机械工艺课件--第五章 机械加工精度.ppt

5-1概述5-2加工精度的获得方法5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制5-4工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制5-5工艺系统的热变形对加工精度的影响及其控制5-6加工误差的统计分析5-7保证和提高加工精度的主要途径,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度(P27),加工精度加工误差误差的敏感方向加工精度的研究方法,第五章机械加工精度,5-1概述,第15次课教学课型：理论课,任何一台机器，为保证其使用性能，就要对其组成零件提出许多质量要求，其中包括机械加工精度、表面粗糙度、强度、刚度及表面硬度等。,第五章机械加工精度,5-1概述,一、加工精度,第15次课教学课型：理论课,任何一个零件，其加工表面本身的尺寸、形状及各表面之间的相互位置，不可能绝对准确和一致，与理想零件相比总有一些差异，这就是误差。,第五章机械加工精度,5-1概述,一、加工精度,为保证使用性能而规定的允许的误差或偏差，这就是公差。零件图上都标注出了能够满足使用要求的极限偏差值。机械加工的基本任务之一就是要保证零件达到图样要求。,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,5-1概述,一、加工精度,加工精度：,零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的符合程度。,加工精度,尺寸精度：,位置精度：,加工零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸间的符合程度。其差值即为尺寸误差。,各表面本身的实际形状与理想表面形状之间的符合程度。其差值即为形状误差。,各表面本身的实际位置与各表面之间理想位置的符合程度。其差值即为位置误差。,形状精度：,第15次课教学课型：理论课,加工误差：,无论用试切法加工一个零件，或用调整法加工一批零件，可能有很多零件在尺寸、形状、位置方面与理想零件有所不同，其差值即为加工误差。,第五章机械加工精度,5-1概述,二、加工误差,原始误差：,零件加工各工序中造成其加工误差的各个因素。,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,5-1概述,原始误差,工艺系统的原有误差：,加工过程中其它因素：,零件尚未加工之前，工艺系统本身就已存在的误差因素。这些因素将不同程度地反映到工件上去，造成加工误差。组成：装夹和对定。,加工过程中，在力、热及磨损等因素的影响下，破坏了工艺系统的原有精度，产生新的附加的原始误差，从而进一步造成加工误差。组成：过程。,二、加工误差,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,5-1概述,二、加工误差,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,5-1概述,三、误差的敏感方向,结论：,零件加工表面的法向为加工误差的敏感方向。,第15次课教学课型：理论课,当=0时，R=0；当=90时，R=900。,第五章机械加工精度,5-1概述,四、加工精度的研究方法,第15次课教学课型：理论课,研究方法,为简单起见，仅研究某一确定因素对加工精度的影响，而不考虑其它因素的同时作用。,统计分析法：,以生产中一批工件的实测结果为基础，运用数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。,单因素分析法：,5-1概述5-2加工精度的获得方法5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制5-4工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制5-5工艺系统的热变形对加工精度的影响及其控制5-6加工误差的统计分析5-7保证和提高加工精度的主要途径,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,尺寸精度的获得方法,第五章机械加工精度,5-2加工精度的获得方法,生产过程中，由于生产批量和条件不同，获得机械加工精度的方法如下：,第15次课教学课型：理论课,形状精度的获得方法位置精度的获得方法,第五章机械加工精度,5-2加工精度的获得方法,试切法：在工件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量，并相应调整刀具相对于加工表面的位置进行试切，直至达到尺寸加工精度要求的加工方法。主要用于小批生产及批量生产的开始调整阶段。调整法：按试切好的工件尺寸、标准件或对刀块等调整确定刀具相对于工件定位基准的准确位置，并在保持此位置不变的条件下，对一批工件进行加工的方法。主要用于批量生产。,一、尺寸精度的获得方法,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,5-2加工精度的获得方法,尺寸刀具法：加工过程中采用具有一定尺寸的刀具或组合刀具，以保证工件尺寸精度的一种方法。,一、尺寸精度的获得方法,第15次课教学课型：理论课,主要用于钻、扩、铰等用刀具尺寸精度保证工件精度的加工过程。自动控制法：加工过程中通过由尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成的自动控制系统，使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列工作自动完成，从而获得所要求的尺寸精度的一种方法。主要用于加工中心。,第五章机械加工精度,5-2加工精度的获得方法,成形运动法：以刀具的刀尖做为一个点相对于工件做有规律的切削运动，从而使加工表面获得所要求的形状的加工方法。为提高效率，常将刀尖的点变成刀具的整个切削刃口（线）加工工件，如拉刀、成形车刀、宽砂轮等。非成形运动法：加工过程中，靠对加工表面形状的不断检测和工人对其进行精细修整加工而获得要求的形状精度的方法。主要用于复杂、精度要求高的表面加工或小批生产中。,二、形状精度的获得方法,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,5-2加工精度的获得方法,一次装夹获得法：工件的有关表面间的位置精度是直接在工件的同一次装夹中，由刀具相对工件的位置关系来保证的。多次装夹获得法：工件的有关表面间的位置精度是由刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面间的位置关系来保证的。,三、位置精度的获得方法,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,多次装夹获得法,直接装夹法：,夹具装夹法：,通过在机床上直接装夹工件来保证加工表面与定位基准之间位置精度的方法。,找正装夹法：,5-2加工精度的获得方法,三、位置精度的获得方法,通过找正工件相对于刀具间的准确位置来保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。,通过夹具（专用）确定工件与刀具间的准确位置来保证加工表面与定位基准面之间位置精度的方法。,第15次课教学课型：理论课,5-1概述5-2加工精度的获得方法5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制5-4工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制5-5工艺系统的热变形对加工精度的影响及其控制5-6加工误差的统计分析5-7保证和提高加工精度的主要途径,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,加工原理误差调整误差机床误差,第五章机械加工精度,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,s=(8Rh)1/2式中s两次走刀之间的行间距；R球头刀半径；h允许的表面不平度。,一、加工原理误差,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,机械加工中获得尺寸精度的方法有四种；而调整法所依据的试切工件或标准样件的尺寸和尺寸刀具法所使用的刀具尺寸都是靠试切法加工的；自动控制法的实质就是试切法加工的自动化。因此，分析影响尺寸精度的因素主要是试切法。,二、调整误差,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,尺寸测量精度：对工件试切尺寸的测量精度；微量进给精度：机床进刀机构的微量进给精度；微薄切削层极限厚度：能切下微薄切削层的最小厚度；定位和调整精度：调整法加工时工件的定位及刀具的调整精度。,二、调整误差,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,影响因素,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,微量进给一般是通过一套减速机构来实现。,二、调整误差,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,1.微量进给精度,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,跃进（爬行）现象：对于各种机械减速的微量进给机构，理论上讲手轮每转动一小格，工作台应相应进给一定的数值。实际上开始转动手轮时，只能消除内部间隙，工作台并不移动，直到手轮转动到某一角度时，工作台才突然移动一个较大的距离，而后又停止。工作台在进给手轮低速微量进给转动过程中，由不动到移动，再由移动到停滞不动的反复过程称之为跃进现象。,二、调整误差,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,1.微量进给精度,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,二、调整误差,5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制,1.微量进给精度,第15次课教学课型：理论课,第五章机械加工精度,产生原因：进给机构中各相互运动表面之间存在着摩擦力（特别是工作台与导轨之间），开始时阻止工作台的移动，并促使整个进给机构产生弹性变形。随着进一步转动手轮，使其弹性变形程度和产生的弹性力P增大到能够克服工作台与导轨之间的静摩擦力G0（即P1G0）时，工作台开始移动，并产生