第二章 機(jī)械加工精度及其控制

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1、第二章機(jī)械加工精度及其控制1一、加工精度與加工誤差加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀及各表面相互位置等參數(shù)）與理想幾何參數(shù)的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。理想幾何參數(shù)表面——絕對平面、圓柱面等；位置——絕對平行、垂直、同軸等；尺寸——位于公差帶中心。1.加工精度第一節(jié)概述2加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度，所以，加工誤差的大小反映了加工精度的高低。實(shí)際加工時不可能也沒有必要把零件做得與理想零件完全一致，而總會有一定的偏差，即加工誤差。只要這些誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，即能滿足機(jī)器使用性能的要求

2、。2.加工誤差3（3）經(jīng)濟(jì)加工精度由于在加工過程中有很多因素影響加工精度，所以同一種加工方法在不同的工作條件下所能達(dá)到的精度是不同的。加工經(jīng)濟(jì)精度指的是，在正常加工條件下所能保證的加工精度。某種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)理解為一個范圍。4加工誤差與加工成本C成反比關(guān)系。用同一種加工方法，如欲獲得較高的精度，成本就要提高；反之亦然。圖2-1加工成本與加工誤差之間的關(guān)系5但上述關(guān)系只是在一定范圍內(nèi)才比較明顯，如圖中之AB段。A點(diǎn)左側(cè)之曲線幾乎與縱坐標(biāo)平行，即使成本提高的很多，但精度提高得卻很少乃至不能提高。相反，B點(diǎn)右側(cè)曲線幾乎與橫坐標(biāo)平行，即使工件精度要

3、求很低，也必須耗費(fèi)一定的最低成本。6二、尺寸、形狀和位置精度間的關(guān)系獨(dú)立原則是處理形位公差和尺寸公差關(guān)系的基本原則，即尺寸精度和形位精度按照使用要求分別滿足；在一般情況下，尺寸精度高，其形狀和位置精度也高；通常，零件的形狀誤差約占相應(yīng)尺寸公差的30％～50％；位置誤差約為尺寸公差的65％～85％。7三、獲得加工精度的方法1.獲得尺寸精度的方法試切法定尺寸刀具法調(diào)整法自動控制法82.獲得形狀精度的方法刀尖軌跡法成形刀具法展成法3.獲得位置精度的方法直接找正劃線找正夾具定位9四、原始誤差由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的誤差是工件產(chǎn)生加工誤

4、差的根源。我們把工藝系統(tǒng)的各種誤差稱之為原始誤差。原始誤差的種類工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差工件的殘余應(yīng)力引起的誤差伺服進(jìn)給系統(tǒng)位移誤差等10原始誤差是產(chǎn)生加工誤差的根源，它包括：工藝系統(tǒng)靜誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌誤差傳動鏈誤差一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成法刀具試切法調(diào)整法外力作用點(diǎn)變化外力方向變化外力大小變化機(jī)床幾何誤差工藝系統(tǒng)幾何誤差原理誤差調(diào)整誤差測量誤差定位誤差工藝系統(tǒng)動誤差工藝系統(tǒng)力變形工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力變形刀具幾何誤差夾具幾何誤差機(jī)床熱變形工件熱變形刀具熱變形11一般將工藝系統(tǒng)的原始誤差劃分

5、為工藝系統(tǒng)靜誤差和工藝系統(tǒng)動誤差。如果按加工工作進(jìn)程劃分為，工藝系統(tǒng)的原始誤差又可劃分為加工前就存在的、加工進(jìn)行中產(chǎn)生的和加工后才出現(xiàn)的三類。12誤差敏感方向工藝系統(tǒng)的原始誤差會造成工件與刀刃間的相對位置發(fā)生改變，從而引起了加工誤差。加工誤差的大小，則決定于原始誤差的大小和方向。圖2-2由引起的加工誤差13由此可見，原始誤差所引起的刀刃與工件間的相對位移，如果產(chǎn)生在加工表面的法線方向，則對加工誤差有直接的影響；如果產(chǎn)生在加工表面的切線方向上，就可以忽略不計。我們把加工表面的法向稱之為誤差的敏感方向。在無特殊說明的情況下，Y向?yàn)檎`差敏感方向，Z向則為誤

6、差非敏感方向。1415第二節(jié)工藝系統(tǒng)的幾何誤差一、原理誤差原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造形誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀具輪廓。采用近似的成形運(yùn)動和刀具刃形，不但可以簡化機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)，而且能提高生產(chǎn)效率和加工的經(jīng)濟(jì)效益。16二、機(jī)床幾何誤差加工中刀具相對于工件的成形運(yùn)動一般都是通過機(jī)床完成

7、的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動鏈誤差。17機(jī)床幾何誤差的來源機(jī)床制造磨損安裝機(jī)床幾何誤差的組成①主軸回轉(zhuǎn)誤差②導(dǎo)軌誤差③傳動鏈誤差18機(jī)床的幾何誤差組成機(jī)床幾何誤差機(jī)床傳動鏈誤差機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床導(dǎo)軌誤差軸向竄動徑向跳動角度擺動水平面內(nèi)直線度垂直面內(nèi)直線度前后導(dǎo)軌的平行度內(nèi)聯(lián)傳動鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃釉g相對運(yùn)動誤差191、機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床中確定某些主要部件相對位置的基準(zhǔn)，也是某些主要部件的運(yùn)動基準(zhǔn)。機(jī)床導(dǎo)軌誤差的基本形式水平面內(nèi)的直線度垂直面內(nèi)的直線度

8、前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）現(xiàn)以臥式車床為例，說明導(dǎo)軌誤差是怎樣影響工件的加工精度的。20（1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直