第二节 工艺系统的几何精度对加工精度的影响.ppt

1、第二部分，工艺系统的几何精度影响加工精度。首先，加工原理误差是由使用近似切削刃轮廓或近似成形运动引起的误差。1.使用刀片形状相似的刀具产生的误差1)用滚刀(展成法)切削渐开线齿轮，滚刀应为渐开线蜗杆，但为了制造滚刀的方便，经常用阿基米德蜗杆代替，造成加工原理上的误差。渐开线蜗杆阿基米德蜗杆，1。加工原理误差，1。使用形状相似的刀具造成的加工误差，2)用模数铣刀加工渐开线齿轮(成形法)，模数相同、齿数不同的齿轮要用相应的模数铣刀加工，实际上，一定齿数范围内模数相同的齿轮用一个模数铣刀加工，如下表所示。为了避免齿轮啮合时的干涉，每个刀号的组合铣刀都是根据齿数最少的齿廓设计的，因此加工其他齿数的齿轮

2、时会产生齿廓误差。(1)加工原理误差；(2)生成法齿轮切削；(2)采用近似成形运动方法引起的误差；(1)数控加工曲线和曲面，“线切割法”加工曲面，用直线逼近曲线，滚刀是断续切削，齿廓是由每个刀具齿轨的包络线形成的，这是一条近似的分割线。1.加工原理误差；2.采用近似加工运动方法引起的误差；3)以近似传动比切削螺纹，如车削模数为m=2的蜗杆，t=m=6.2831854mm(=3.1415927)；如果所用的车床有四个齿轮A、B、C和D，丝杠的导程为=100毫米，所选齿轮的齿数分别为26、24、29和30，则可以计算出蜗杆的实际导程与加工模数，每一导程之间的差值为33，360吨=t实数-t=6.2

3、833，333-6.2831，854=0.05。车削或磨削组合螺纹时，组合螺纹的导程为33，360 t=m。2.调整误差；1.试切方法调整，即调整加工零件进行试切测量和重新切割，直到调整到所需的精度。这一过程的误差来源有：(1)测量误差，(2)机床进给机构的位移误差，测量工具本身的精度，测量方法或使用条件。当试图切最后一刀时，进给机构会出现爬行现象，使刀具的实际位移与刻度盘的显示值不一致，导致加工误差。正式切削时去除的金属层厚度与试切削时不一致，实际切削深度在精加工时增加，在粗加工时减小，导致工件尺寸误差。(3)试切和正式切削时切削层厚度不同的影响，第2节工艺系统几何精度对加工精度的影响，误差

4、调整，按规定尺寸调整机床、夹具、刀具和工件的相对位置和进给行程，加工时自动获取尺寸，加工时不进行试切，生产率高，但精度较低，这主要取决于机床和夹具的精度和调整误差。当调整方法调整工艺系统时，是基于试切的，所以影响试切精度的因素也会对调整方法产生影响。影响因素有： 1)定距机构的误差2)样品或模板的误差3)测量有限样品引起的误差，2)调整方法，2)调整误差，以及调整误差的控制方法：1)为保证尺寸测量精度，应合理选择和使用测量工具，采用正确的测量方法。2)为了提高微进给的精度，应提高进给机构的传动刚度，减小进给机构传动副之间的摩擦和静摩擦系数差，合理安排传动螺杆在进给机构中的位置。3)极限厚度主要

5、取决于刀具和磨料的切削刃半径。因此，在切削时，我们应尽量选择切削刃半径较小的刀具材料，如金刚石和碳素工具钢，并仔细研磨。此外，工具的刚度应为I3、机床误差，(1)机床导轨导轨误差，机床导轨副的运动部件按照实际运动方向和理想运动方向的导向精度，两者之间的偏差称为导向误差。在机床精度标准中，直线导轨的导向精度一般包括：导轨在水平面上的直线度、导轨在垂直面上的直线度、导轨相对于主轴旋转轴的平行度(畸变)以及加工系统的几何精度对第二段加工精度的影响。机床误差的原因是制造误差、安装误差和机床磨损。机床误差很多，因此着重分析了导正误差、主轴旋转误差和传动链传动误差对工件加工精度的影响。机床误差，(1)机床

6、导轨的导向误差，(1)导轨在水平面上的直线度(弯曲度)，(2)导轨在垂直面上的直线度(弯曲度)，工件半径方向误差Ryy轴向截面圆柱度误差Rmaxymax，(1)导轨精度对加工精度的影响主要考虑由导轨误差引起的刀具与工件在误差敏感方向上的相对位移。例如，车床：因为Rz是Z的二次误差，所以可以忽略。车床导轨垂直方向的直线度对加工精度影响不大，工件半径方向的误差包括(1)机床导轨导向误差，(1)导轨导向精度对加工精度的影响，(3)前后导轨的平行度(变形)，那么在某一截面内，工件半径误差为：使刀架倾斜。右边的几何关系是：如果：如果=0 . 1毫米，h=200。当它非常小时，误差不显著。(1)机床导轨误

7、差，(4)导轨与主轴旋转轴的平行度，以及车床导轨与主轴旋转轴的平行度(或垂直度)误差都会引起工件径向误差和轴向截面圆柱度误差。从上面可以看出，对于车床来说，导轨的导向误差引起工件的圆柱度误差，但不引起圆度误差。1、导轨精度对加工精度的影响，床身导轨在垂直面上的直线度误差会引起工件加工表面的直线度和平整度误差，对于带立式刀具的机床，如刨床、导轨磨床和转塔车床。这种机床的误差敏感方向是垂直的，导向误差对其他机床的影响：(1)机床的导向误差和导向精度对加工精度的影响。在镗床上镗削时，加工面的法线方向不断变化，因此镗床的误差敏感方向随着主轴的旋转而变化，导轨在水平面和垂直面上的直线度误差直接影响加工精

8、度。镗刀杆采用进给方式镗孔，导轨不直、不扭曲、不平行于镗杆轴线等。镗孔与其基准有相互位置误差，但不会产生孔形误差。工作台进给时，导轨不直、扭曲，会造成加工孔轴线不直；当导轨不平行于主轴的旋转轴时，钻孔为椭圆形。导向误差对其他类型机床的影响：(1)机床的导向误差，影响机床导向误差的两个因素，1)机床的制造误差，2)机床安装不正确引起的导向误差，往往大于制造误差，3)导向磨损，3)机床误差，2)机床主轴的车削误差，1主轴车削误差的基本概念主轴车削误差是指主轴的实际车削轴线与其理想车削轴线的偏差。理想的旋转轴经常被平均旋转轴代替。机床主轴用于夹持工件或刀具并传递主切削运动，其旋转精度主要影响零件加工

9、表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度。主轴旋转轴的运动误差可分为径向圆跳动、轴向圆跳动(轴向间隙)和倾斜摆动。(2)机床主轴的旋转误差对加工精度有影响，而主轴的轴向圆跳动对圆柱面的加工精度没有影响。如果端面在车床上加工，如果主轴旋转一次并来回跳动一次，加工的端面近似为螺旋面；当车削螺纹时，主轴的轴向圆跳动将导致螺距的周期性误差。主轴旋转误差对加工精度的影响取决于主轴瞬时旋转轴相对于不同截面刀尖位置的变化。对于不同的加工方法和不同类型的主轴，由旋转误差引起的加工误差通常是不同的。(2)机床主轴回转误差，镗刀镗孔为椭圆形，其圆度误差为a。2主轴回转误差对加工精度的影响，主轴径向圆跳动对加工精度

10、的影响，工件圆度误差将由主轴径向圆跳动引起，但径向圆跳动的方式和规律不同，加工方法(如车削和镗削)对加工精度的影响也不同。镗床镗孔：刀具旋转，但工件不旋转。假设主轴的旋转中心在Y坐标方向上作简谐直线运动，其频率与主轴的转速相同，其振幅为.主轴旋转误差对加工精度的影响和主轴径向圆跳动对加工精度的影响车削：当工件旋转而刀具不动时，如果主轴径向圆跳动的规律和以前一样，车削得到的工件表面接近于一个完美的圆。虽然车削时主轴径向圆跳动对工件的圆度误差影响不大，但普通精密车床的主轴径向圆跳动误差应控制在5m以内，因为它是一个误差敏感方向。倾斜摆动不仅影响加工表面的圆度误差，还影响圆柱度误差。例如，在车削中，

11、当主轴以倾斜角度摆动时，主轴的旋转轴的位置相对于刀具在轴向和径向上都发生变化，从而影响工件的圆度和圆柱度。应该指出的是，主轴旋转轴的漂移运动通常是上述三种误差运动形式的组合，因此由此引起的加工误差是复杂的，包括圆度误差、圆柱度误差和端面形状误差。(2)机床主轴的旋转误差，影响主轴旋转精度的3个主要因素，1)轴承误差、滑动轴承误差对主轴旋转精度的影响，轴承误差主要来自主轴颈和轴承孔的圆度误差和波纹度。对于工件旋转机床，切削力的方向基本不变，在切削力的作用下，主轴颈在不同位置与轴承孔的固定部分接触。主轴颈的圆度和波纹度是影响主轴旋转精度的主要因素，而轴承孔的形状误差影响不大。如果主轴的轴颈是椭圆形

12、的，主轴每转一周，主轴的旋转轴就会跳动两次。如果主轴轴颈表面有波纹，主轴旋转时会出现高频径向圆跳动。3。影响主轴旋转精度的主要因素有：1)轴承误差和滑动轴承误差对主轴旋转精度的影响，切削力的方向会随着主轴的旋转而变化，主轴颈在切削力的作用下会始终与轴承孔内表面的不同部位在固定位置接触。此时，轴承孔的圆度对主轴旋转精度有很大影响。如果轴承孔是椭圆形的，主轴每转一圈，径向圆就会跳动一次；如果轴承内孔表面有波纹，主轴将产生高频径向圆跳动。影响主轴旋转精度的主要因素有：1)轴承误差和滚动轴承误差对主轴旋转精度的影响。主轴采用滚动轴承时，滚动轴承内圈、外圈和滚动体的几何精度会影响主轴的旋转精度。在分析中

13、可以看出，滚动轴承的外圈相当于轴承孔，滚动轴承的内圈相当于轴颈。对于工件旋转机床，滚动轴承内圈滚道的圆度对主轴的旋转精度有很大影响；对于工具旋转机床，滚子外环滚道的圆度，3影响主轴旋转精度的主要因素，1)轴承误差和滚动轴承误差对主轴旋转精度的影响，另外，主轴的轴向圆跳动取决于主轴颈的轴承端面和轴向轴承面的较高精度，只要其中一个具有很高的精度，主轴的轴向圆跳动就可以很小。在加工中，保证轴端面的垂直度比保证孔的垂直度更容易，所以轴端面的垂直度应加工得精度更高，以保证主轴的轴向运动。3)与轴承匹配的零件误差的影响，4)主轴转速的影响，5)主轴系统的径向不均匀刚度和热变形，3)影响主轴旋转精度的主要因

14、素，1)提高主轴部件的制造精度，2)预紧滚动轴承，3)使主轴旋转误差不反映在工件上，4)提高主轴旋转精度的措施，2)轴承间隙的影响， 3)机床传动工件和刀具运动之间有严格内在联系的加工面，如车削螺纹、滚齿、蜗轮和按展成原理加工，是影响加工精度的主要因素。 滚齿时，要求滚刀与工件的转速比恒定，比值为：如果滚刀匀速转动，如果齿轮z1有转角误差，其他传动件无误差，传递到传动链末端的转角误差为：k1为误差传递系数，k1为1，误差放大；如果k1为1，误差将会减小。第四，夹具的制造误差和磨损，第二部分是工艺系统的几何精度对加工精度的影响，第一部分是定位元件、刀具导向元件、分度机构和夹具本体的制造误差。2.夹具组装后，上述工作面之间的相对尺寸误差；3.使用中夹具工作面的磨损；5.制造误差和工具磨损；第二节。工艺系统几何精度对加工精度的影响。工具误差包括制造误差、安装误差和工具磨损。它对加工精度的影响因刀具类型而异。在切削过程中，刀具会逐渐磨损，从而改变原有的形状和尺寸，从而造成工件尺寸和形状误差。当加工工件较大或一次进给时间较长时，尺寸精度会受到很大影响；当用调整方法加工一批工件时，刀具的磨损会扩大工件尺寸的离散范围。1.影响尺寸精度的主要因素有：尺寸测量精度、微进给精度、微切削层的极限厚度、