1、1，第3章，加工精度及其控制，本章重點，影響加工誤差的因素，加工系統(tǒng)的幾何誤差，加工系統(tǒng)的應力變形，加工系統(tǒng)的熱變形，加工誤差的統(tǒng)計分析，提高加工精度的方法，2，機械制造的技術基礎，第3章加工精度及其控制加工精度的分析與控制，3.1加工精度導論，3.2.1.1加工精度，(一般來說，形狀誤差限于位置公差，位置公差限于尺寸公差以內(nèi))，表面粗糙度，波紋度，紋理方向疤痕(劃痕，裂紋，砂)、加工質量內(nèi)容、4.2.1.1加工精度、加工精度：加工后零件的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)(尺寸、形狀和表面間的相互位置)一致的程度。加工誤差：零件實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的偏差。通常，加工精度越高，加工成本越高，

2、生產(chǎn)效率越低。因此，設計人員應根據(jù)使用要求合理規(guī)定零件的加工精度，而工藝人員應根據(jù)設計要求制定合適的工藝方法，確保加工誤差不超過允許范圍，努力提高生產(chǎn)率，降低成本。他們從不同角度評估加工零件的幾何參數(shù)。加工精度用加工誤差的大小來表示。保證和提高加工精度的問題實際上是限制和減少加工誤差的問題。5，2.1.1加工精度，加工精度內(nèi)容：尺寸精度、形狀精度和位置精度之間的關系：通常形狀公差限制在位置公差內(nèi)，而位置誤差一般限制在尺寸公差內(nèi)。當尺寸精度高時，相應的位置精度和形狀精度也高。然而，當形狀精度或位置精度高時，相應的尺寸精度不一定高，這取決于零件的功能要求。工藝系統(tǒng)：在機械加工中，機床、工具、夾具和

3、工件構成一個完整的系統(tǒng)，這就是工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)誤差與加工誤差的關系(因果關系)，工藝系統(tǒng)中的各種誤差在不同的特定條件下以不同的程度和方式反映為加工誤差，工藝系統(tǒng)中的誤差是“原因”和根本原因；加工誤差是一種“果實”和表現(xiàn)。6、方法1:試切工人在每個工作步驟或切割前將刀放好，然后切下一小段來測量其尺寸是否合適。如果不合適，調整刀的位置，再切一小段，然后加工這個尺寸的所有表面，直到滿足尺寸要求。生產(chǎn)率低，對工人的要求高，單件和小批量生產(chǎn)獲得尺寸精度的方法。方法二：首先根據(jù)規(guī)定的尺寸調整機床、夾具、刀具和工件的相對位置和進給行程，以保證加工時自動獲得尺寸。用調整法加工時，不進行試切，生產(chǎn)率大大提高，

4、但精度較低，這主要取決于機床和夾具的精度以及調整誤差。調整方法可分為靜態(tài)調整方法和動態(tài)調整方法，獲得尺寸精度的方法如下：8 .靜態(tài)調整方法：樣品法，不切削，用工具組或樣品在鏜床上調整刀具位置，用工具組調整鏜刀位置，保證鏜孔直徑；在銑床上，用對刀塊調整刀具的位置，保證工件的高度尺寸；在車床上，用行程擋塊調整尺寸，以確保車削長度。獲得尺寸精度的方法。動態(tài)調整方法：尺寸調整方法是根據(jù)需要切割的零件進行調整，可以直接測量需要切割的零件的尺寸，也可以切割一個或一組零件(零件)。所有要切割的零件都是合格的，也就是說，調整后可以加工。批量生產(chǎn)時，考慮了加工過程中的影響因素，精度高于靜態(tài)調整法。獲取維度ac的

5、方法獲得尺寸精度的方法，11，方法4:在加工時主動測量加工尺寸，當滿足要求時，立即停止主動測量值，以高加工精度、穩(wěn)定質量和高生產(chǎn)率、數(shù)控切割運動，并獲得尺寸精度。12、加工誤差的根本原因是工藝系統(tǒng)中的誤差，稱為原始誤差。2.1.2影響加工精度的原始誤差及分類，原始誤差構成，影響加工精度的13.2.1.2原始誤差及分類，14.2.1.3誤差敏感方向，在圖中：顯然：工藝系統(tǒng)的原始誤差方向不同，其對加工精度的影響程度也不同。對加工精度影響最大的方向稱為誤差敏感方向。誤差敏感方向通常是通過切削點的加工表面的法線方向。15，2.1.4研究加工質量的方法，理論方法：利用物理學和力學的原理，分析和研究一個或

6、幾個因素對加工精度或表面質量的影響。測試方法：通過實驗或測試，確定各種影響因素與加工質量指標之間的關系。統(tǒng)計分析方法：運用數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法，根據(jù)被測質量指標的統(tǒng)計特性，對工藝過程進行分析和控制。在實際生產(chǎn)中，以上兩種方法經(jīng)常結合使用。16，機械制造技術，第3章，加工精度及其控制分析和加工精度的控制，17，加工原理誤差是指使用近似成形運動或近似葉片輪廓進行加工所引起的誤差。2.2.1加工原理誤差，其中r為球頭銑刀半徑；h允許的剩余高度。另一個例子是用阿基米德蝸桿滾刀滾齒加工漸開線齒輪，例如，在數(shù)控銑床上用球頭銑刀銑削復雜曲面零件(見圖)，采用近成形運動或近葉片型線往往可以簡化機床結構或刀具形

7、狀，或提高生產(chǎn)率，有時還能獲得較高的加工精度。因此，在原理誤差不超過規(guī)定精度要求(通常原理誤差不超過1015工件公差)的前提下，在生產(chǎn)中得到廣泛應用。18、2.2.2調整誤差、試切和正式切割時不同切割厚度引起的測量誤差、機床進給機構的位移誤差、定距機構誤差樣本或有限樣本誤差測量引起的誤差、試切法相關誤差、試切法與調整法之間的誤差、19、導軌副運動部件實際運動方向與理想運動方向的偏差包括：導軌在水平面內(nèi)的直線度， 導軌在垂直面內(nèi)的直線度、前后導軌的平行度(扭曲度)、導軌與主軸旋轉軸之間的平行度(或垂直度)等。導軌水平面直線度誤差：誤差敏感方向，對導軌垂直面直線度誤差有顯著影響：誤差不敏感方向，導

8、軌變形小：對加工精度有顯著影響(圖)，2.2.3機床誤差，導軌20、導軌和主軸旋轉軸的位置誤差對加工精度的影響，2.2.3機床誤差，a)c)水平面不平行，b)垂直面不平行，21、影響導軌導向精度的主要因素， 2.2.3機床誤差、機床制造誤差、機床安裝誤差、導軌磨損、22、2.2.3機床誤差、主軸旋轉用平均旋轉軸(主軸每個瞬時旋轉軸的平均位置)代替。 為便于研究，主軸旋轉誤差可分解為三種基本類型：徑向圓跳動、端圓跳動和傾斜擺動。主軸旋轉誤差概念，23，2.2.3機床誤差，主軸旋轉誤差對加工精度的影響，主軸徑向圓跳動對加工精度(鏜削)的影響為5微米?？紤]最簡單的情況，主軸旋轉中心在X方向做簡單的諧

9、波線性運動，其頻率與主軸轉速相同，振幅為2e。那么刀尖的坐標值是：其中r是刀尖的車削半徑；主軸角度。顯然，上面的公式是一個橢圓。24，radia的影響思維：主軸的旋轉中心在X方向上作簡單的調和直線運動，其頻率是主軸速度的兩倍。被車削的外圓是什么形狀？結論：主軸徑向跳動影響加工表面的圓度誤差，主軸徑向圓跳動影響加工精度(車削外圓)，機床誤差，主軸端面圓跳動影響加工精度(23微米)，對圓柱面加工無影響。加工端面不平坦且不垂直于圓柱面(例如，當主軸旋轉一次且端面跳動一次時，加工端面類似于螺旋面)；加工螺紋時，會出現(xiàn)螺距周期性誤差。26、2.2.3機床誤差、主軸傾斜擺動對加工精度的影響，(1)幾何軸線

10、在空間上以一定的錐角與平均軸線在一個圓錐內(nèi)運動，如果沿垂直于平均軸線的每個截面觀察，它相當于幾何軸線繞平均軸線的偏心運動，但每個截面的偏心率是不同的。因此，無論是車削還是鏜削，都可以獲得正確的氣缸。(2)幾何軸線在某一平面內(nèi)以某一角度擺動。如果頻率與主軸旋轉頻率一致，當沿垂直于平均旋轉軸的每個截面觀察時，車削表面整體上是一個圓和一個圓柱體。鏜削時，在垂直于主軸平均軸的每個截面上形成橢圓，橢圓柱作為一個整體進行加工。27、28、29、2.2.3機床誤差、影響主軸旋轉精度的主要因素、內(nèi)外滾道圓度誤差、滾動體形狀和尺寸誤差、滑動軸承(注意切削力的方向)、鏜床軸承孔不圓，造成鏜床主軸徑向跳動。靜壓軸承

11、能使軸承孔或軸直徑的圓度誤差、30、2.2.3機床誤差、推力軸承、滾道端面的平面度誤差和與旋轉軸的垂直度誤差均勻化，軸承間隙的影響是影響主軸旋轉精度的主要因素，軸承間隙過大使主軸工作時油膜厚度增加，油膜承載力下降，工作條件(載荷、轉速等)時油楔厚度變化較大。)改變。31、2.2.3機床誤差、與軸承配合的零件誤差的影響軸承的內(nèi)外圈或軸瓦受力后容易變形，配合軸頸或箱體支撐孔的圓度誤差導致軸承套圈或軸瓦變形產(chǎn)生圓度誤差；軸肩、過渡套、套端蓋、螺母等與軸承套圈端面配合的零件端面平面度誤差?；虿淮怪庇谥鬏S旋轉軸，會使軸承套圈滾道傾斜，導致主軸旋轉軸的徑向和軸向漂移；箱體前后軸承孔與主軸前后軸承軸頸的同軸

12、度將導致軸承內(nèi)外圈的相對傾斜，這也將導致主軸旋轉軸的偏移。主軸轉速的影響由于主軸部件的質量不平衡，機床的隨機振動和旋轉軸的不穩(wěn)定性隨著主軸轉速的增加而增加，主軸在一定轉速范圍內(nèi)的旋轉精度較高，當超過該范圍時，誤差較大。產(chǎn)生軸的漂移。主軸系統(tǒng)的徑向不相等剛度和熱變形主軸系統(tǒng)的剛度在不同方向上通常是不相等的，并且當受到外力時變形是不一致的。機床工作時，主軸系統(tǒng)溫度升高，軸承徑向熱變形不均勻，前后軸承熱變形不同。當主軸必須停止時，溫度會發(fā)生變化，這將導致主軸旋轉軸的位置變化和漂移，影響主軸旋轉精度。32，2.2.3機床誤差，傳統(tǒng)測量方法中存在的問題，主軸旋轉誤差的測量，精確測量方法，非運動狀態(tài)包括主

13、軸和錐孔誤差。33、2.2.3機床誤差、通過預緊滾動軸承提高主軸旋轉精度的措施，使主軸旋轉精度不反映在工件上、磨床采用死點支撐，鏜刀模鏜削，34、機床傳動誤差對加工精度的影響，取齒輪，2.2.3機床誤差，35，縮短傳動鏈的長度以提高終端部件的制造精度和安裝精度，采用減速傳動和頻譜分析的方法找出影響傳動精度的誤差環(huán)節(jié)，補償傳動誤差，端部件轉角誤差，提高傳動精度，2.2.3機床誤差，36，端部件轉角誤差，2.2.3機床誤差，37，影響與夾具相關的位置誤差的因素包括：一般要求定位誤差和夾具制造誤差不超過工件相應公差的1/3。1)定位誤差；2)刀具導軌(刀具設置)錯誤；3)夾緊誤差；4)夾具制造誤差；

14、5)夾具安裝錯誤；38、2.2.5固定尺寸刀具(鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、浮動鏜刀塊、拉刀等)的刀具制造誤差和磨損、尺寸誤差。)影響加工尺寸誤差。成形刀具和生成刀具的形狀誤差影響加工形狀誤差。刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差。車刀后刀具磨損影響加工尺寸。工具磨損過程。3.3工藝系統(tǒng)的應力和變形對加工精度的影響工藝系統(tǒng)的靜態(tài)剛度及其對加工精度的影響，第3章加工精度及其控制加工精度的分析與控制，40，加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)的外力與變形之比，2.3.1基本概念，工藝系統(tǒng)剛度的定義，其中k為工藝系統(tǒng)剛度；Fp切割阻力；y加工系統(tǒng)位移(切削力作用下的位移)。工藝系統(tǒng)受力變形，而加工誤差是由工藝系統(tǒng)變形

15、引起的，41、2.3.2工藝系統(tǒng)剛度的計算，公式中k工藝系統(tǒng)剛度；kjc機床的剛度；kjj夾具的剛度；Kd工具剛度；Kg工件剛度。工藝系統(tǒng)的應力變形等于工藝系統(tǒng)各部件應力變形的疊加。由此，我們可以推導出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各部件剛度之間的關系：(1)工藝系統(tǒng)剛度的計算公式；(2)當工件和刀具形狀簡單時，其剛度可用材料力學公式計算；(2)當剛度由實驗方法確定時，可適當簡化(忽略小變形部分)；(4)機床變形引起的加工誤差；(2)工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響；(3)。Fp切割阻力；ktj機床前中心的剛度；kwz機床后中心的剛度；kdj機床夾具的剛度：工件的總長度；x從刀尖到工件左端的距離。43、2.3.3工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響、機床誤差使加工后的工件鞍形(很好)、機床應力變形引起的加工誤差、工件變形引起的加工誤差、yg公式中的工件變形；e .工件材料的彈性模量；工件截面的慣性矩；Fp、l和x的含義和以前一樣。由于工件的變形，工件在加工后變成鼓形(工件剛性差)，工件應力變形引起的加工誤差，機床和工件變形引起的加工誤差，工藝系統(tǒng)的剛度，