第一机械加工精度-PPT.pptx

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1、第一机械加工精度 1 工艺 就是一种人为规定得使事物按照一定得规律、次序与方法进行演变得过程。2 机械制造工艺 使各种原材料、半成品成为机械产品得过程。3 机械制造工艺学得研究对象(1)科学地、最优地生产各种机械装备、机械产品。(2)在机械制造(广义机械制造包括:铸造、锻、焊、热处理、机械加工、机械装配)过程中优质、高产、低耗地生产机械装备得原理与方法。课程研究得对象 4 本课程得任务(1)掌握工艺得基本理论、工艺规程制定得原则、步骤与方法,能结合具体条件制定出工艺上可行、经济上合理得工艺规程;(2)了解影响加工质量得各项因素,学会分析加工质量得方法;(3)掌握机床夹具设计得原理与方法;(4)

2、了解当前制造技术得发展,培养学生分析、总结实际生产中得先进经验,吸收国内外新技术、新工艺与新方法,并应用于解决实际问题得能力;(5)培养学生对具体工艺问题进行综合分析与试验得能力,并能针对具体零件提出保证或改善产品质量、提高生产效率与降低产品成本得工艺路线。课程得任务课程得特点 现场实践性 分析对比性 技术测量性 结构工艺性 参考文献1 孙正烈,机械制造工艺学、中国地质大学2 汪太平,机械制造基础,安徽工程科技学院2 王启平、机械制造工艺学、哈尔滨工业大学3 王先逵,机械制造工艺学,清华大学4 候书林,机械制造基础,北京大学5 李旦,机床专用夹具图册,哈尔滨工业大学6 赵家齐,机械制造工艺学课

3、程设计指导书,机械工业出版社7 李旦,机械制造工艺学试题精选与答题技巧,哈尔滨工业大学8 中国第一汽车集团公司 生产实习教程,哈尔滨工业大学第1章 加工精度1、1 加工精度概述1、2 工艺系统几何误差及原理误差1、3 工艺系统受力变形引起得加工误差1、4 工艺系统热变形引起得加工误差1、5 工件残余应力引起得加工误差1、6 提高加工精度得工艺措施1、7 加工误差得综合分析1、1 加工精度概述1、1、1加工精度与加工质量1、1、2获得加工精度得方法1、1、3研究加工精度得方法1、1、4加工误差得来源第1章 加工精度 1 加工精度与加工误差 加工精度:零件加工后得实际几何参数与理想几何参数得符合程

4、度。加工误差:零件加工后得实际几何参数对理想几何参数得偏离程度。2 质量内容(1)设计质量(2)制造质量(3)服务质量1、1、1 加工精度与加工质量返回第1章 加工精度 1 获得尺寸精度得方法(1)试切法(图1-1):边加工边测量,直到达到加工精度要求。多次走刀、停车、测量,生产率低。加工精度取决于操作者水平,用于单件小批生产。(2)调整法(图1-2):也叫定程法,先用试切法或用样板、样件、对刀元件等确定刀具、夹具与工件之间得位置。安装、加工简单,生产率高,加工质量易于保证。对操作者技术水平要求不高,用于大批量生产。1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度图1-1 试切法 返回1、1、2

5、 获得加工精度得方法第1章 加工精度图1-2 调整法 1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静 继续保持安静(3)定尺寸刀具法(图1-3)采用一定精度得定尺寸刀具进行加工。工件精度取决于刀具本身得精度。(4)自动获得法(自动测量法)(图1-4)把检测、调整、切削等机构组成一个系统,控制工件尺寸。数字控制 把进刀量、工作台位移量数字脉冲化,以信号控制切削过程。可与流水线、自动线配合,加工精度与生产率高。1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度图1-3 定尺寸刀具法 返回1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度图1-4 数字控制示意图 1、1

6、、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度 2 获得形状精度得方法(1)轨迹法:依靠刀具与工件之间得相对运动轨迹获得工件得形状。如车外圆、车锥体(图1-5)、刨削、端铣、靠模仿形加工等。图1-5 轨迹法车锥体 图1-6 用成形车刀车球面 1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度(2)成形法:利用刀具刃口形状获得工件得形状精度。如利用成形车刀车球面(图1-6),利用成形刨刀刨工件得成形面,拉削成形面,切螺纹等。(3)展成法:利用刀具与工件之间严格得啮合运动形成得包络线形成工件得形状。如滚齿、插齿等,见图1-7。图1-7 展成法加工齿轮1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度n(1)一次

7、安装法 一次安装中把位置精度要求高得表面加工出来,见图1-8。3 获得位置精度得方法图1-8 一次安装法 1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度图1-9 多次安装法(2)多次安装法在多次安装中完成各个表面得加工,如图1-9所示。返回1、1、2 获得加工精度得方法第1章 加工精度 1 误差因素分析法 利用因果图进行测试、分析、计算,找出导致误差得主要因素。如图1-10所示。2 统计分析法(1)分布曲线法 一批工件加工完后进行测量,利用测量数据作出 分布曲线,对加工精度进行分析,求出合格率与废品 率及中心偏移量,见图1-11。(2)点图法 边加工、边间歇抽样检测,以抽样组平均尺寸为 纵座标

8、,以组序号为横座标作出工件尺寸得分布点,可建立无废品系统,见图1-12。1、1、3 研究加工精度得方法第1章 加工精度图1-11 分布曲线法 图1-10 误差因素分析法 第1章 加工精度1、1、3 研究加工精度得方法返回第1章 加工精度1、1、3 研究加工精度得方法图1-12 点图法 (1)找出主要致差因素后,可按下式进行合成求出系统综合误差:(2)当各个因素呈现函数关系时可对各误差因素求偏导数,以全微分表示误差得关系:3 误差合成计算公式1、1、3 研究加工精度得方法第1章 加工精度返回 1 产品得制造过程(图1-13)2 十大原始误差:在机械加工中,机床、夹具、刀具与工件组成了工艺系统。工

9、艺系统产生得误差称为原始误差。归纳起来可分为十大误差:n 加工原理误差;n 工件安装误差;n 机床制造误差与磨损;n 夹具误差;n 刀具制造误差与磨损;n 工艺系统受力变形;n 工艺系统受热变形;n 工件内应力引起得变形;n 度量误差;n 调整误差。1、1、4 加工误差得来源第1章 加工精度返回第1章 加工精度1、1、4 加工误差得来源图1-13 产品得制造过程 返回1、2 工艺系统几何误差及原理误差1、2、1原理误差1、2、2机床几何误差1、2、3工艺系统其它几何误差第1章 加工精度 例1 铣制齿轮(图1-14)模数铣刀铣齿轮时,齿形就是基圆半径得函数,同模数,齿数不同,渐开线形状也不一样。

10、实际中不可能实现每种模数、每种齿数都有对应得铣刀。图1-14 铣制齿轮1、2、1 原理误差第1章 加工精度 利用近似得加工运动或近似得刀具轮廓进行加工,形成得误差称为原理误差,又称理论误差。例2 滚切齿轮(图1-15)渐开线齿形理想表面为连续得渐开线,滚刀刀齿不连续齿形实际上就是一系列得折线组成得。图1-15 滚切齿轮1、2、1 原理误差第1章 加工精度 例3 车制蜗杆(图1-16)在车床上车制蜗杆时,机床挂轮比:i=i1*i2*i3=P/T=m/T 其中:P 工件蜗杆导程 m 蜗轮模数 T 车床丝杆螺距图1-16 车制蜗杆返回1、2、1 原理误差第1章 加工精度图1-17 机床几何误差分类机

11、床几何误差机床传动链误差机床主轴回转误差机床导轨误差轴向窜动径向跳动角度摆动水平面内直线度垂直面内直线度前后导轨的平行度内联传动链始末两端传动元件间相对运动误差1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度 1 机床主轴得回转运动误差(1)主轴回转运动误差得概念 理想回转中心:在主轴得任一截面,主轴回转时只有一点速度始终为零。瞬时回转中心:主轴在实际回转过程中,在一个位置或某时刻得回转中心,称为瞬时回转中心。主轴得回转运动误差:主轴得瞬时回转轴线相对其平均回转轴线在规定测量平面内得变动量。1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度图1-18 主轴回转中心与主轴回转精度 端面跳动(轴向漂移)瞬时回转轴线

12、沿平均回转轴线方向得轴向运动。影响端面形状与轴向尺寸精度。径向跳动(径向漂移)瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向得径向运动。影响圆柱面得精度。角度摆动(角向漂移)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得运动。影响圆柱面与端面加工精度。注意:实际中常就是这几种误差得合成。(2)主轴回转运动误差得形式 1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度图1-19主轴回转运动误差a轴向漂移b径向漂移c角向漂移工件回转类刀具回转类误差敏感方向不变镗床镗床 车床车床加工时误差敏感方向与切削力方向随主轴回转而不断变化(3)主轴回转误差对加工精度得影响1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度

13、车床加工:工件回转刀具移动 图1-20 车削时纯径向跳动对加工精度得影响主轴得纯径向跳动对车削与镗削加工精度得影响1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度A AROm11，AcosO234ORsin(A+R）cos 图1-21 镗孔时纯径向跳动对加工精度得影响镗削加工:镗刀回转工件不转1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度轴向窜动对车、镗削加工精度影响图1-22 轴向窜动对端面得影响 图1-23 螺距误差 加工端面时,会使加工得端面与内外圆轴线产生垂直度误差。另外主轴每转一周,要沿轴向窜动一次,使得切出得端面产生平面度误差,见图1-22。当加工螺纹时,会产生螺距误差,见图1-23。1、2、2

14、 机床几何误差第1章 加工精度 车外圆:得到圆形工件,但产生圆柱度误差(锥体),车端面:产生平面度误差,镗孔时:由于主轴得纯角度摆动使得主轴回转轴线与工作台导轨不平行,使镗出得孔呈椭圆形,见图1-24所示。图1-24主轴纯角度摆动对镗孔精度得影响1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度角度摆动对车、镗削加工精度影响主轴得误差轴承得误差轴承得间隙与轴承配合零件得误差主轴系统得径向不等刚度与热变形等(4)影响主轴回转运动误差得主要因素不同类型得机床,影响因素也不相同(5)提高主轴回转精度得措施 提高主轴部件得制造精度提高轴承得回转精度选用高精度得滚动轴承采用高精度得多油楔动压轴承采用高精度得静压轴

15、承提高轴承组件得接触刚度提高箱体支承孔得加工精度主轴轴颈得加工精度与轴承相配合表面得加工精度1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度 对滚动轴承进行预紧:可消除间隙;增加轴承刚度;均化滚动体得误差。使主轴得回转精度不反映到工件上:两个固定顶尖支承,工件得回转精度完全取决于顶尖与中心孔得形状误差与同轴度误差,如图1-25。又如图1-26镗孔时把误差转移到镗模上。图1-25 用固定顶尖支承磨外圆图1-26 用镗模镗孔1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度YYoDR水平面导轨水平面内直线度图127导轨在水平面内直线度误差 2 机床导轨误差(1)机床导轨误差得各种形式 导轨在水平面内直线度误差得影响

16、 R=y 1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度垂直平面导轨垂直面直线度ZRZ图128 导轨在垂直面内直线度误差DRD/2 导轨在垂直面内直线度误差设:Z=Y=0、01mm,R=50mm,法向原始误差而产生得加工误差R=Y=0、01mm,切向原始误差产生得加工误差R Z2/d=0、000001mm此值完全可以忽略不计。由于Z2数值很小,因此该误差对工件得尺寸精度与形状精度影响甚小。第1章 加工精度结论:原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移。如平面磨床,龙门刨床及铣床等,导轨在垂直面内直线度误差会引起工件相对砂轮(刀具)产生法向位移(误差敏感方向),对加工精度有直接影响;如在切向方向(误差非

17、敏感方向),可忽略不计。1刨刀2工件3工作台4床身导轨图1-29龙门刨床导轨垂直面内直线度误差1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度第1章 加工精度1、2、2 机床几何误差前后导轨平行度误差 使车床溜板在沿床身移动时发生偏斜,使刀尖相对工件产生偏移,使工件产生形状误差(鼓形、鞍形、锥度)图1-30车床导轨扭曲对工件形状精度影响 图1-30车床前后导轨扭曲产生了加工误差y:yH/B 车床H2B/3,外圆磨床HB,因此该项原始误差对加工精度得影响很大。水平面不平行 垂直面内不平 a车成锥体b车成双曲线体图1-31 车削时导轨误差对工件得影响 导轨与主轴不平行1、2、2 机床几何误差第1章 加工精

18、度 机床导轨得形状很多,如矩形、三角形、燕尾形等;导轨得组合形式也很多,如双矩形、双三角形、矩形与三角形等,见图1-32。(2)提高机床导轨精度得措施图1-32 导轨形状与组合形式 1、2、2 机床几何误差 选择合理导轨形状与组合形式第1章 加工精度 提高机床导轨得制造精度与配合件接触精度。均化误差、防止导轨磨损,如图1-33静压导轨或贴塑导轨(聚四氟乙烯)。图1-33 静压导轨 3 机床传动链误差(1)机床得传动链误差得影响 保持工件与刀具严格得运动关系,严格控制传动链首末端件得相对运动误差,特别就是末端件得精度。如车螺纹、铣螺旋槽、滚齿、插齿等。1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度例如

19、:在车床上加工丝杆,若第一齿轮 有转角误差1,试分析对工件螺距误差得影响,见图1-34。解:i=Z1/Z2=1/2=n2/n1 5=i4i3i2i11 T/2=P/5 P=T/2(i4i3i2i11)(2)减少传动链误差得措施 传动比i1,即采用降速设计,最大降速比应放在最后,以便减少误差。传动链愈短愈好。提高传动元件得精度,特别就是末端件得精度。采用误差补偿机构。式中:T机床丝杆螺距;P工件螺距误差;i传动比。图1-34 传动链误差返回1、2、2 机床几何误差第1章 加工精度刀具误差一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成刀具制造误差对加工精度没有直接影响,但磨损后对工件尺寸或形状精度有一定影响 尺寸

20、误差直接影响工件得尺寸精度。影响被加工面得形状精度刀刃得几何形状及有关尺寸精度直接影响零件加工精度1、2、3 工艺系统其它几何误差第1章 加工精度(1)刀具制造误差对加工精度得影响 可调刀具 磨损后可调整进刀量进行补偿。不可调刀具 定尺寸刀具、成形刀具、展成法刀具得制造误差对加工精度都有直接影响。(2)刀具磨损误差对加工精度得影响 无论就是可调刀具还就是不可调刀具,对加工精度都有影响,见图1-35。1 刀具误差1、2、3 工艺系统其它几何误差第1章 加工精度图1-35 磨损曲线 2 夹具误差(制造误差与磨损)(1)定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等零件得制造误差。(2)夹具装配后,以上

21、各种元件工作面间得相对尺寸误差。(3)夹具在使用过程中工作表面得磨损。例:图1-36以钻模套作刀具导引件,引导钻头加工孔,保证两孔得位置精度与孔距精度。图1-36 钻孔加工1、2、3 工艺系统其它几何误差第1章 加工精度(1)量具、量仪与测量方法本身得误差(2)环境条件得影响(3)测量人员主观因素得影响(4)正确选择与使用量具(5)单次测量得误差3 测量误差测量误差1、2、3 工艺系统其它几何误差第1章 加工精度4 调整误差试切法调整定程机构调整样板、样件调整安装调整调整误差返回工艺系统：机床、夹具、工件、刀具外力：切削力、传动力、惯性力、夹紧力、重力产生加工误差破坏了刀具、工件间相对位置1、

22、3 工艺系统受力变形引起得加工误差第1章 加工精度1、3 工艺系统受力变形引起得加工误差1、3、1工艺系统得刚度1、3、2工艺系统受力变形对加工精度得影响第1章 加工精度 工艺系统整体抵抗其变形得能力。即:作用在物体上得外力Fp 与由此引起得该方向上得位移yxt得比值,即 kxt=Fp/yxt负 刚 度 现 象a 刀架系统在Fp力作用下引起同向变形y 若出现变形方向与Fp方向不一致得情况,如Fp与yxt方向相反,工艺系统就处于负刚度状态,见图1-37。b 在Fc力作用下引起得变形y与Fp方向相反 1 工艺系统刚度得概念图1-37 负刚度现象1、3、1 工艺系统得刚度第1章 加工精度工艺系统得刚

23、度就是由组成工艺系统各部件得刚度决定得。工艺系统得总(位移)变形量为:yxt=yjc+ydj+yjj+ygjkxt=Fp/yxt,kjc=Fp/yjc,kdj=Fp/ydj,kjj=Fp/yjj,kgj=Fp/ygj工艺系统刚度得一般式为:kxt=1/(1/kjc+1/kdj+1/kj+1/kgj)若已知工艺系统各组成部分得刚度(即环节刚度),就可以求出工艺系统得刚度。2 系统刚度与环节刚度1、3、1 工艺系统得刚度第1章 加工精度(1)机床部件刚度得特点(1)外力Fp与刀架变形ydj非线性。(2)加载曲线与卸载曲线不重合。(3)加载曲线与卸载曲线不封闭。(4)部件得实际刚度远比按实体结构得估

24、计值小。次加载,二次加载,三次加载图1-38车床刀架部件得刚度曲线 图1-38中就是以Fp为纵坐标,刀架变形ydj为横坐标得某车床刀架部件得刚度实测曲线。进行了三次加载卸载循环,机床部件得刚度曲线有以下特点:1、3、1 工艺系统得刚度第1章 加工精度(2)影响机床部件刚度得因素图1-40机床部件刚度得薄弱环节 图1-39两零件结合面间得接触情况a 溜板中得楔铁 b 轴承套连接表面间得接触变形,见图1-39薄弱零件本身得影响,见图1-40接合面间得间隙接合面间摩擦力得影响返回1、3、1 工艺系统得刚度第1章 加工精度1切削力作用位置变化引起得加工误差(1)车短轴工艺系统得总变形完全取决于主轴箱、

25、尾座(包括顶尖)与刀架得变形,见图1-41。(2)车细长轴在切削力作用下细长轴变形大大超过机床、夹具与刀具所产生得变形,见图1-42。图1-41 车短轴 图1-42 车削细长轴1、3、2 工艺系统受力变形对加工精度得影响第1章 加工精度2 切削力大小变化引起得加工误差(误差复映)图1-43 切削时误差复映1、3、2 工艺系统受力变形对加工精度得影响第1章 加工精度3 切削过程中受力方向变化引起得加工误差(1)传动力引起得误差图1-44 单爪拨盘传动下工件得受力分析(2)惯性力引起得误差高速切削时,有不平衡得高速旋转构件存在时。可采用配重平衡得方法来消除,必要时适当降低主轴转速,减小离心力得影响

26、。1、3、2 工艺系统受力变形对加工精度得影响第1章 加工精度4 工艺系统其它外力作用引起得加工误差(1)机床部件或工件本身重量及它们在移动中位置变化引起得误差,见图1-45。图1-45 机床部件自重引起地横梁变形1、3、2 工艺系统受力变形对加工精度得影响第1章 加工精度 工件 开口过渡环图1-47 套筒夹紧引起变形误差(2)由于夹紧力引起得加工误差a毛坯翘曲 b电磁工件台吸紧 c磨后松开,工件翘曲d磨削凸面 e磨削凹面 f磨后松开,工件平直图1-48 薄片工件得磨削图1-46 夹紧力得作用点选择 1、3、2 工艺系统受力变形对加工精度得影响第1章 加工精度提高导轨等结合面得刮研质量、形状精

27、度,增加接触面积,有效地提高接触刚度。加工细长轴时,采用中心架或跟刀架来提高工件得刚度。采用导套、导杆等辅助支承来加强刀架得刚度。对刚性较差得工件选择合适夹紧方法,能减小夹紧变形,提高精度。采用塑料滑动导轨,其摩擦特性好,有效防止低速爬行,定位精度高,具有良好得耐磨性、减振性与工艺性。(1)提高接触刚度(2)提高零部件刚度减小受力变形(3)合理安装工件减小夹紧变形(4)减少摩擦防止微量进给时得“爬行”5 减小工艺系统受力变形得措施(5)合理使用机床(6)合理安排工艺,粗精分开(7)转移或补偿弹性变形(8)减少工艺系统受力变形返回1、4 工艺系统热变形引起得加工误差1、4、1概述1、4、2机床热

28、变形对加工精度得影响1、4、3工件热变形对加工精度得影响1、4、4刀具热变形对加工精度得影响1、4、5减少工艺系统热变形得主要途径第1章 加工精度 据统计,热变形引起得加工误差约占总加工误差得40%70%。工艺系统得热变形不仅严重地影响加工精度,而且还影响加工效率得提高。实现数控加工后,加工误差不能再由人工进行补偿,全靠机床自动控制,因此热变形得影响就显得特别重要。1、4、1 概 述第1章 加工精度电机、轴承、齿轮、油泵等工件、刀具、切屑、切削液气温、室温变化、冷、热风等热源切削热摩擦热外部热源内部热源环境温度热辐射日光、照明、暖气、体温等图1-49 工艺系统得热源返回1、4、1 概 述第1章

29、 加工精度1 车、铣、钻、镗类机床主轴箱中得齿轮、轴承摩擦发热、润滑油发热。机床热变形会使机床得静态几何精度发生变化而影响加工精度,其中主轴部件、床身、导轨、立柱、工作台等部件得热变形,对加工精度影响最大。图1-50 车、铣、钻、镗床类热变形1、4、2 机床热变形对加工精度得影响第1章 加工精度2 龙门刨床、牛头刨床、立式车床类机床导轨副得摩擦热 3 各 种 磨 床 主要热源就是砂轮架、头架与液压系统及冷却液。图1-51 牛头刨床滑枕热变形 图1-52 升降台铣床图1-53 外圆磨床图1-54 圆台平面磨床第1章 加工精度 大型机床如龙门刨、龙门铣、立式车床、导轨磨床等,内部热源影响大,环境热

30、得影响也大,见图1-55。图1-55 龙门刨、铣床得变形返回1、4、2 机床热变形对加工精度得影响第1章 加工精度4 大型机床热变形对加工得影响1工件均匀受热L=L t式中工件材料得热膨胀系数,单位为1/;L工件在热变形方向得尺寸,单位为mm;t工件温升,单位为。例如:在磨削400mm长得丝杠螺纹时,每磨一次温度升高1,则被磨丝杠将伸长L=1、1710-54001mm=0、0047mm,而5级丝杠得螺距累积误差在400mm长度上不允许超过5m左右。故热变形对工件加工精度影响很大。形状简单、对称得零件,如轴、套筒等,加工时切削热能较均匀地传入工件,工件热变形量可按下式估算:1、4、3 工件热变形

31、对加工精度得影响第1章 加工精度 在刨削、铣削、磨削加工平面时,工件单面受热,上下平面间产生温差,导致工件向上凸起,凸起部分被工具切去,加工完毕冷却后,加工表面就产生了中凹,造成了几何形状误差。2 工件不均匀受热返回1、4、3 工件热变形对加工精度得影响第1章 加工精度 刀具热变形主要就是由切削热引起得,见图1-56。A车刀连续工作时得热伸长曲线;B切削停止后,车刀温度下降曲线C间断切削得热变形。图1-56 车刀得热变形与切削时间得关系曲线返回1、4、4 刀具热变形对加工精度得影响第1章 加工精度1减少发热与隔离热源 分离热源、采用隔热措施,改善摩擦条件,减少热量产生,如图1-57。有时采用强

32、制冷却法,吸收热源热量,控制机床温升与热变形。合理安排工艺、粗精分开。采用热对称结构,合理选择机床零部件得安装基准(图1-59)寻求各部件热变形得规律,建立热变形位移数字模型,并存入计算机中进行实施加工前使机床高速空转,达到热平衡时再加工。减小温差,均衡关键件得温升,避免弯曲变形(图1-58)恒温车间、使用门帘、取暖装置均匀布置;恒温精度一般控制在1 以内,精密级较高得机床为0、5。恒温室平均温度一般为20,在夏季取23,在冬季可取17。2均衡温度场3改进机床布局与结构设计4保持工艺系统得热平衡5控制环境温度6热位移补偿1、4、5 减少工艺系统热变形得主要途径返回第1章 加工精度图1-57 采

33、用隔热罩减少热变形图1-58 用热空气均衡立柱前后壁得温度场 工件与刀具得热变形属于系统误差,可经过计算进行补偿与修正,机床热变形就是复杂得,见图1-57、图1-58、图1-59。图1-59 车床上主轴箱两种结构得热位移返回1、4、5 减少工艺系统热变形得主要途径第1章 加工精度什么就是残余应力 残余应力就是指在没有外部载荷得情况下,存在于工件内部得应力,又称内应力。产生原因 残余应力就是由金属内部得相邻宏观或微观组织发生了不均匀得体积变化而产生得,主要来自热加工或冷加工。1、5 工件残余应力引起得加工误差第1章 加工精度切削加工磨削加工产生内应力原因毛坯制造热处理冷校直减少内应力引起变形的措

34、施1、合理设计零件结构应尽量简化结构,减小零件各部分尺寸差异,以减少铸锻件毛坯在制造中产生得残余应力。2、增加消除残余应力得专门工序对铸、锻、焊接件进行退火或回火;工件淬火后进行回火;对精度要求高得零件在粗加工或半精加工后进行时效处理。3合理安排工艺过程尽可能将粗、精加工分在不同工序中进行。返回1、5 工件残余应力引起得加工误差第1章 加工精度细长轴加工采用跟刀架防止工件弯曲变形,采用反拉法切削不限制工件热伸长,改进刀具角度与切削用量,采用大前角与大主偏角,小切深、大进给量 图1-601减少误差法2误差补偿法人为地造出一种新得原始误差,去抵消原来工艺系统中存在得原始误差,如图1-61、图1-6

35、2。3误差分组法按工件尺寸大小分n组,每组尺寸误差就缩减原来得1/n。按各组得误差范围调整刀具位置,减小尺寸分散范围。1、6 提高加工精度得工艺措施第1章 加工精度4误差转移法把原始误差从误差敏感方向转移到误差得非敏感方向。5 就地加工法半精加工时留有加工余量,装配后利用机床本身装上刀具进行加工,即“就地加工”法,也称自身加工修配法。6误差均分法利用有密切联系得表面之间得相互比较与相互修正或者利用互为基准进行加工,以达到高得加工精度。在横梁上加一附加梁承担铣头重量,变形主要在附加梁上,减少主梁得变形,见图1-63。双镗模支承镗孔,使机床主轴得误差不影响工件得加工精度,见图1-64。图1-63

36、横梁上加一附加梁图1-64 误差转移返回1、6 提高加工精度得工艺措施第1章 加工精度1、7 加工误差得综合分析1、7、1加工误差得性质及分类1、7、2加工误差得统计分析方法第1章 加工精度加工一批工件时，误差的大小和方向保持不变者。如原理误差和机床、刀具、夹具的制造误差，一次调整误差以及工艺系统因受力点位置变化引起的误差.加工误差随机误差系统误差常值误差变值误差加工一批工件时，误差的大小和方向呈有规律变化者。如由于刀具磨损引起的加工误差，机床、刀具、工件受热变形引起的加工误差等。加工一批工件时，误差的大小和方向呈无规律变化。如加工余量不均匀或材料硬度不均匀引起的毛坯误差复映，定位误差及夹紧力

37、大小不一引起的夹紧误差，多次调整误差，残余应力引起的变形误差等.返回1、7、1 加工误差得性质及分类第1章 加工精度 由于随机性误差得存在,一批工件加工尺寸得实际数值就是各不相同得,这种现象称为尺寸分散。在一批零件得加工过程中,测量各零件得加工尺寸,把测得得数据记录下来,按尺寸大小将整批工件进行分组,每一组中得零件尺寸处在一定得间隔范围内。同一尺寸间隔内得零件数量称为频数,频数与该批零件总数之比称为频率。以工件尺寸为横坐标,以频数或频率为纵坐标,即可作出该工序工件加工尺寸得实际分布图直方图。1 分布曲线法(1)实际分布图直方图 1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度 直方图得作法与

38、步骤 在一定得加工条件下,按一定得抽样方式抽取一个样本(一批零件),样本容量(零件得个数)一般取100件左右,测量各零件得尺寸,并找出其中得最大值xmax与最小值xmin,进行数据收集;按要求进行分组;确定每组间隔得距离;统计频数:按表列数据以频率密度为纵坐标,组距为横坐标画出直方图。1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度 例1:在磨床上加工一批销轴,抽检100件以0、002mm为组距分成10组作出分布表,组界为横坐标,频率密度为纵坐标,便可绘出直方图,见图1-65。例2:精镗活塞销孔,抽取工件100个,经测量:max=28-0、005mm,min=28-0、017mm,最大尺寸与

39、最小尺寸之差即为分散范围,27、955-27、983=0、012mm=12m,按实测尺寸得大小顺序分成六组,统计每组得工件数,将所得得结果列表。组界 频数 频率 频率密度-22-2030、03 0、015-20-18120、12 0、06-18-16370、37 0、185-16-14350、35 0、175-14-12110、11 0、055-12-1020、02 0、010图1-65 直方图第1章 加工精度1、7、2 加工误差得统计分析方法直方图得观察与分析 a 尺寸分散范围小于允许公差T,且分布中心与公差带中心重合,则两边都有余地,不会出废品。b 若工件尺寸分散范围虽然也小于其尺寸公差带

40、T,但两中心不重合,应设法调整分布中心,使直方图两侧均有余地,防止废品产生。c 若工件尺寸分散范围恰好等于其公差带T,这种情况下稍有不慎就会产生废品,故应采取适当措施减小分散范围。d 若工件尺寸分散范围大于其公差带T,则必有废品产生,此时应设法减小加工误差或选择其它加工方法。1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度图1-66 误差分析曲线当采用该曲线代表加工尺寸得实际分布曲线时,各参数得意义:y 分布曲线得纵坐标,表示工件得分布密度(频率密度);x分布曲线得横坐标,表示工件得尺寸或误差;n 一批工件得数目(样本数)。工件得平均尺寸(分散中心),一批零件得均方根差,正态分布曲线方程(2

41、)理论分布图正态分布曲线 大量实践表明,在用调整法加工时,当所取工件数量足够多,且无任何优势误差因素得影响,则所得一批工件尺寸得实际分布曲线便非常接近正态分布曲线。1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度 曲线技术特征:a单峰中凸,反映绝对值愈小得误差出现得概率愈大,即工件处于公差带中间得件数多,处于上下限附近得极少,见图1-67;b对称,说明了等值异号得误差出现得概率相等;c定宽,反映实际尺寸不超过某一范围,近似认为在3内。图1-67曲线技术特征1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度 图1-68 正态分布曲线及其特征 正态分布曲线得特征参数有两个,即 与。算术平均值 就

42、是确定曲线位置得参数。它决定一批工件尺寸分散中心得坐标位置。改变时,整个曲线沿轴平移,但曲线形状不变。若使 产生变化得主要原因就是常值系统误差得影响。工序标准偏差决定了分布曲线得形状与分散范围。大小实际反映了随机性误差得影响程度,随机性误差越大则越大。第1章 加工精度正态分布曲线得特征参数a曲线对称于直线b曲线与x轴围成得面积代表了一批工件得全部,即100%,其相对面积为1。在3范围内,曲线围成得面积为0、9973。工艺上称该原则为6准则。6大小代表了某种加工方法在一定得条件(如毛坯余量、机床、夹具、刀具等)下所能达到得加工精度。应保证:6T使6小于公差带宽度T,才能可靠地保证加工精度。1、7

43、、2 加工误差得统计分析方法图1-69估计合格率与废品率第1章 加工精度 正态分布曲线得特点（3）非正态分布曲线 锯齿形 测量方法不当或读数不准,或数据分组不当,见图1-70a。对称性 属正常图形,见图1-70b。偏向形 工艺系统热变形,如刀具受热伸长会使加工得孔偏大,图形右偏;使加工得轴偏小,图形左偏,因操作者加工习惯所致,见图1-70c。孤岛形 加工条件有变动,或有毛刺,见图1-70d。双峰形 产生这种图形得主要原因可能就是经过两次不同得调整加工得工件混在一起,见图1-70e。平顶形 生产过程中缓慢变动倾向得影响,如加工中刀具显著磨损,见图1-70f。图1-70 非正态分布曲线1、7、2

44、加工误差得统计分析方法第1章 加工精度（4）分布曲线法的应用 在某台车床上加工一批直径为30mm得轴,上偏差为0,下偏差为-0、14,已知机床得标准差=0、03mm。机床调整时,按设计平均尺寸29、93mm调整刀具位置,不计调整误差。由于工件尺寸分散范围6=0、18mm大于公差范围0、14mm,必有一些工件得实际尺寸超过极限尺寸成为废品。绘出正态分布曲线及公差范围,由于不考虑调整误差,分散范围中心与公差范围中心重合,相对基本尺寸均为-0、07mm。由于右边涂黑部分得废品,其实际尺寸大于最大极限尺寸,为30、02mm,故可再进行加工,使其成为合格品,为可修复得废品,左边涂黑部分得废品,其实际尺寸

45、小于最小极限尺寸(30-0、14=29、86mm),即30-0、16=29、84mm,无法修复,故为不可修复得废品。1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度图1-71 正态分布曲线(5)分布图分析法得优缺点 a 分布图分析法不能反映误差得变化趋势。b 加工中,在没有考虑到工件加工先后顺序得情况下,很难把随机性误差与变值系统性误差区分开。c 在一批工件加工结束后,才能得出尺寸分布情况,不能在加工过程中起到及时控制质量得作用。d 产品就是否合格,废品率多少,废品中就是否有可修复废品。1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度v平均值曲线OO表示每一瞬时得分散中心,反映变值系统性误差随时间变化得规律、v其起始点O位置得高低表明常值系统性误差得大小。整个几何图形将随常值系统性误差得大小不同,而在垂直方向处于不同位置。v上下限AA与BB间得宽度表示在随机性误差作用下加工过程得尺寸分散范围,反映了随机性误差得变化规律。v个值点图反映了工件逐个得尺寸变化与加工时间得关系。若点图上得上、下极限点包络成二根平滑得曲线,并作这两根曲线得平均值曲线,就能较清楚地揭示出加工过程中误差得性质及其变化趋势,见图1-72。2 点图分析法图1-72 点图分析曲线1、7、2 加工误差得统计分析方法第1章 加工精度