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1、1浅析机械加工精度浅析机械加工精度目录目录一、一、 概述概述 -3加工精度与加工误差 原始误差 研究机械加工精度的方法 二、工艺系统集合误差二、工艺系统集合误差-3机床的几何误差 刀具的几何误差 三、定位误差三、定位误差-4 基准不重合误差 定位副制造不准确误差 四、四、 工艺系统受力变形引起的误差工艺系统受力变形引起的误差 -4 工件刚度 刀具刚度 机床部件刚度 五、工艺系统受热变形引起的误差五、工艺系统受热变形引起的误差 -5六、结论：提高加工精度的途径六、结论：提高加工精度的途径 -52浅析机械加工精度浅析机械加工精度一、概述一、概述 加工精度与加工误差 加工精度是指零件加工后的实际几何
2、参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合 程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的 实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。 原始误差 由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的 误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反 映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引 起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以 及原理误差、调整误差、测量误差等。 研究机械加工精度的方法 研究机械
3、加工精度的方法分析计算法和统计分析法。 二、工艺系统集合误差二、工艺系统集合误差 机床的几何误差 加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度 在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转 误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。 1.主轴回转误差 机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误 差将直接影响被加工工件的精度。 主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可 分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。 产生主轴径向回转误差的主要原因有：
4、主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各3种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小 随加工方式的不同而不同。 产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度 误差。不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆 和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则 无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直 度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生 周期性误差。 适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴
5、部件的装配精度， 对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。 2 .导轨误差 导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨 的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨 的平行度(扭曲)。 除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重 要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。 3.传动链误差 传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件 的转角误差来衡量。 刀具的几何误差 任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺
6、寸和形状地改 变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用 量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还 可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。 三、定位误差三、定位误差 基准不重合误差 在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用 来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下， 工序基准应与设计基准重合。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作 为加工时的定位基准(或测量基准)，如果所选用的定位基准(或测量基准)与设计基准不重合， 就会产生基准不重
7、合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向 上的最大变动量。定位副制造不准确误差 工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能 按基本尺寸制造得绝对准确，它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公差范围内变4动。同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定 位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为 定位副制造不准确误差。 四、四、 工艺系统受力变形引起的误差工艺系统受力变形引起的误差 工件刚度 工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下， 工件由
8、于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学 有关公式估算。 刀具刚度 外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的 内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料 力学有关公式估算。 机床部件刚度 机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还 是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重 合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗 的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到
9、第一次加 载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点 重合，残余变形才逐渐减小到零； 机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。 五、工艺系统受热变形引起的误差五、工艺系统受热变形引起的误差 工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变 形所引起的加工误差有时可占工件总误差的 40%70%。机床、刀具和工件受到各种热源 的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。 当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。 六、结论：提高加工精度的途径六、结论：提高加工精度的途径
10、减小原始误差；转移原始误差 ；均分原始误差 ；均化原始误差 ；误差补偿参考文献：59JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXR
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