《机械制造技术基础第3版 教学课件 ppt 作者 卢秉恒 西安交大 主编 第五章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础第3版 教学课件 ppt 作者 卢秉恒 西安交大 主编 第五章（257页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械制造质量分析与控制,第五章 机械制造质量分析与控制,第一节 机械加工精度的基本概念 第二节 影响加工精度的因素及其分析 第三节 加工误差的综合分析 第四节 机械加工表面质量,内容提要,概述主要内容： 一、加工精度与加工误差 二、加工经济精度 三、零件获得加工精度的方法,第一节 机械加工精度的基本概念,优质、高产、低消耗,机械制造企业的追求：,产品的质量是第一位的，没有质量，高效率、低消耗就失去了意义。,看到这些产品，第一印象是高质量,第一节 机械加工精度的基本概念,产品质量的基础是零件的加工质量,加工精度 加工表面质量,加工质量的指标：,本章主题：加工精度及表面质量的分析与控制,第一节 机
2、械加工精度的基本概念,加工精度和加工误差,概念：,加工精度：零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。 加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。,实际加工中只要求满足规定的公差要求即可,第一节 机械加工精度的基本概念,1）理想几何参数：对于形状和位置，则是绝对正确的形状和位置，如绝对的平面和绝对的平行等；对于尺寸而言，就是零件尺寸的公差带中心。,加工精度和加工误差的理解：,零件图中的加工精度标注,第一节 机械加工精度的基本概念,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。,
3、一批零件尺寸的加工误差分布 与加工精度要要求,加工误差 与加工成本C成反比关系。用同一种加工方法，如欲获得较高的精度 ，就会降低生产率，增加生产成本；反之亦然。,第一节 机械加工精度的基本概念,加工经济精度,加工成本与加工误差之间的关系,第一节 机械加工精度的基本概念,上述成本与误差反比关系在一定范围内才比较明显，如右图中AB段。,成本增加，加工误差较小不明显,误差增大，加工最低成本不变,在A点左侧，即使成本提高的很多，但精度提高很少乃至不能提高。 在B点右侧，即使工件精度要求很低，也必须耗费一定的最低成本。,一种加工方法介于A、B之间的精度为经济加工精度,第一节 机械加工精度的基本概念,零件
4、获得加工精度的方法,尺寸精度、形状精度和位置精度。,零件加工精度包括：,加工精度：,零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间相互位置)，与理想几何参数的符合程度。其偏离程度称为加工误差。,第一节 机械加工精度的基本概念,获得形状精度的方法,利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。这种加工方法所能达到的精度，主要取决于这种成形运动的精度。,1)轨迹法：,第一节 机械加工精度的基本概念,利用成形刀具刀刃的几何形状切出工件的形状。这种方法所能达到的精度，主要取决于刀刃的形状精度和刀具的装夹精度。,2)成形法：,第一节 机械加工精度的基本概念,利用刀具和工件作展成切削运动，刀刃在被加
5、工面上的包络面形成的成形表面。这种加工方法所能达到的精度，主要取决于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度。,3)展成法：,滚齿法加工齿轮，滚刀刀刃在被切齿轮上形成的包络线即为齿形，滚刀主运动 与被切齿轮转速必须符合设定要求，以保证加工精度。,第一节 机械加工精度的基本概念,获得位置精度的方法,零件位置精度的获得主要取决于工件的定位（装夹）和加工方法。,工件在一次装夹下加工多个表面时，这些表面之间的相互位置精度一般较高，主要取决于机床的精度。,利用组合刀具或一把刀具上的几个刀刃，同时加工工件上的多个表面，则这些表面之间的相互位置精度一般也较高，主要取决于刀具的精度。,第一节 机械加工精度的基
6、本概念,获得尺寸精度的方法,先试切部分加工表面，测量后，适当调整刀具相对工件的位置，再试切，再测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工面。,1)试切法：,试切法效率低，精度主要取决于工人技术，用于单件小批生产,第一节 机械加工精度的基本概念,用具有一定尺寸精度的刀具（如绞刀、扩孔钻、钻头等）来保证被加工工件尺寸精度的方法（如钻孔）。,2)定尺寸刀具法：,定尺寸刀具法生产率较高，操作简便，加工精度较稳定。,第一节 机械加工精度的基本概念,利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使刀具相对机床或夹具满足位置精度要求，然后加工一批工件。该法需要采用夹具实现装夹。,3)调整法：,调整法
7、生产效率高，加工精度较稳定，常用于中批以上的生产,调整法铣槽（第四章详细叙述）,第一节 机械加工精度的基本概念,工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。又分自动测量和数字控制两种，前者机床上具有自动测量工件尺寸的装置，在达到要求时，停止进刀。后者是根据预先编制好的机床数控程序实现进刀的。,4)自动控制法：,自动控制法生产率高，加工精度稳定，目前机械加工的发展方向,数控机床自动控制原理框图,第五章 机械制造质量分析与控制,第一节 机械加工精度的基本概念 第二节 影响加工精度的因素及其分析 第三节 加工误差的综合分析 第四节 机械加工表面质量,内容概要,原理误差； 机床误差； 调整误差； 工艺系统受力
8、变形对加工精度的影响； 工艺系统热变形引起的加工误差； 内应力引起的变形； 保证和提高加工精度的途径。,第二节 影响加工精度的因素及其分析,机械加工工艺系统：在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件就构成的一个完整的系统。,加工工艺系统误差是根源，加工误差是表现； 分析原始误差和加工误差之间的定性与定量关系，是保证和提高零件加工精度的必要的理论基础。,原始误差：加工工艺系统的误差,概念：,原始误差与加工误差：,第二节 影响加工精度的因素及其分析,加工过程中可能出现的原始误差,第二节 影响加工精度的因素及其分析,一、原理误差,采用近似的加工运动或近似的刀具轮廓,产生原因,为了得到规定的零件表面，在工
9、件和刀具的运动之间建立的某种联系,加工原理,第二节 影响加工精度的因素及其分析,如果采用理想的加工原理，完全准确的运动联系，完美的刀刃或靠模形状，则不存在原理误差，但其成本过高，并非完全必要,原理误差合理性,第二节 影响加工精度的因素及其分析,二、机床误差,机床误差的三个方面：机床本身的制造、磨损和安装,静误差：在没有切削载荷的情况下测得的各项误差;,床身导轨在垂直面和水平面内的直线度和平行度； 主轴轴线对床身导轨的平行度； 主轴的回转精度； 传动链精度； 刀架各溜板移动时，对主轴轴线的平行度和垂直度。,车床的各项静误差：,第二节 影响加工精度的因素及其分析,静误差对加工精度影响的分析,导轨误
10、差 主轴误差 传动链误差,1)导轨误差,主要分析对加工精度影响重要的以下三点：,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。,第二节 影响加工精度的因素及其分析,卧式车床刀架导轨直线度误差,为水平面误差； 为垂直面误差；,第二节 影响加工精度的因素及其分析,可见卧式车床导轨水平面内的误差对加工误差影响较大,第二节 影响加工精度的因素及其分析,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，就可以忽略不计。把加工表面的法向称之为误差的敏感方向。,误差的敏感方向,第二节 影响加工精度的因素及其分析,
11、在垂直面内的直线度（弯曲） 在水平面内的直线度（弯曲） 前后导轨的平行度（扭曲）,车床和磨床的床身导轨误差的三个方面,第二节 影响加工精度的因素及其分析,导轨扭曲形成的加工误差,前后导轨存在平行度误差(扭曲)时，刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。当误差为3的时候，由几何关系可求得y(H/B)3。一般车床的H2/3B，外圆磨床HB。车床导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。,机床导轨的几何精度，不但决定于它的制造精度和使用的磨损情况，而且还和机床的安装情况有很大关系,第二节 工件在夹具中的定位,(3)自位支承 支承本身的位置在定位过程中，能自动适应工件定位基
12、准面位置变化的一类支承。自位支承能增加与工件定位面的接触点数目，使单位面积压力减小，故多 用于刚度不足的 毛坯表面或不连 续的平面的定位。,一个定位支承点， 限制一个自由度。,第二节 工件在夹具中的定位,(4)辅助支承 在生产中，有时为了提高工件的刚度和定位稳定性，常采用辅助支承。如图所示阶梯零件，当用平面1定位铣平面2时，于工件右部底面增设辅助支承3，可避免加工过程中工件的变形。,无定位作用,第四章 习题 4-12,有一批如图a所示的工件，除孔外其余各表面均已加工合格。今按图b的方案用盖板式钻模一次装夹后依次加工孔I和孔II。盖板式钻模用心轴与工件孔相配定位。试分析计算两个孔心距的定位误差。
13、,第五章 机械制造质量分析与控制,第一节 机械加工精度的基本概念,产品质量的基础是零件的加工质量,加工精度 加工表面质量,加工质量的指标：,本章主题：加工精度及表面质量的分析与控制,第一节 机械加工精度的基本概念,加工精度和加工误差,概念：,加工精度：零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。 加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。,尺寸精度、形状精度和位置精度。,零件加工精度包括：,第二节 影响加工精度的因素及其分析,加工过程中可能出现的原始误差,第二节 影响加工精度的因素及其分析,二、机床误差,静误差：在没有切削载荷的情况下测得的各项误差;,静误差对加工精度影
14、响的分析,导轨误差 主轴误差 传动链误差,主要分析对加工精度影响重要的以下三点：,第二节 影响加工精度的因素及其分析,1)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。,第二节 影响加工精度的因素及其分析,在垂直面内的直线度（弯曲） 在水平面内的直线度（弯曲） 前后导轨的平行度（扭曲）,车床和磨床的床身导轨误差的三个方面,导轨在垂直面内的直线度,导轨在水平面内的直线度,导轨扭曲形成的加工误差,第二节 影响加工精度的因素及其分析,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，就可以忽略不
15、计。把加工表面的法向称之为误差的敏感方向。,误差的敏感方向,卧式车床刀架导轨直线度误差,为水平面误差； 为垂直面误差；,第二节 影响加工精度的因素及其分析,垂直平面内的直线度误差：采用与导轨相配合的桥板、水平仪，在导轨纵向上分段检测，记下水平仪的读数，画出曲线图，再计算其误差大小和判断凹凸程度。 前后导轨的平行度误差：采用桥板和水平仪，在导轨的几个横向上检测，取其最大代数差。 水平面内的直线度误差：采用桥板和准直仪,导轨三项误差的常规检查方法,以上三种检查方法都较费工时。对于车床而言，导轨垂直方向的原始误差既然对加工误差的影响可以忽略不计，因此可采用更简单的方法。,第二节 影响加工精度的因素及
16、其分析,在床身之外，平行于导轨面放置一桥型平尺，将磁力表座固定在桥板上，千分表表头抵向桥型平尺的工作表面上，在导轨的全长上推拉桥板，千分表读数的最大代数差就是导轨的综合原始误差。,一种检测机床导轨精度的方法,第二节 影响加工精度的因素及其分析,2)主轴误差,概念,对于主轴的要求，就是在运转的情况下，能保持轴心线的位置稳定不变，也就是回转精度；实际上主轴在每一瞬时回转轴线的空间位置都是变动的，即存在着回转误差。,第二节 影响加工精度的因素及其分析,主轴旋转过程中，几何轴线的位置不断变化，在任何瞬间，主轴一方面绕自己的几何轴线旋转，另一方面这根几何轴线还相对于主轴理想回转轴线作相对运动。,主轴误差的描述,运动形式可分解为：,纯轴向窜动 纯径向移动 纯角度摆动,第二节 影响加工精度的因素及其分析,主轴轴心和几何轴线的位置变动,第二节 影响加工精度的因素及其分析,机床主轴回转误差产生的加工误差,不同的加工方法，主轴回转误差所引起的加工误差也不同,第二节 影响加工精度的因素及其分析,第二节 影响加工精度的因素及其分
