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1、机械制造工艺 机电工程系张莉 第三章机械加工精度 3 1加工精度与加工误差 3 2工艺系统的几何误差 3 3工艺系统变形引起的误差 3 4加工误差的统计分析法及综合分析 3 5提高加工精度的方法 重点1 影响加工精度的因素2 获得加工精度的方法及加工误差控制 难点1 影响加工精度的因素2 加工误差的分析 学习目的了解各种因素对加工精度的影响规律 找出提高加工精度的途径 以保证零件的加工质量 优质 高产 低耗是企业发展的必由之路 优质就是产品质量高高产就是生产效率高低耗就是成本低产品的质量是第一位的 没有质量 高效率 低成本就失去了意义 产品质量是企业的生命线 产品质量是指用户对产品的满意程度
2、按现代质量观 产品质量包括设计质量 制造质量和服务质量 以往强调较多的往往是制造质量 现代的质量观 主要站在用户的立场上衡量 服务质量占据越来越重要的地位 第三章机械加工精度 制造质量主要指产品的制造与设计的符合程度 设计质量主要反映所设计的产品与用户的期望之间的符合程度 服务质量主要指售前促进用户了解产品 促成合作而提供的咨询 售后的培训 维修 安装等能够满足用户的需要程度 产品的制造质量主要与零件制造质量 产品的装配质量有关 零件的制造质量是保证产品质量的基础 零件的机械制造质量包括加工精度和加工表面质量两个方面 加工精度是指零件加工后的实际几何参数 尺寸 形状及各表面相互位置等参数 与理
3、想几何参数的符合程度 符合程度越高 加工精度就越高 反之 越低 表面 绝对平面 圆柱面等 位置 绝对平行 垂直 同轴等 尺寸 位于公差带中心 一 加工精度与加工误差的概念 3 1加工精度与加工误差 加工误差是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度 所以 加工误差的大小反映了加工精度的高低 实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零件完全一致 而总会有一定的偏差 即加工误差 只要这些误差在规定的范围内 即能满足机器使用性能的要求 有关加工精度与加工误差的理解 应注意以下几个方面内容 1 理想几何参数 的正确含义即 对于尺寸是图纸规定尺寸的平均值 对于形状和位置 则是绝对正确的形状和
4、位置 如绝对的圆和绝对的平行等等 2 加工精度是由零件图纸或工艺文件以公差T给定的 而加工误差则是零件加工后的实际测得的偏离值 一般说 当加工误差 T时 就保证了加工精度 一批零件的加工误差是指一批零件加工后 其几何参数的分散范围 3 零件三个方面的几何参数 就是加工精度和加工误差的三个方面的向容 即 加工精度包括尺寸精度 形状精度和位置精度 在精密加工中 形状精度往往占主导地位 二 尺寸 形状和位置精度间的关系 独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原则 即尺寸精度和形位精度按照使用要求分别满足 在一般情况下 尺寸精度高 其形状和位置精度也高 通常 零件的形状误差约占相应尺寸公差的30
5、50 位置误差约为尺寸公差的65 85 三 获得加工精度的方法 1 获得尺寸精度的方法 2 获得形状精度的方法 3 获得位置精度的方法 四 原始误差 工件和刀具安装在夹具和机床上 工件 刀具 夹具 机床构成了一个完整的工艺系统 工艺系统的种种误差 是造成零件加工误差的根源 工艺系统的各种误差称之为原始误差 工艺系统的几何误差工艺系统受力变形引起的误差工艺系统热变形引起的误差工件的残余应力引起的误差 原始误差是产生加工误差的根源 它包括 一般将工艺系统的原始误差划分为工艺系统静误差和工艺系统动误差 如果按加工工作进程划分 工艺系统的原始误差又可划分为加工前就存在的 加工进行中产生的和加工后才出现
6、的三类 原始误差 加工前误差 加工中误差 加工后误差 调整误差 机床误差 刀具制造误差 夹具误差 加工原理误差 工件装夹误差 工艺系统受力变形 刀具磨损 残余应力引起变形 测量误差 工艺系统热变形 加工误差与原始误差的关系 工艺系统的原始误差会造成工件与刀刃间的相对位置发生改变 从而引起了加工误差 加工误差的大小 则决定于原始误差的大小和方向 P75 图3 1由引起的加工误差 由此可见 原始误差所引起的刀刃与工件间的相对位移 如果产生在加工表面的法线方向 则对加工误差有直接的影响 如果产生在加工表面的切线方向上 就可以忽略不计 我们把加工表面的法向称之为误差的敏感方向 在无特殊说明的情况下 Y
7、向为误差敏感方向 Z向则为误差非敏感方向 五 研究机械加工精度的方法 是在掌握各种原始误差对加工精度影响规律的基础上 分析工件加工中所出现的误差可能是哪一种或哪几种主要原始误差所引起的 并找出原始误差与加工误差之间的影响关系 通过估算来确定工件加工误差的大小 再通过试验测试来加以验证 是对具体加工条件下得到的几何参数进行实际测量 然后运用数理统计学方法对这些测试数据进行分析处理 找出工件加工误差的规律和性质 进而控制加工质量 对比 分析计算法主要是在对单项原始误差进行分析计算的基础上进行的 统计分析法则是对有关的原始误差进行综合分析的基础上进行的 分析计算法主要是分析各项误差单独的变化规律 统
8、计分析法主要是研究各项误差综合时变化规律 只适用于大批大量的生产条件 两种方法常常结合起来应用 可先用统计分析法寻找加工误差产生的规律 初步判断产生加工误差的可能原因 然后运用计算分析法进行分析 试验 找出影响工件加工精度的主要原因 1 系统误差系统误差 误差的大小和方向均己掌握 它可以用代数和来进行综合 系统误差又分为常值系统误差和变值系统误差 常值系统误差加工误差的大小和方向几乎不变 变值系统误差加工误差的大小和方向按一定规律变化 可按线性变化 也可按非线性变化 六 加工误差的性质和分类 随机误差 没掌握规律的误差 即加工误差的大小和方向不规则变化 包括掌握误差大小但不掌握其方向 掌握误差方向而不掌握其大小 它不能用代数和来进行综合 只能用数理统计方法来处理 系统误差与随机误差之间的分界线不是固定不变的 随机误差不断向系统误差转移 2 随机误差
