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1、第三章 机械加工精度,重庆工业职业技术学院 毛国平,在此幻灯片插入公司的徽标 从“插入”菜单 选择图片 找到徽标文件 单击“确定” 重新设置徽标大小 单击徽标内任意位置。徽标外部出现的方框是“调整控点” 使用这些重新设置对象大小 如果在使用尺寸调整控点前按下 shift 键，则对象改变大小但维持原比例。,加工精度,评定零件质量的一项重要指标。 表示加工的准确程度。 包括尺寸精度（国家标准IT01、IT00、IT1、IT2IT18来表示，共20级。IT01的公差值最小，精度最高。）、形状精度（国家标准规定了六项形状公差：直线度、平面度 、圆度 、圆柱度/ /、线轮廓 、面轮廓 。）、位置精度（国
2、家标准规定了八项位置公差：平行度/、垂直度 、倾斜度 、同轴度 、对称度 、位置度 、圆跳动 、全跳动 。） 形状误差应限制在位置公差内，位置误差应限制在尺寸公差内。一般尺寸精度高，相应的形状、位置要求也高。,原始误差（一）,由于工艺系统误差的存在，使工件和刀具之间正确的几何关系遭到破坏而产生的加工误差。 是影响加工精度的因素。 归纳如下： 1、几何误差与工艺系统初始状态有关的原始误差 1 工件相对于刀具在静止状态下已存在的误差 1）加工原理误差 2）工件的装夹误差 3）调整误差 4）刀具误差,原始误差（二）,2 工件相对于刀具在运动状态下已存在的误差 1）机床主轴回转误差 2）机床导轨导向误
3、差 3）机床传动误差 2、动误差与加工过程有关的原始误差 1）测量误差 2）刀具磨损 3）工艺系统受力变形 4）工艺系统受热变形 5）工件残余应力引起的变形,机床主轴回转运动误差,指主轴的瞬时回转轴线相对其平均回转轴线（瞬时回转轴线的对称中心），在规定测量平面内的变动量。 #理想回转中心在主轴的任一截面上主轴回转时速度始终为零的这一点。 #瞬时回转中心在主轴的实际回转过程中，理想的回转中心是不存在的，而存在的一个其位置时刻变动的回转中心。 #瞬时回转轴线主轴各截面瞬时回转中心的连线。 主轴回转误差的三种基本形式： 1）纯径向圆跳动瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的径向运动。它主要影响圆柱
4、面的精度。 2）纯轴向窜动瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动。它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。 3）纯角向摆动瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动。它主要影响圆柱面与端面加工精度。,机床导轨误差,车床和磨床的床身导轨误差共有三项内容： 1）导轨在水平面内的直线度（弯曲） 2）导轨在垂直面内的直线度（弯曲） 3）前后导轨的平行度（扭曲） 造成机床导轨误差的原因： 1）导轨本身的制造误差 2）导轨的不均匀磨损 3）机床的安装安装水平的调整,机床传动链误差,指机床内联系传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。 Kj误差传递系数： 为第j个传动元件到末端元件之
5、间的总传动比。 反映了第j个传动元件的转角误差对传动链误差影响的程度。 传动链中某一传动元件的转角误差引起末端传动元件转角误差的大小取决于该传动元件的误差传递系数Kj。,刚度的概念,变形物体受载时其形状和尺寸的改变。 刚度结构物、机械或构件等在受载时抵抗变形的能力。 物体的静刚度：作用力F（静载）与由它所引起的在作用力方向上产生的变形量y的比值，用“k”表示。即k=F/y。 工艺系统刚度：工件和刀具的法向切削分力Fp与在总切削力的作用下，工艺系统在该方向的相对位移y的比值，用“K”表示。即K= Fp /y。 工艺系统刚度的倒数等于各组成环节的刚度倒数之和。,误差复映规律,当车削具有圆度误差m
6、=ap1-ap2的毛坯时，由于工艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差g =y1-y2的现象。 g =y1-y2 =1/k(Fp1-Fp2)=1/k(Cap1-Cap2) =C/k(ap1-ap2)=C/km=m = g /m =C/k 上式表示了加工误差与毛坯误差之间的比例关系，称为“误差复映系数”。 是一个小于1的正数，它定量地反映了毛坯误差经过加工后减少的程度，它与工艺系统刚度成反比。 由于总= 1 23 ， 总成了一个远远小于1的数，所以经多次真刀后，可大大提高加工精度。,残余应力,物体由于外因（受力、温度变化等）或内在缺陷，在内部任一截面的两方即出现相互作用力，称为“内力”。
7、单位面积上的内力称为“应力”。 残余应力在没有外加载荷的情况下在零件内部存在的应力，亦称内应力。 热加工或冷加工金属内部的相邻组织发生了不均匀的体积变化残余应力,工艺系统热变形的热源,工艺系统：内部热源（切削热和摩擦热） 外部热源（环境温度和热辐射） 机床：车、铣、钻、镗主轴箱 磨床摩擦热（液压系统和高速磨头）和 磨削热（冷却液） 大型机床导轨面摩擦热和环境温度 工件：主要是切削热。此外有外部热。 刀具：主要是切削热。,影响尺寸精度的误差因素,试切法加工测量误差 微量进给机构的精度 工人的技术水平 调整法加工调整误差 工艺系统受力变形 刀具热变形 定尺寸刀具法加工刀具本身的制造和磨损误差 自动
8、控制法加工刀具的调整和检测、反馈和补 偿的精度,影响形状精度的误差因素,成形运动本身的精度 回转运动精度机床主轴的回转精度 直线运动精度机床导轨的精度及其与工作台之 间的接触精度 成形运动之间的相互位置精度 机床上有关部件的相对位置和相对运动精度 成形运动之间的速比关系 成形刀具的形状,影响位置精度的误差因素,在一次装夹下获得夹具上的导向误差 多刀调整时的调整误差 在不同装夹下获得定位误差 夹具制造、安装误差 机床制造误差 当工件不用夹具而找正装夹时找正误差 基准不重合误差,实际分布曲线（直方图）,以工件尺寸（或误差）为横坐标，以每组的频数或频率为纵坐标，在坐标图上得到若干点，用直线连接这些点
9、后，所得到的一条折线。 以横坐标表示分组的组界（尺寸间隔），纵坐标为每组的工件数（频数或频率），以组距为底，频数为高，所画出的一系列距形。 样本容量（大小）：样本中样品的个数。（研究某个问题它的所有可能观测结果称为总体，总体中插取一部分样品x1，x2，xn称为总体的一个样本。） 频数：同一尺寸（实为很小一段尺寸间隔）的工件数目。 频率=频数/样本容量 频率密度=频率/组距（尺寸间隔） 随机变量的数学期望（平均值）描述了随机变量的取值中心。 标准差描述了随机变量的可能取值与平均值的偏差的疏密程度。,正态分布曲线特征,1）曲线成钟形，中间高，两边低。这表示尺寸靠近分散中心的工件占大部份，而尺寸远离
10、分散中心的工件是极少数。 2）工件尺寸大于 x 和小于 x 的频率是相等的。改变 x（保持不变），则曲线沿x轴平移而不改变形状，这说明 x 是表征分布曲线位置的参数。 X 的变化主要是由常值系统性误差引起的。 3)表示正态分布曲线形状的参数是。越大，曲线越平坦，尺寸越分散，也就是加工精度越低；越小，曲线越陡峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。是由随机性误差引起的，随机性误差越大则越大，它刻划了随机变量x取值的分散程度。 4）一般取正态分布曲线的分散范围为3。即6的大小代表了某一种加工方法在规定的条件（毛坯余量，切削用量，正常的机床、夹具、刀具等）下所能达到的加工精度。所以在一般情况下我们应该使
11、公差带的宽度T和均方根误差之间具有下列关系：T6,分布图分析法的应用和缺点,应用 1）判断加工误差的性质 2）确定各种加工方法所能达到的精度 3）确定工序能力及其等级 4）估算不合格品率 缺点 1）不能反映误差的变化趋势 2）不能在加工过程中及时提供控制精度的资料,点图的形式,单值点图反映每个工件的尺寸（或误差）变化与加工时间关系的图形（横坐标为工件序号，纵坐标为工件尺寸）。 x-R点图（样组点图）每一小样组的平均值 x 控制图和极差R控制图联合使用时的统称。 x-R点图的绘制在工艺过程进行中，每隔一定时间抽取容量m=210件的一个小样本，求出小样本的平均值 x 和极差R。经若干时间后，就可取得若干组小样本。以样组序号为横坐标，分别以 x 和R为纵坐标，即得。,点图的应用,1）在点图上作出平均线和控制线后，就可根据图中点的情况来判断工艺过程是否稳定。 2）假如加工误差主要是随机性误差，且系统性误差的影响很小时，那么这种属于正常波动，加工工艺是稳定的。假如加工中存在着影响较大的变值系统性误差，或随机性误差的大小有明显的变化时，那么这种属于异常波动，加工工艺就被认为是不稳定的。,
