削等均屬于刀尖軌跡法。刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于刀具和工件的相對(duì)成形運(yùn)動(dòng)，因而工件的形狀精度主要取決于成形運(yùn)動(dòng)的精度。（2）成形法成形法是利用成形刀具切削刃的幾何形狀來代替機(jī)床的某些成形運(yùn)動(dòng)而獲得加工表面形狀的，如圖6-1所示。刀具切削刃的幾何形狀就是被加工表面母線的形狀，所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀，如成形車削、銑削輪齒、磨削成形面等。–193–圖6-1成形法加工齒輪（3）展成法也叫范成法，利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)所形成的包絡(luò)面來得到加工表面的形狀，如滾齒、插齒、磨齒、滾花鍵等均屬展成法。這

5、種方法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀精度和展成運(yùn)動(dòng)精度。3．位置精度的獲得方法機(jī)械加工中，被加工表面對(duì)其他表面位置精度的獲得，主要取決工件的定位精度。獲得位置精度的方法有3種：直接找正、劃線找正、用夾具裝夾。6.2工藝系統(tǒng)原始誤差6.2.1工藝系統(tǒng)原始誤差的概念工藝系統(tǒng)的原始誤差一部分與工藝系統(tǒng)本身的初始狀態(tài)有關(guān)，一部分與切削過程有關(guān)。與工藝系統(tǒng)本身初始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差主要有加工原理誤差和工藝系統(tǒng)幾何誤差。與切削過程有關(guān)的誤差主要有工藝系統(tǒng)力變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差、內(nèi)應(yīng)力引起的誤差等。這2部分誤差又受環(huán)境條件、操作者技術(shù)水平等因素的影響。6.2.2加工原理誤

6、差及其對(duì)加工精度的影響–193–加工原理誤差是由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓所產(chǎn)生的誤差。在生產(chǎn)上，如果采用與理論完全吻合的成形運(yùn)動(dòng)，有時(shí)很難實(shí)現(xiàn)，或者加工效率很低，或者理論上的刀具輪廓不易制造，也可能會(huì)造成機(jī)床結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，機(jī)床本身制造難度增加，機(jī)床結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)本身的誤差增加，即雖然加工方法是合乎原理的，但系統(tǒng)初始狀態(tài)的原始誤差大大增加，并不能提高加工精度。此時(shí)，特別是對(duì)于形狀復(fù)雜的表面，常常采用近似的加工方法，仍能滿足加工精度要求，并且提高了加工效率，使加工過程更為經(jīng)濟(jì)。例如，車削模數(shù)螺紋，螺距pm，p因子是無理數(shù)，在選配齒輪時(shí)，只能按照近似分?jǐn)?shù)值計(jì)算，造成傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，

7、這引起了螺旋成形運(yùn)動(dòng)本身不準(zhǔn)確，造成了螺距誤差。采用成形法銑削齒輪時(shí)，采用成形刀具。而由于齒形銑刀的齒廓形狀和模數(shù)、齒數(shù)都有關(guān)系，理論上，同一模數(shù)的刀具應(yīng)該是每一種齒數(shù)有一把刀具，但從刀具制造成本來說很難實(shí)現(xiàn)，因此目前每種模數(shù)的齒輪只有8把刀具，按齒數(shù)分段，每把刀具的齒形按照段落中最小齒數(shù)制造。這使得加工較大齒數(shù)時(shí)刀具齒形本身就有誤差，這種誤差自然也反映在被加工齒輪的齒形上。由加工原理所引起的加工誤差，在加工中不必考慮。6.2.3工藝系統(tǒng)幾何誤差及其對(duì)加工