机械制造工艺与机床夹具 第二版 含课程设计与习题 作者 刘守勇 主编 机械制造工艺与机床夹具第2章.ppt

机械制造工艺与机床夹具 第二章 机械加工精度 第一节 概述 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 提高加工精度的工艺措施 第一节 概述 机械加工精度（简称加工精度）是指零件在机械加工后的几何参数（尺寸、刚体形状和表面间相互位置）的实际值和理论值相符合的程度。 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 提高加工精度的工艺措施 二、补偿或抵消原始误差 误差补偿法就是人为地造出一种新的误差去抵消工艺系统中出现的关键性的原始误差。 例1 用人为的误差抵消装配后因自重面产生的变形。 例2 用原有的误差抵消另一种误差。 三、转移变形或转移误差 误差转移法就是把影响加工精度的原始误差转移到不影响（或少影响）加工精度的方向或其它零部件上去。 工艺系统调整时，可以采用精确的量具来控制刀架的位移，以提高对刀精度，这也是生产中常用的误差转移的方法。 四、均分与均化原始误差 当上道工序来的“毛坯”误差变化较大时，由于本工序的定位误差或复映误差的影响，可能会使本工序超差。可采用分组调整，均分误差的方法。 对于配合精度要求很高的表面，常常采用研磨的方法进行加工。 在生产中，许多精密基准件的加工（平板、直尺、角规、端齿分度盘等）都是利用误差均化法加工出来的。 ⑵刀具的刚度 对于车刀，因变形甚微可忽 略不计。对于镗内孔和磨内圆可 按悬臂梁计算。 ⑶夹具的刚度 机床夹具按机床部件处理， 不再单独计算。 ⑷机床刚度 机床总变形位移量将是机床 主轴箱、尾座及刀架等部件变形 位移量的综合反映。如图，在切 削力作用下，主轴箱等都有一定 位移，此时工件的轴心线移动， 刀尖也移位。 则工件在切削变形点处的位移为 由于 所以 设定引起主轴箱、尾座处的作用力，整理后有 则刀具在X处相对于工件法向总位移为 故得机床的刚度 由此可知，工艺系统的刚度 在沿工件轴向的各个位置是不同 的，所以加工后工件各个横截面 的直径尺寸也不相同，造成了加 工后工件的形状误差。 ㈡误差复映规律 以加工过程中，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的变化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因而产生工件的尺寸误差和形状误差。如图，切削力FY随背吃刀量ap的变化而变化，引起工艺系统中机床的相应变形，这样就使毛坯的圆度误差复映到加工后的工件表面，这种现象称为 “误差复映”。 根据切削原理公式有 FY=λCpapF0.75 毛坯上的最大误差为 ，工件上的最大误差为 工件在一次走刀后的加工误差为 则， 上式反映了加工误差与毛坯误差之间的比例关系，说明了“误差复映”规律。Ε定量地反映了毛坯误差经过加工后减少的程度，称为“误差复映系数”。 若加工分几次进给进行，总的复映系数将降的很小，加工误差也就降到允许范围以内了。 ㈢惯性力、重力和夹紧力所引起的加工误差 ⑴惯性力引起的加工误差 在加工过程中，由于旋转零件、夹具或工件等的不平衡而产生的离心力，对加工精度的影响是很在的 为消除惯性力对加工精度的影响，生产中常采用“配重平衡”的方法必要时还可降低转速。 ⑵夹紧力引起的加工误差 对于刚性较差的工件，夹紧力常会引起显著的加工误差。 夹紧变形引起的工件形状误差不仅取决于平紧力的大小，而且与夹紧力的作用点有关。 ⑶重力引起的加工误差 工艺系统有关零部件自身的重量以及它们在加工中位置的移动，也可引起相应的变形，造成加工误差。（如右图） 四、工艺系统热变形及其对加工精度的影响 机械加工中，工艺系统在各种热源作用下会产生一定的热变形。其对精加工影响较大。 ΔL=αLΔt 式中，α为工件材料的热膨胀系数；L为工件在热变形方向上的尺寸； Δt为工件平均温升。 ⑴工艺系统热源——内部热源（切削热、磨擦热）和 外总热源。 ⑵机床热变形——不同类型机床因其结构与工作条件 的差异面使热源和变形形式各不相同。 ⑶工件热变形——切削热引起。热伸长量按下式计算 工件的热变形还会产生圆柱度误差。当工件单侧受热，上下表面温升不等，热变形引起的加工后的平面度误差可作如下近似计算，如图 可见，控制热变形而引 起的平面度误差就必须 减小温差，即要减小切 削热的传入。 减少工件热变形可采取下列措施： 1)在切削区施加足够充足的切削液； 2)提