工艺系统几何误差.ppt

5 2机械加工工艺系统几何误差的影响分析 机械加工工艺系统的几何误差包括 机床 夹具 刀具的误差 是由制造误差 安装误差以及磨损引起的误差等 5 2 1机床主轴的回转运动误差1 主轴回转运动误差的概念和形式主轴回转误差概念主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量三种基本形式 a 纯径向跳动b 纯角度摆动c 轴向窜动 径向跳动 瞬时回转轴线沿平均回转轴线的径向跳动运动 轴向窜动 瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动 角度摆动 瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角 但其交点位置是固定不变的运动 图7 1 2 主轴回转运动误差的影响因素轴承本身误差 轴承间隙 轴承间同轴度误差 各段轴颈 轴孔的同轴度误差主轴系统的刚度和热变形等 但它们对主轴回转精度的影响大小随加工方式而不同 主轴采用滑动轴承的车床类 主轴受力方向一定 主轴颈圆度误差影响较大 轴承内径圆度误差没影响 镗床主轴受力随镗刀旋转方向不断变化轴承孔误差影响大 滚动轴承结构复杂 影响主轴精度因素也较复杂 除轴承本身精度外 与配合件精度有很大关系如主轴轴颈 支承座孔等精度 产生轴向窜动主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差 主轴不同形式的回转误差引起的加工误差不同车床上加工外圆内孔时 主轴径向跳动引起工件圆度和圆柱度误差 对工件端面无影响 轴向窜动对圆柱表面影响不大 对端面垂直度平面度影响大 车削螺纹时会造成导程的周期性误差 纯角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差 在镗孔时 会使镗出的孔为椭圆形 纯角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差 在镗孔时 若工件进给会使镗出的孔为椭圆形 提高主轴及支承座孔的加工精度 选用高精度轴承 提高主轴部件装配精度 预紧和平衡等 提高主轴回转精度 3 主轴回转精度的测量 1 静态测量法 2 动态测量法4 提高主轴回转精度的措施 1 提高主轴支承轴承的精度并进行精细的调整安装 2 如使用精密滚动轴承 或液体 气体静压轴承 主轴部件装配时 应合理地确定各相关零件的精度 采用轴颈与轴承圈误差抵消法或角度选配法精细的调整安装并尽量消除轴承间隙 即可保证和提高主轴的回转精度 3 采用双死顶尖装夹工件 可减小机床主轴回转误差对工件加工精度的影响 4 采用误差转移法 5 2 2机床导轨误差1 机床导轨误差的形式导轨精度要求主要有以下三方面 1 在水平面内的直线度 以卧式车床为例 1将直接反映在工件加工表面法线方向 误差敏感方向 上 误差 R 1 对加工精度影响最大 刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差 2 在垂直面内的直线度 对工件的尺寸和形状误差影响比 1小得多 对卧式车床 R 22 D若设 2 0 1mm D 40mm 则 R 0 00025mm 影响可忽略不计 而对平面磨床 龙门刨床误差将直接反映在工件上 3 导轨在垂直面内的直线度的特殊情况为斜坡状 加工的工件轴向形状为鞍形 4 前后导轨的平行度 扭曲 卧式车床或外圆磨床若前后导轨存在平行度误差时 刀具和工件之间相对位置发生变化 刀尖运动轨迹是一条空间曲线 使工件产生形状误差 若扭曲误差为 3 工件误差 R H B 3 一般车床H B 2 3 外圆磨床H B 1 误差对加工精度影响很大 2 影响因素及提高精度的措施除导轨制造误差外 导轨的不均匀磨损和安装质量 也是造成导轨误差的重要因素 导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一 可采用耐磨合金铸铁 镶钢导轨 贴塑导轨 滚动导轨导轨表面淬火等措施 5 2 3机床传动链误差概念 指机床内传动链始末两端的传动元件间相对运动的误差 一般用传动链末端元件的转角误差来衡量 产生的原因是传动链中各传动元件的制造误差 装配误差及磨损等 若传动齿轮i在某一时刻产生转角误差为 i 则它所造成传动链末端元件的转角误差 wi Ki iKi为该轴到末端元件的总传动比 称为误差传递系数 若Ki大于1则误差被扩大 反之 若Ki小于1误差被缩小 各传动件对工件精度影响的总和为 wi Ki i 减少传动链误差的措施 尽可能缩短传动链 减少传动元件数目 尽量采用降速传动 误差被缩小 提高传动元件 特别是末端元件的制造和装配精度 消除传动间隙 采用误差补偿机构或自动补偿装置 5 2 4夹具与定位误差的分析 前面已经介绍过 自习书中的例题 5 2 5工艺系统的其他几何误差1 刀具的几何误差包括刀具切削部 装夹部的制造误差及刀具安装误差 定尺寸刀具刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度 成形刀具刀具形状精度直接影响工件形状精度 展成刀具刀刃形状精度会影响工件加工精度 一般刀具制造精度对工件加工精度无直接影响 2 夹具的几何误差包括夹具制造误差 安装误差及磨损对工件尺寸精度和位置精度影响很大 3 定位误差包括基准不重合误差 定位副制造不准确误差直接影响工件的尺寸精度和位置精度 4 调整误差在工序的调整工作中所存在的误差即调整误差一次调整后存在的误差对这一批零件的影响是不变的 但大批量加工中存在多次调整 不可能每次完全相同 对全部零件来说 每次调整误差为偶然性误差 机床调整