机械加工质量控制措施课件.pptx

1、机械加工质量控制措施内容1 机械加工质量的基本概念2 机械加工精度3 机械加工表面质量1 机械加工质量的基本概念 机器零件的加工质量决定了机器的：机器零件的加工质量决定了机器的： 1. .性能性能 2. .质量质量 3. .寿命寿命 机器产品加工质量的内容：机器产品加工质量的内容： 1. .加工精度加工精度 2. .加工表面质量加工表面质量 机器产品加工质量要求越来越高（近机器产品加工质量要求越来越高（近3030年）年） 加工精度加工精度 （普通）（普通）从从0.01mm 0.005mm （精密）（精密）从从1m 0.02m ( (超精密）超精密）从从0.1m 0.001m 加工表面质量粗糙度

2、方面已获得小于加工表面质量粗糙度方面已获得小于0.0005m0.0005m的粗糙度。的粗糙度。 加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。 1.1 加工精度与工件获得精度的方法加工精度与工件获得精度的方法 加工精度加工精度零件加工后的几何参数（尺寸、零件加工后的几何参数（尺寸、形状和位置）与图纸规定的形状和位置）与图纸规定的理想零件理想零件的的几何参数几何参数符合的程度。符合的程度。 理想零件：理想零件： 尺寸尺寸零件尺寸公差带中点零件尺寸公差带中点 中点尺寸中点尺寸 形状形状绝对的平面、圆柱面、锥面绝对的平面、圆柱面、锥面 位置位置绝对平行、垂直、同轴绝

3、对平行、垂直、同轴 mm2 . 0060mm1 .60 加工精度包括三个方面加工精度包括三个方面: : 尺寸精度尺寸精度; ; 形状精度形状精度; ; 位置精度。位置精度。 加工误差加工误差是加工精度的另一种表述方法，是加工精度的另一种表述方法，加工后零件的几何参数与加工后零件的几何参数与理想零件理想零件的几何参数偏的几何参数偏离程度离程度, ,以大小示。以大小示。 加工误差越大，加工精度越低；加工误差越大，加工精度越低； 加工误差越小，加工精度越高。加工误差越小，加工精度越高。获得尺寸精度的方法获得尺寸精度的方法： 试切法试切法：通过试切通过试切 测量测量 调整调整再试切再试切直到直到被加工

4、部分达到尺寸要求为止。被加工部分达到尺寸要求为止。试切一小段 特点：特点： 费时费力费时费力; ; 与操作工人水平有关与操作工人水平有关; ; 适用于单件小批生产适用于单件小批生产; ; 调整法加工时调整刀具位置用。调整法加工时调整刀具位置用。 ( (2) )定尺寸刀具法：定尺寸刀具法： 零件加工尺寸决定于刀具尺寸。零件加工尺寸决定于刀具尺寸。 特点：特点： 尺寸精度决定于：尺寸精度决定于： a）刀具）刀具 的种类和精度；的种类和精度； b）刀具的安装精度；）刀具的安装精度； c）机床的精度。）机床的精度。 生产率较高，在孔加工中广泛使用。生产率较高，在孔加工中广泛使用。 应用：应用：孔加工广

5、泛使用。孔加工广泛使用。 ( (2) )调整法：调整法： 预先调整好刀具和工件在机床上的相对置，预先调整好刀具和工件在机床上的相对置，并在一批零件的加工过程中始终保持这个位置不并在一批零件的加工过程中始终保持这个位置不变，以保证被加工零件尺寸的方法。变，以保证被加工零件尺寸的方法。 特点：特点： 尺寸稳定尺寸稳定 ; 生产率高生产率高 ; 加工精度与操作工人的水平关系不大，主要加工精度与操作工人的水平关系不大，主要决定于调整精度。决定于调整精度。 应用：应用：广泛于成批及大量生产广泛于成批及大量生产。 ( (4) )自动控制法：自动控制法： 这种方法是把测量装置，进这种方法是把测量装置，进给装

6、置和控制系统等组成一给装置和控制系统等组成一个自动控制的加工系统。个自动控制的加工系统。 特点：特点： 自动化程度高，精度高；自动化程度高，精度高； 适用于批量或大量生产。适用于批量或大量生产。减振器减振器测头测头工件工件百分表百分表 磨削自动测量磨削自动测量 6.1.2 加工表面质量加工表面质量 (1)(1)基本概念基本概念 1 1）表面微观几何形状）表面微观几何形状( (表面粗糙度及波度表面粗糙度及波度 ) )形L1H2L2H1Amin Amax图图6-1 表面粗糙度，波度和形状误差表面粗糙度，波度和形状误差 表面质量：表面质量： 表面粗糙度表面粗糙度 L L/ /H H50 50 表面波

7、度表面波度 L L/ /H H = 50 = 501000 1000 加工精度：加工精度： 宏观几何形状宏观几何形状 L L/ /H H10001000 2) 2) 表面物理机械性能表面物理机械性能 表面冷层作硬化表面冷层作硬化 由切削力，切削热由切削力，切削热表面强烈的型性变形表面强烈的型性变形表面强度硬度提高塑性下降。表面强度硬度提高塑性下降。 硬化程度：硬化程度： H表面层显微硬度表面层显微硬度 H0 0工件材料加工前显微硬度（基本度）工件材料加工前显微硬度（基本度） 0000100HNHN 表层金相组织变化表层金相组织变化 加工表面在切削热作用下，温度上升加工表面在切削热作用下，温度上

8、升至金相组织变化的临界值时，产生表层金至金相组织变化的临界值时，产生表层金 相组织变化。相组织变化。 表层残余应力表层残余应力 加工后表层产生强烈的塑性变形或金加工后表层产生强烈的塑性变形或金相组织变化，造成体积变化。相组织变化，造成体积变化。 工作时间工作时间磨磨损损量初期磨损初期磨损 正常磨损正常磨损 急剧磨损急剧磨损图图6-2 初期磨损量与粗糙度初期磨损量与粗糙度R Ra a的关系的关系 1- -轻载荷轻载荷 2- -重载荷重载荷RaO O1O221(2)(2)机械加工表面质量对机器使用性能的影响机械加工表面质量对机器使用性能的影响1 1）表面质量对零件耐磨性的影响）表面质量对零件耐磨性

9、的影响 表面微观几何形状对耐磨性的影响表面微观几何形状对耐磨性的影响 表面物理机械性能对耐磨性的影响表面物理机械性能对耐磨性的影响 .冷作硬化冷作硬化N N (适度）适度） 耐磨性耐磨性 （表面强度提高）（表面强度提高） 冷作硬化冷作硬化N N (过度）过度） 耐磨性耐磨性 （表（表面金相组织疏松，甚至出现裂纹和剥落）面金相组织疏松，甚至出现裂纹和剥落） .金相组织变化金相组织变化耐磨性耐磨性 （改变表（改变表面硬度）面硬度） 2) 2) 表面质量对零件疲劳度的影响表面质量对零件疲劳度的影响 表面粗糙度对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对零件疲劳强度的影响 粗糙度粗糙度Ra、划痕和裂纹、划痕和裂纹

10、 应力集中应力集中 疲劳强度疲劳强度 表面物理机械性能对疲劳强度的影响表面物理机械性能对疲劳强度的影响 表层残余压应力表层残余压应力提高零件疲劳强度提高零件疲劳强度（抵消交变载荷的拉应力）（抵消交变载荷的拉应力） 表层残余拉应力表层残余拉应力降低零件疲劳强度降低零件疲劳强度（容易使表面产生裂纹）（容易使表面产生裂纹） 适度冷作硬化适度冷作硬化提高零件疲劳强度（阻提高零件疲劳强度（阻止裂纹的出现和扩展）止裂纹的出现和扩展） 过度冷作硬化过度冷作硬化降低疲劳强度（容易使降低疲劳强度（容易使表面产生裂纹）表面产生裂纹） 磨削烧伤磨削烧伤降低疲劳强度（表层的硬度、降低疲劳强度（表层的硬度、强度都下降）

11、强度都下降） 返回本章目返回本章目录录 3) 3) 表面质量对配合精度的影响表面质量对配合精度的影响 表面粗糙度表面粗糙度RaRa大大 间隙配合初期磨损量大，间隙值增大间隙配合初期磨损量大，间隙值增大 过盈配合部分凸峰被挤平，过盈量减小过盈配合部分凸峰被挤平，过盈量减小 4) 4) 表面质量对耐腐蚀性的确影响表面质量对耐腐蚀性的确影响 表面粗糙度表面粗糙度Ra Ra 耐腐蚀性耐腐蚀性 （由于电化学腐蚀作用）（由于电化学腐蚀作用） 5) 5) 其它影响其它影响 返回本章目返回本章目录录 6.2.1 原始误差与加工误差原始误差与加工误差 工艺系统工艺系统机械加工时，机床、夹具、机械加工时，机床、夹

12、具、 刀具和工件构成一个相互联系的统一系统。刀具和工件构成一个相互联系的统一系统。 原始误差原始误差工艺系统中存在的各种误差。工艺系统中存在的各种误差。 原始误差原始误差（原因）（原因） 加工误差加工误差（结果（结果） 返回本章目返回本章目录录 图图6-4 原始误差原始误差原原始始误误差差原理误差原理误差工件装夹误差工件装夹误差机床误差机床误差夹具误差夹具误差刀具误差刀具误差度量误差度量误差工艺系统受力变形工艺系统受力变形工艺系统热变形工艺系统热变形内应力变形误差内应力变形误差调整误差调整误差刀具磨损刀具磨损1- -心轴心轴 2- -齿轮坯齿轮坯H7/h621 图图6-3 滚齿加工的装夹滚齿加

13、工的装夹例：例：滚齿时的加工误差形成滚齿时的加工误差形成 返回本章目返回本章目录录 6.2.2 影响加工精度的因素影响加工精度的因素 （1 1） 原理误差原理误差由于采用了由于采用了近似的加工运动近似的加工运动或或 近似的刀具轮廓近似的刀具轮廓而产生的。而产生的。 例例: : 滚刀用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆滚刀用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆 （近似的刀具轮廓）（近似的刀具轮廓）； 模数铣刀铣齿模数铣刀铣齿（近似的刀具轮廓）（近似的刀具轮廓）； 用公制丝杆车蜗杆或英制螺纹。用公制丝杆车蜗杆或英制螺纹。 （近似的加工运动）（近似的加工运动） 返回本章目返回本章目录录例例1. 在公制车床上车模数为在

14、公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为蜗杆时，挂轮计算式为 ： ，若若T=6mm，机床丝杆螺距）（蜗杆螺距）(4321Ttzzzz,120,80,70,1104321ZZZZ求加工后蜗杆螺距求加工后蜗杆螺距误差是多少误差是多少？t=2T=6 i返回本章目录返回本章目录4231ZZZZimm2857. 661208070110Tit=工件工件1转刀具移动的距离为：转刀具移动的距离为：1iT=t 所以所以i=t/T （实际螺距）（实际螺距）而而理论螺距理论螺距应该为：应该为： t=23.14159=6.2832mm所以螺距误差为：所以螺距误差为： t=tt=6.28576.2832=0.00

15、25mm解：解：返回本章目录返回本章目录提示提示: :在在 长度上误差是多少长度上误差是多少? ? 在在100100长度上误差是多少长度上误差是多少? ?例例2. 2. 设计车床走刀箱时，经常要考虑车削蜗设计车床走刀箱时，经常要考虑车削蜗杆时交换齿轮的配置问题。如果选交换齿轮杆时交换齿轮的配置问题。如果选交换齿轮 作为近似配置，求采用这种传动比来车削长度作为近似配置，求采用这种传动比来车削长度为为L=100mm的蜗杆时，蜗杆轴向齿距积累误差的蜗杆时，蜗杆轴向齿距积累误差是多少？是多少？2305848392返回本章目录返回本章目录 （2 2）机床误差）机床误差 机床误差来自三方面：机床误差来自三

16、方面： 制造制造； 安装安装；磨损磨损。 对加工误差影响大的机床误对加工误差影响大的机床误 差有三个部分：差有三个部分： 1 1）主轴回转误差）主轴回转误差; ; 2 2）导轨误差）导轨误差; ; 3 3）传动链误差。）传动链误差。 返回本章目返回本章目录录 1）机床导轨误差）机床导轨误差（以普通车床为例）以普通车床为例） 返回本章目返回本章目录录yO RRZR RRoa)a)b)b) 图图6-5 刀具在不同方向的位移量对工件直径的影响刀具在不同方向的位移量对工件直径的影响导轨水平弯曲导轨水平弯曲y( (如图如图6-5a) )引起的外圆直径引起的外圆直径D Dy=2=2y2R2z22zR R2

17、z 导轨垂直弯曲导轨垂直弯曲 Z ( ( 如图如图6-5b) )(R+(R+R)R)2 2 = =化简并略去化简并略去R R2 2 项得项得: :R Rz z ; ;Dz = 返回本章目录返回本章目录例例: :假设假设 y y = = z= 0.1 z= 0.1 mm ，D=40 D=40 mm，0.00025mm=400.1=2RRzz22 垂直弯曲垂直弯曲结论结论: :普通机床普通机床导轨水平弯曲比垂直弯曲对加导轨水平弯曲比垂直弯曲对加工误差影响大得多。（此例两者相差工误差影响大得多。（此例两者相差400倍）倍） 返回本章目返回本章目录录mmRyy1.0=zyRR400水平弯曲水平弯曲两者

18、比较两者比较误差敏感方向误差敏感方向对加工误差影响大的加工表对加工误差影响大的加工表 面的法线方向。面的法线方向。 返回本章目返回本章目录录 图图 6-6 六角车床刀具的安装六角车床刀具的安装 牛头刨床加工水平面牛头刨床加工水平面时，水平弯曲为误差敏时，水平弯曲为误差敏感方向；加工侧面时，感方向；加工侧面时，垂直弯曲方向为误差敏垂直弯曲方向为误差敏感方向。感方向。 平面磨床误差敏感方平面磨床误差敏感方向为导轨垂直弯曲。向为导轨垂直弯曲。 2 2）主轴误差）主轴误差 主轴理想回转轴线主轴理想回转轴线 主轴轴线回转中各位置的主轴轴线回转中各位置的 平均轴线。平均轴线。 主轴回转误差主轴回转误差 主

19、轴实际回转中心的瞬时位主轴实际回转中心的瞬时位 置与理想位置的最大偏差。置与理想位置的最大偏差。 一般把主轴误差分解为三种独立运动形式一般把主轴误差分解为三种独立运动形式: : 纯轴向窜动纯轴向窜动x 纯径向移动纯径向移动r 纯角度摆动纯角度摆动 返回本章目返回本章目录录纯轴向窜动纯轴向窜动x 对加工外圆和内孔的直径没有影响对加工外圆和内孔的直径没有影响; ;对加工端面造成端面与轴线不垂直对加工端面造成端面与轴线不垂直 形成端面左右螺旋形成端面左右螺旋; ;车螺纹时形成螺距的小周期误差。车螺纹时形成螺距的小周期误差。纯径向移动纯径向移动r镗削镗削( (刀具回转刀具回转) )的情况；的情况；车削

20、车削( (工件回转工件回转) )的情况。的情况。(3)(3)纯角度摆动纯角度摆动主要影响工件的形状精度主要影响工件的形状精度 返回本章目返回本章目录录 Z (A+R)cos y4Rsin RAcos12123AAR1 返回本章目返回本章目录录图图6-7纯径向跳动对镗孔圆度的影响纯径向跳动对镗孔圆度的影响 1-理想形状理想形状 2-镗出孔的实际位置镗出孔的实际位置刀具回转（镗床）的情况刀具回转（镗床）的情况（假设主轴沿（假设主轴沿y方向作简谐直线运动）方向作简谐直线运动）刀具在水平位置刀具在水平位置( (1点点) ) R1 = R + A刀具在垂直位置刀具在垂直位置( (2、4点点) ) R2

21、= R 刀具在水平位置（刀具在水平位置（3点）点） R3 = R + A 刀具在任意位置刀具在任意位置( (1点点) ) Y = A cos + R cos=（A+R) cos Z = R sin返回本章目录返回本章目录12222RZARY）（即镗出的孔为椭圆形，因此即镗出的孔为椭圆形，因此刀具回转刀具回转（镗床）主轴纯径向移动加工孔产生（镗床）主轴纯径向移动加工孔产生形状误差。形状误差。由以上可得：由以上可得：返回本章目录返回本章目录RRR1R33241理论位置理论位置实际位置实际位置Roo 返回本章目返回本章目录录图图6-8 车削时纯径向跳动对圆度的影响车削时纯径向跳动对圆度的影响 1-理

22、想工件位置理想工件位置 2-实际工件位置实际工件位置 工件回转工件回转( (车削车削) )的情况的情况:工件回转在工件回转在1处：处： R1 = R A工件回转在工件回转在2处：处： R2 = R工件回转在工件回转在3处：处： R3 = R + A工件回转在工件回转在4处：处： R4 = R D1-3= R1+R2=2R D2-4= 2R = D1-3返回本章目录返回本章目录 3 3）传动链误差）传动链误差 当加工中要求工件与刀具有一定的运动关当加工中要求工件与刀具有一定的运动关系时系时, ,就产生传动链误差。就产生传动链误差。 传动链误差为内联系传动的实际传动关系传动链误差为内联系传动的实际

23、传动关系与理论计算的传动关系之间的偏差。产生传动与理论计算的传动关系之间的偏差。产生传动链误差的主要因素是传动链中各传动件的链误差的主要因素是传动链中各传动件的制造制造精度精度、安装精度安装精度和和受力变形受力变形等。等。 如：加工齿轮如：加工齿轮螺纹、蜗轮、丝杆等。螺纹、蜗轮、丝杆等。 返回本章目返回本章目录录例：例：Y3150E当第当第1个齿轮有转个齿轮有转角误差角误差1 1。 返回本章目返回本章目录录11111111 K差差差动轮系传动比；差动轮系传动比； K分分分度挂轮传动比。分度挂轮传动比。jjjnK n1jjjn1jjnK总传动差总传动差 返回本章目返回本章目录录721564228

24、2828282828208011分差KKn11 K 第第j个元件有转角误差：个元件有转角误差：Kj 第第j个元件误差传递系数个元件误差传递系数。结论结论: :(1)(1)Kj j1 1，即升速，误差扩大；，即升速，误差扩大；Kj j1 1，即降速，误差减小。即降速，误差减小。(2)(2)减小传动元件的数目减小传动元件的数目n n，可以减小误差。，可以减小误差。(3)(3)提高末端元件的装配和制造精度提高末端元件的装配和制造精度, ,可以减可以减小传动链误差。小传动链误差。(4)(4)减小末端传动副的传动比，有利于提高减小末端传动副的传动比，有利于提高传动精度。传动精度。(5)(5)消除传动副的

25、间隙消除传动副的间隙, , 可以使末端元件瞬可以使末端元件瞬时速度均匀。时速度均匀。返回本章目录返回本章目录 （3）调整误差调整误差 调整调整 是指使刀具切削刃与工件定位基准间是指使刀具切削刃与工件定位基准间在从切削开始到切削终了都保持正确的相对位置。在从切削开始到切削终了都保持正确的相对位置。调整包括：调整包括： 机床调整机床调整; ; 夹具调整夹具调整; ; 刀具调整。刀具调整。调整误差是原始误差的一种，是不可避免的。调整误差是原始误差的一种，是不可避免的。 返回本章目返回本章目录录 1) 1)试切法加工的调整误差试切法加工的调整误差 原因：原因： 加工余量的影响加工余量的影响 微量进给产

26、生的误差微量进给产生的误差微量进给误差的微量进给误差的消除办法：消除办法： a）微量进给微量进给先退刀再快速引进到需先退刀再快速引进到需要的刻度值处；要的刻度值处； b）微量进给用微量进给用轻轻敲击手轮，用振轻轻敲击手轮，用振动消除爬行现象。动消除爬行现象。返回本章目录返回本章目录试切层很薄试切层很薄时刀刃打滑时刀刃打滑新切到部分厚新切到部分厚刀刃不打滑刀刃不打滑a)精加工：精加工：试切最后一刀余量小，试切最后一刀余量小，打滑打滑, ,新切部分余量大新切部分余量大 于试切余量，不打滑，于试切余量，不打滑，尺寸变小。尺寸变小。新切到部分厚新切到部分厚受力变形大受力变形大试切层薄试切层薄受力变形小

27、受力变形小 b)粗加工粗加工：试切余量小于切削余量试切余量小于切削余量, 得到比试切尺寸大一些。得到比试切尺寸大一些。因为余量大，切削力大，因为余量大，切削力大，刀具后退多。刀具后退多。 返回本章目返回本章目录录 返回本章目返回本章目录录 2) 2)调整法加工的调整误差调整法加工的调整误差 在大批大量生产中广泛采用行程档块、在大批大量生产中广泛采用行程档块、靠模、凸轮等机构控制刀具的轨迹和行程。靠模、凸轮等机构控制刀具的轨迹和行程。 影响因素有：影响因素有： 定程机构的制造精度和调整精度；定程机构的制造精度和调整精度； 定程机构（离合器、电器开关和控制定程机构（离合器、电器开关和控制 阀）的灵

28、敏度；阀）的灵敏度； 刀具样板和靠模的精度。刀具样板和靠模的精度。 返回本章目返回本章目录录 （4）工艺系统受力变形工艺系统受力变形 工艺系统在加工过程中受工艺系统在加工过程中受: : 切削力切削力; 惯性力；惯性力； 重力；重力； 夹紧力夹紧力 力作用力作用产生工艺系统变形产生工艺系统变形加工误差加工误差1) )工艺系统刚度工艺系统刚度工艺系统刚度工艺系统刚度工艺系统抵抗变形的能力工艺系统抵抗变形的能力)(变形给力共同作用下的法向在切削力、背向力、进背向力）YFKpstKst 工艺系统静刚度工艺系统静刚度Fp 、Y 是静态下背向力和变形是静态下背向力和变形返回本章目录返回本章目录 返回本章目

29、返回本章目录录gpgdpdjjpjjjcpjcYFKYFKYFKYFK=;gdjjjcgdjjjcpstpstKKKKYYYYFYFK11111gdjjjcstYYYYYgdjjjcYYYY、 机床、夹具、刀具、工件机床、夹具、刀具、工件 受力后受力后Y Y方向的位移。方向的位移。工艺系统受力后工艺系统受力后Y Y方向的总位移方向的总位移 工件工件刚度刚度Kg（可用材料力学的公式计算）（可用材料力学的公式计算）LFpL)/(10333443mmNLdLEIKg= 返回本章目返回本章目录录工件最远端（悬臂梁）刚度为工件最远端（悬臂梁）刚度为 LFpL 机床和夹具的刚度机床和夹具的刚度 （实测分析

30、）。（实测分析）。 工件中间处刚度为工件中间处刚度为)/(108.4483453mmNLdLEIKg=刀具刚度刀具刚度（悬臂梁悬臂梁）为为: :33LEIKd 返回本章目返回本章目录录2) )工艺系统受力变形对加工精度的影响工艺系统受力变形对加工精度的影响 切削力作用点位置变化使工件产生的形状误差。切削力作用点位置变化使工件产生的形状误差。XLYxX XYww YtwYdwFAFPFBBDAADCC CB以顶尖装夹车削光轴为例以顶尖装夹车削光轴为例:Ytw 工件床头位移工件床头位移Yww 工件床尾位移工件床尾位移Yx x处工件处工件c点位移点位移Ydw 刀具位移刀具位移 返回本章目返回本章目录

31、录在在c点的总位移点的总位移:LXYYYYYYYtwwwxxtwxdwxjc)(按刚度定义：按刚度定义：tAtwKFY=；wBwwKFY=；dYdwKFY=。Kt , Kw , Kd 分别为床头分别为床头,尾架尾架,刀架的刚度。刀架的刚度。返回本章目录返回本章目录LXLFFpA=LXFFpB=由理论力学可算出：由理论力学可算出： w22tdpjcK1LXLXLK1K1FY 将各式代入（将各式代入（6-9)得：得：2w2tdjcpjcLXK1LXLK1K11YFK 机床刚度为：机床刚度为： 返回本章目返回本章目录录LFPFBFA 工件的变形为：工件的变形为：()LXXLEIFYpg223=EIL

32、XXLLXKLXLKKKwtdst3)()(1)(1112222gjcstYYY LXEIXLLXKLXLKKFwtdp22223111则工艺系统刚度：则工艺系统刚度： 返回本章目返回本章目录录X/mm 0 ( (床头床头) ) L/6 L/3 L/2 2L/3 5L/6 L( (床尾床尾） Yjc 0.0125 0.01110.0104 0.0103 0.0107 0.01180.0135 Yg 0 0.00650.0166 0.0210 0.0166 0.0065 0 Yst 0.0125 0.01760.0270 0.0312 0.0273 0.0183 0.0135 从表中可看出从表中

33、可看出 : Rmax =Ystmax Ystmin = 0.0312mm 0.0125mm = 0.0187mm 得出如下结果得出如下结果 返回本章目返回本章目录录例如例如: 设设Fg = 300N Kt =6000N/mm Kw = 5000N/mm Kd = 4000N/mm,L = 600mm 工件直径工件直径 d = 50mm,E = 2 105 N/mm 毛坯误差的复映毛坯误差的复映 工件余量或材料硬度不均匀，会引起切削力变化，工件余量或材料硬度不均匀，会引起切削力变化，使工艺系统受力变形发生变化，从而造成工件的尺寸使工艺系统受力变形发生变化，从而造成工件的尺寸误差和形状误差。误差和

34、形状误差。毛坯（余量、硬度）不均匀毛坯（余量、硬度）不均匀切削力变化切削力变化变形变化变形变化尺寸和形状误差尺寸和形状误差 返回本章目返回本章目录录Y Y1 1a aspsp1 1Y Y2 2a aspsp2 21 12 2O O图图 6-11 毛坯形状误差的复映毛坯形状误差的复映假设毛坯有椭圆度误差，假设毛坯有椭圆度误差，轮廓曲线为轮廓曲线为1，刀具调整，刀具调整到点划线位置，工件每转到点划线位置，工件每转切深变化为切深变化为asp1-asp2 ，引，引起切削力变化，于是由此起切削力变化，于是由此变形变化变形变化Y1-Y2，从而，从而使使加工出的工件形状仍存在加工出的工件形状仍存在椭圆度误差

35、。椭圆度误差。返回本章目录返回本章目录一次走刀一次走刀CfCpFpYF=XFp = 1：sppcaF 切削一周：切削一周：21spspaa CFp 与切削条件有关的系数与切削条件有关的系数 asp 切削深度切削深度 f 进给量进给量 XFp 、YFp 指数指数pFpFpYXspFpfaCF 返回本章目返回本章目录录有：有：11sppcaF=22sppcaF=21YYg=stspspKaaC)(21=mstKC=stspstpKcaKFY111=stspstpKcaKFY222=mspspaa21=Y1a asp1sp1Y2a asp2sp212O O图图 6-11 毛坯形状误差的复映毛坯形状误

36、差的复映变形变化和毛坯余量变形变化和毛坯余量变化为：变化为：返回本章目录返回本章目录stKC =mg=；。 1321mngmnnnmng121n21 如果如果则则 返回本章目返回本章目录录 复映系数：复映系数： 通常：通常：多次走刀多次走刀:n次走刀，则次走刀，则由以上分析，还可以把误差复映概念做如下推广：由以上分析，还可以把误差复映概念做如下推广： a.在工艺系统弹性变形条件下在工艺系统弹性变形条件下, ,毛坯的各种误毛坯的各种误差差( (圆度、圆柱度、同轴度、平直度误差等圆度、圆柱度、同轴度、平直度误差等),),都会都会由于余量不均而引起切削力变化，并以一定的复由于余量不均而引起切削力变化

37、，并以一定的复映系数复映成工件的加工误差。映系数复映成工件的加工误差。 b.毛坯材料硬度的不均匀将使切削力产生变毛坯材料硬度的不均匀将使切削力产生变化化,引起工艺系统受力变形的变化引起工艺系统受力变形的变化,从而产生加工误从而产生加工误差。而铸件和锻件在冷却过程中的不均匀是造成差。而铸件和锻件在冷却过程中的不均匀是造成毛坯硬度不均匀的根源。毛坯硬度不均匀的根源。 返回本章目返回本章目录录 c.由于误差复映系数通常小于由于误差复映系数通常小于1,多次加工多次加工后后,减少很快减少很快,所以当工艺系统的刚度足够时所以当工艺系统的刚度足够时,只只有粗加工时用误差复映规律估算才有现实意有粗加工时用误差

38、复映规律估算才有现实意义义;在工艺系统刚度较低的场合在工艺系统刚度较低的场合,如镗一定深度如镗一定深度的小直径孔、车细长轴和磨细长轴等的小直径孔、车细长轴和磨细长轴等,则误差则误差复映现象比较明显复映现象比较明显,有时需要从实际反映的复有时需要从实际反映的复映系数着手分析提高加工精度的途径。映系数着手分析提高加工精度的途径。返回本章目录返回本章目录 d.在大批大量生产中在大批大量生产中,一般采用调整法加工。即一般采用调整法加工。即刀具调到一定切削深度后刀具调到一定切削深度后,对对 同一批零件一次走刀同一批零件一次走刀加工到该工序所要求的尺寸。这时加工到该工序所要求的尺寸。这时,毛坯的毛坯的“尺

39、寸尺寸分散分散”使每件毛坯的加工余量不等使每件毛坯的加工余量不等,而造成一批工而造成一批工件的件的“尺寸分散尺寸分散”。要使一批零件尺寸分散在公。要使一批零件尺寸分散在公差范围内差范围内,必须控制毛坯的尺寸公差。必须控制毛坯的尺寸公差。返回本章目录返回本章目录例例:在车床上半精镗一短工件的内孔，加工前在车床上半精镗一短工件的内孔，加工前内孔的圆度误差为内孔的圆度误差为0.4mm,加工后要求圆度误差加工后要求圆度误差达到达到0.01mm，已知工艺系统刚度，已知工艺系统刚度Kst=2790Nmm，走刀量，走刀量f=0.05mm/r，走刀量，走刀量指数指数YFP=0.75径向切削力系数径向切削力系数

40、CFP=1000，试分，试分析计算在只考虑机床刚度的影响时，一次走刀析计算在只考虑机床刚度的影响时，一次走刀圆度精度能否达到图样要求？若达不到要求，圆度精度能否达到图样要求？若达不到要求，可采取何种工艺措施？可采取何种工艺措施？返回本章目录返回本章目录解：解：复映系数：复映系数：037. 0279005. 0100075. 0stYFKfCFzymm015.0037.04 .0前后037. 0279005. 0100075. 0系KfCFzyYF可见，一次进给达不到要求。可见，一次进给达不到要求。返回本章目录返回本章目录 为达到加工精度要求，可采用为达到加工精度要求，可采用: : 1. 1.多

41、次走刀；多次走刀； 2.2.减少走刀量；减少走刀量； 3.3.提高工艺系统刚度；提高工艺系统刚度； 4.4.减少误差复映系数等工艺措施。减少误差复映系数等工艺措施。返回本章目录返回本章目录 工艺系统受其它作用力而产生的加工误差工艺系统受其它作用力而产生的加工误差 其它作用力：夹紧力、机床部件自重、工件自其它作用力：夹紧力、机床部件自重、工件自重、离心力（惯性力）、传动力。重、离心力（惯性力）、传动力。 a:夹紧力夹紧力夹紧力引起的工件形状误差夹紧力引起的工件形状误差a)b)c)d)返回本章目录返回本章目录b:机床部件和工件自重机床部件和工件自重a)b)c)返回本章目录返回本章目录 （5 5）其

42、它原始误差的影响）其它原始误差的影响 1 1）工艺系统热变形）工艺系统热变形 热胀冷缩热胀冷缩变形变形 加工过程的热源加工过程的热源: : a：内部热源内部热源( (切削热、机床中传动副切削热、机床中传动副和动力源的摩擦热）和动力源的摩擦热） b：外部热源外部热源（环境温度、阳光、灯（环境温度、阳光、灯光、取暖设备等）光、取暖设备等） 精密加工热变形引起的加工误差占总精密加工热变形引起的加工误差占总加工误差的加工误差的40%70%。返回本章目录返回本章目录机床热变形机床热变形主轴倾斜主轴倾斜主轴抬高主轴抬高140130120110100908070605040302010031245678变形

43、变形( (m/300mm) )运转时间运转时间/h/hb)b)热变形曲线热变形曲线a)车床的热变形示意图车床的热变形示意图 图图6-13 车床热变形车床热变形返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录t平衡平衡BCAt停停t1时间时间t刀具热伸长刀具热伸长图图6-14 刀具热伸长刀具热伸长 刀具热变形刀具热变形由于刀体小由于刀体小, ,热容量小热容量小, ,刀具温升非常高。例如刀具温升非常高。例如, ,用用高速钢车刀切削时：高速钢车刀切削时： 刀刃部分温升可达刀刃部分温升可达700-800度；度； 刀具伸长量可达刀具伸长量可达0.030.05 mmTLL 工件材料热膨胀系数；工件材料热膨

44、胀系数； L 工件热变形方向上的尺寸；工件热变形方向上的尺寸； T温升温升 。mmL1 . 03101230006例：切削长度为例：切削长度为3 3米米, ,每磨一次温升每磨一次温升33，则，则丝杆升长量为丝杆升长量为 不均匀受热，产生形状误差不均匀受热，产生形状误差工件热变形工件热变形均匀受热均匀受热:返回本章目录返回本章目录 返回本章目返回本章目录录 2 2）工件残余应力）工件残余应力 残余应力残余应力：残余存在工件内部的一残余存在工件内部的一部分金属对另一部分金属的作用力。部分金属对另一部分金属的作用力。 残余应力产生原因：残余应力产生原因：在铸、锻、焊热在铸、锻、焊热处理过程中由于工件

45、各部分受热不均匀处理过程中由于工件各部分受热不均匀或冷却速度不同以及金相组织变化而引或冷却速度不同以及金相组织变化而引起的体积变化，会使工件产生内应力。起的体积变化，会使工件产生内应力。 残余应力危害：残余应力危害：工件粗加工后工件粗加工后内应力内应力重新分布使工件产生变形。重新分布使工件产生变形。图图6-15 床身因内应力而引起的变形床身因内应力而引起的变形返回本章目录返回本章目录减少残余应力对的影响：减少残余应力对的影响：零件结构设计合理（结构简单、璧厚均匀）；零件结构设计合理（结构简单、璧厚均匀）；退火或时效处理；退火或时效处理；粗精加工分开，粗、精加工时间尽量拉长。粗精加工分开，粗、精

46、加工时间尽量拉长。Fa)Fb)c)图图6-16 校直引起的内应力校直引起的内应力返回本章目录返回本章目录 6. 2. 3 提高加工精度的措施提高加工精度的措施 （1）直接减小或消除原始误差）直接减小或消除原始误差 以车细长轴为例：以车细长轴为例： 采用跟刀架或中心架；采用跟刀架或中心架； 采用反向进给；采用反向进给； 大主偏角大进给；大主偏角大进给； 伸缩性的弹性活顶尖。伸缩性的弹性活顶尖。 进给方向进给方向a)Fy进给方向进给方向Fy 跟刀架跟刀架活顶尖活顶尖b)返回本章目录返回本章目录 在卡盘一端工件上车出一个缩颈在卡盘一端工件上车出一个缩颈 dD/2 前后双架前后双架“对刀对刀”切削。切

47、削。Fy1LFy2FxFx精车刀精车刀半精车刀半精车刀顺牙顺牙倒牙倒牙粗车刀粗车刀双刀架双刀架对刀切削示意图对刀切削示意图返回本章目录返回本章目录( (2) )补偿和抵消原始误差补偿和抵消原始误差丝杆车床上，用误差校正机构及装置，丝杆车床上，用误差校正机构及装置，来抵消传动链误差。来抵消传动链误差。L1923564( (螺距螺距S) )78 丝杆车床的校正装置丝杆车床的校正装置 1主轴主轴 2工件丝杆工件丝杆 3刀架刀架 4母丝杆母丝杆 5螺母螺母 6摆杆摆杆 7滚子滚子 8校正尺校正尺 9交换齿轮交换齿轮返回本章目录返回本章目录 ( (3) )误差转移法误差转移法 误差转移法是把影响加工精度

48、的原始误差误差转移法是把影响加工精度的原始误差转移到误差不敏感的方向或者不影响加工精转移到误差不敏感的方向或者不影响加工精度的方向上。度的方向上。例例: :zxy方向垂直于纸面方向垂直于纸面转塔车床的立刀安装法转塔车床的立刀安装法返回本章目录返回本章目录 用镗模镗孔的镗杆来用浮动联接头可用镗模镗孔的镗杆来用浮动联接头可以排除主轴回以排除主轴回 转误差转误差,导轨导轨 误差等。误差等。 横梁变形的转移横梁变形的转移图中为横梁变形的转移图中为横梁变形的转移返回本章目录返回本章目录 ( (4) )均分与均化原始误差均分与均化原始误差 均分原始误差均分原始误差就是当坯件精度太低，引起的定就是当坯件精度

49、太低，引起的定位误差或复映误差太大时，将坯件误差均分成位误差或复映误差太大时，将坯件误差均分成 n组，每组坯件的误差缩小为原来误差的组，每组坯件的误差缩小为原来误差的1/1/n。 均化原始误差均化原始误差的实质就是利用有密切联系的工的实质就是利用有密切联系的工件或刀具表面相互比较、检查，找出它们之间的件或刀具表面相互比较、检查，找出它们之间的差异，再进行修正加工或互为基准的加工，使被差异，再进行修正加工或互为基准的加工，使被加工表面原有的误差不断缩小和平均化。加工表面原有的误差不断缩小和平均化。返回本章目录返回本章目录心轴装夹工件剃齿齿轮内孔尺为心轴装夹工件剃齿齿轮内孔尺为 ，心轴实际尺寸为心

50、轴实际尺寸为25.002mm，配合最大间隙为，配合最大间隙为 +0.011mm，最小间隙为，最小间隙为-0.002 ( (过盈过盈) )，间隙过，间隙过大，现按表大，现按表6-2制造三个心轴，配合精度在制造三个心轴，配合精度在0.005之内，解决了剃齿加工要求。之内，解决了剃齿加工要求。mm25013. 00+返回本章目录返回本章目录a)a)头架顶尖头架顶尖“自磨自自磨自” ( (5) )就地加工达到最终精度就地加工达到最终精度 方法：把各相关零件，部件先行装配，使它方法：把各相关零件，部件先行装配，使它们处于工作要求的相互位置，然后就地进行最终们处于工作要求的相互位置，然后就地进行最终加工。