机械制造工艺与夹具多媒体(第二章)PPT课件.ppt

机械制造工艺与机床夹具 多媒体教学课件 杨若玲 烟台工程职业技术学院机械工程系 机械制造工艺与夹具 第二章机械加工精度 第一节概述 一 加工精度 实际几何参数 尺寸 形状和位置 与理想几何参数的符合程度 理想几何参数对于尺寸 是图样规定尺寸的平均值 如 40 0 2 0 1mm的理想尺寸就是 40 15mm 对于形状和位置 则是绝对正确的形状和位置 如绝对的圆和绝对的平行等等 三 加工精度和加工误差的关系是评定零件几何参数准确程度的两种不同概念 生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度 加工精度是由零件图样或工艺文件以公差T给定的 加工误差则是零件加工后的实际测得的偏离值 T的大小表示了加工精度的高低 加工误差是加工精度的度量 实际几何参数对理想几何参数的偏离程度 二 加工误差 第二节影响加工精度的因素及其分析 工艺系统 在机械加工中 机床 夹具 刀具和工件构成一个完整的系统 原始误差 工艺系统的误差 原始误差的构成 一 加工原理误差 其中 P1 m 模数蜗杆 二 机床 刀具 夹具的制造误差与磨损 一 机床的误差1 主轴回转误差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 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 当主轴用滑动轴承支承时 滚动轴承结构复杂 影响主轴精度因素也较复杂 影响主轴回转精度的主要因素及提高回转精度的措施 当主轴用滚动轴承支承时 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 2 机床导轨误差导轨精度要求主要有以下三方面 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 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 机床传动链误差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 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 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 二 刀具的制造误差及刀具的磨损 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 三 夹具的制造误差及磨损包括夹具制造误差 安装误差及磨损对工件尺寸精度和位置精度影响很大 3 工艺系统的受力变形 1 基本概念 工艺系统刚度工艺系统抵抗变形的能力可用工艺系统刚度k系来描述 垂直作用于工件加工表面的径向切削分力Fy与工艺系统在该方向上的变形Y系之间的比值 称为工艺系统刚度k系K系 Fy Y系 物体的刚度 K F Y 2 刀具刚度外圆刀具在加工表面法线方向上的刚度很大变形可忽略 镗小孔刀杆刚度很差 变形对加工精度影响很大 刀杆变形按材料力学公式估算 4 机床部件刚度机床结构形状复杂 刚度计算主要通过实验方法来测定 3 夹具的刚度 1 零件刚度若零件刚度相对于机床 刀具 夹具来说比较低 其变形对加工精度影响比较大 最大变形量按材料力学公式估算 切削力大小变化对加工精度的影响 工 y1 y2 Fy1 Fy2 k系 Cap1 Cap2 k系 工 毛 C ap1 ap2 k系 ap1 ap2 C k系 误差复映现象 夹紧变形对加工精度的影响 工件刚性差 薄件 圆环 装夹不当会产生受力变形 4 工艺系统的热变形 工艺系统在各种热源的影响下会产生很复杂的变形 导致工件产生加工误差 1 工艺系统的热源1 内部热源包括切削热 摩擦热和派生热源 2 外部热源包括环境温度 辐射热 主要是主轴部件 床身导轨及两者相对位置的热变形 4 机床热变形对加工精度的影响 2 工件热变形对加工精度的影响1 工件均匀受热车 磨外圆时 工件均匀受热而产生热伸长 热伸长量可按下式计算 L L t2 工件不均匀受热铣 刨 磨平面等 工件单面受热产生弯曲变形 5 减少工件热变形的措施 1 施加工充足的切削液 2 提高切削速度或进给量 以减少传给工件的热量 3 粗精加工分开 4 刃磨刀具 5 使工件在夹紧状态下有伸缩的自由 3 刀具热变形对加工精度的影响 5 工件内应力引起的变形 1 毛坯制造中产生的内应力毛坯应进行热处理 2 冷校直产生的内应力可在热处理后进行时效处理来消除残余应力 四 提高加工精度的途径 1 消除或减少原始误差 1 如加工细长轴时易产生弯曲和振动 增大主偏角减小背向力 使用跟刀架或中心架增加工件刚度 但在进给力作用下 会因 压杆失稳 而被压弯 在切削热的作用下 工件会变长 也将产生变形 采取措施 采用反向进给的切削方法 使用弹性的尾座顶尖 2 磨削精密薄片零件时 加橡胶垫 使工件在自由状态下定位和夹紧 加环氧树脂或厚油脂 临时性加强工件刚性 2 转移原始误差 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 如转塔刀架的转位误差转移到误差不敏感方向 3 误差分组法 4 误差补偿法 如精密孔轴配合将公差扩大加工再测量分组装配 上道工序误差太大 将工件分组再分别调整加工 利用原有误差或制造误差来抵消原始误差 如龙门铣床因铣削头自重产生下凹变形 刮研横梁导轨使上凸 加工曲轴时前后刀架同时切削 径向力方向相反 机床零件装到