影響加工精度的因素刀夾具ppt課件

1、 一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差 二刀具的幾何誤差二刀具的幾何誤差 定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影響工件尺寸精度 成形刀具 刀具外形精度直接影響工件外形精度 普通刀具 制造精度對(duì)工件加工精度無(wú)直接影響但假設(shè)刀具幾何參數(shù)和外形不適當(dāng)，將影響刀具的磨損和耐用度，直接影響工件的加工精度。n刀具的誤差包括：刀具的制造誤差和刀具的磨損和刀具的安裝誤差。n1.刀具的制造誤差 初期磨損階段 正常磨損階段 急劇磨損階段二刀具的幾何誤差二刀具的幾何誤差 2.刀具的磨損刀具的磨損刀具的磨損階段刀具的磨損階段二刀具的幾何誤差二刀具的幾何誤差 刀具的尺寸磨損刀具的尺寸磨損NB NB 在被加工外表的法線方向上丈量在被加工外表的

2、法線方向上丈量 NB0 初期磨損量初期磨損量KNB斜率，相對(duì)磨損表示每切削斜率，相對(duì)磨損表示每切削1000米路程刀具的尺寸磨損量，單位為米路程刀具的尺寸磨損量，單位為m /km 刀具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算刀具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算10001000000lKNBllKNBNBNBNB選用新型耐磨刀具資料；選用新型耐磨刀具資料；合理選用刀具幾何參數(shù)和切削用量；合理選用刀具幾何參數(shù)和切削用量；正確刃磨刀具；正確刃磨刀具；正確采用冷卻光滑液等；正確采用冷卻光滑液等；采用補(bǔ)償安裝對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)展自動(dòng)補(bǔ)償。采用補(bǔ)償安裝對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)展自動(dòng)補(bǔ)償。 二刀具的幾何誤差二刀具的幾何誤差 減少刀具的尺寸磨損

3、的途徑減少刀具的尺寸磨損的途徑3.刀具的安裝誤差例如：精車螺紋外表時(shí)，假設(shè)車刀安裝偏高、偏低或傾斜，也都會(huì)帶來(lái)螺紋面的外形誤差。二刀具的幾何誤差二刀具的幾何誤差 三三 夾具的幾何誤差?yuàn)A具的幾何誤差 一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差 內(nèi)容：工件的定位誤差、夾緊變形誤差、夾具的安裝誤差、分度誤差和夾具的磨損等。影響：主要影響工件被加工外表的位置精度，其次影響尺寸精度和外形精度。三三 夾具的幾何誤差?yuàn)A具的幾何誤差 一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差 夾具上直接影響夾具上直接影響工件加工精度的有關(guān)工件加工精度的有關(guān)尺寸的制造公差普通尺寸的制造公差普通取為工件上相應(yīng)尺寸取為工件上相應(yīng)尺寸公差的公差的1/21/21/51/5。

4、 夾具的幾何誤差對(duì)工件的加工精度的影響夾具的幾何誤差對(duì)工件的加工精度的影響 夾具元件磨損將使夾具的誤差增大。夾具元件磨損將使夾具的誤差增大。 一、定位誤差一、定位誤差 因定位不準(zhǔn)確而引起因定位不準(zhǔn)確而引起的誤差稱為定位誤差，以的誤差稱為定位誤差，以dw 表示。表示。 1 1定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合1、定位誤差產(chǎn)生的緣由、定位誤差產(chǎn)生的緣由2定位副制造不準(zhǔn)確定位副制造不準(zhǔn)確直接影響工件的位置尺寸精度和位置精度直接影響工件的位置尺寸精度和位置精度三三 夾具的幾何誤差?yuàn)A具的幾何誤差 2、定位誤差的組成、定位誤差的組成1 1基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差 jb jb dbjbdw

5、其大小等于工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向其大小等于工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的變動(dòng)量。上的變動(dòng)量。定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合所產(chǎn)生的定位誤差。定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合所產(chǎn)生的定位誤差。2定位副制造不準(zhǔn)確誤差定位副制造不準(zhǔn)確誤差 db其大小等于定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的變動(dòng)量。其大小等于定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的變動(dòng)量。定位元件制造不準(zhǔn)確所產(chǎn)生的定位誤差。定位元件制造不準(zhǔn)確所產(chǎn)生的定位誤差。三三 夾具的幾何誤差?yuàn)A具的幾何誤差 二、夾緊誤差二、夾緊誤差 工件或夾具工件或夾具剛度過(guò)低或夾緊剛度過(guò)低或夾緊力作用方向、作力作用方向、作用點(diǎn)選擇不當(dāng)，用點(diǎn)選擇不當(dāng)，都會(huì)使工件或夾都會(huì)使工件或夾具

6、產(chǎn)生變形，呵具產(chǎn)生變形，呵斥加工誤差。斥加工誤差。 三三 夾具的幾何誤差?yuàn)A具的幾何誤差 機(jī)械加工過(guò)程中，機(jī)床、刀具、夾具、工件所組成的工藝系統(tǒng)并非純粹剛體，在切削力、夾緊力 、傳動(dòng)力、重力、慣性力等外力作用下產(chǎn)生變形，從而破壞曾經(jīng)調(diào)整好的刀具和工件之間的相對(duì)位置，產(chǎn)生加工誤差。 例如細(xì)長(zhǎng)軸的車削，在切削力作用下使工件產(chǎn)生彎曲變形，車完后工件呈鼓形兩頭小中間大；磨削內(nèi)孔時(shí)，砂輪軸彈性變形，使工件內(nèi)孔出現(xiàn)錐度誤差。三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 四、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差四、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 四、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差四、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差

7、(一一) 工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度1.工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度 切削力和該力方向上所引起的刀具和工件間相對(duì)切削力和該力方向上所引起的刀具和工件間相對(duì)變形位移的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度變形位移的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度 k系系N/mm。 k系系 = Fp / y工件夾具刀具機(jī)床系yyyyy工件夾具刀具機(jī)床系kkkkk11111 工藝系統(tǒng)在某一位置受力作用產(chǎn)生的變形量等于工藝系統(tǒng)在某一位置受力作用產(chǎn)生的變形量等于工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在此位置受該力作用產(chǎn)生的變形工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在此位置受該力作用產(chǎn)生的變形量的代數(shù)和，即量的代數(shù)和，即 工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的剛度。工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的

8、剛度。 工藝系統(tǒng)剛度的倒數(shù)等于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)剛度的倒數(shù)之和，即 (一一) 工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度 工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算機(jī)床剛度對(duì)加工精度的影響機(jī)床剛度對(duì)加工精度的影響 二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響lxyyyyyyyx主軸尾座主軸刀架刀架系lxlFFP主軸lxFFP尾座 22111lxklxlkkFyyyPx尾座主軸刀架刀架系2. 機(jī)床剛度機(jī)床剛度 ymin尾座主軸刀架系kkFkFmax尾座刀架系kFkFypppp尾座主軸尾座系系kkFkFyyPPminmax由于工藝系統(tǒng)剛度隨刀架位置變化產(chǎn)生的加工誤差由于工藝系統(tǒng)剛度隨刀架位置變化產(chǎn)生的加工誤差

9、 二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 012xy x0341由此可見(jiàn):頭架(或尾座)頂尖最大位移量決定了工件軸線的最大位移量；( )工件軸線的最小位移量發(fā)生在處，令 ( )= 求得；（ ）工件軸線的最大位移量與最小位移量之差為由于兩頂尖受力變形位移而產(chǎn)生的圓柱度誤差；（ ）當(dāng)頭架與尾座剛度相同即：當(dāng)時(shí)，誤差最小，可見(jiàn)機(jī)床各部分剛度大體相近是減少幾何形狀誤差的重要途經(jīng)之一。二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響(一一) 工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度機(jī)床靜剛度的測(cè)定靜測(cè)定法機(jī)床靜剛度的測(cè)定靜測(cè)定法尾座主軸刀架機(jī)床尾座主軸刀架系刀架刀架尾座尾座主軸主軸（k

10、kkkyyyyyFkyFkyFkppp414111)2122 機(jī)床剛度取決于其組成部件的剛度，并主要取決于薄弱部件的剛度，提高機(jī)床剛度要從提高弱剛度部件的剛度入手。 機(jī)床部件剛度分析機(jī)床部件剛度分析(一一) 工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度1 1變形與載荷不成線性關(guān)系，變形與載荷不成線性關(guān)系， 變形非純粹的彈性變形；變形非純粹的彈性變形；2 2加載曲線和卸載曲線不重合，卸加載曲線和卸載曲線不重合，卸 載曲線滯后于加載曲線，能量消載曲線滯后于加載曲線，能量消 耗于零件間摩擦力和接觸塑性變耗于零件間摩擦力和接觸塑性變 形所做的功；形所做的功；3 3有剩余變形，反復(fù)加載卸載后有剩余變形，反復(fù)加載卸載后 剩余

11、變形剩余變形00；4 4部件實(shí)測(cè)剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體構(gòu)造估算值小。部件實(shí)測(cè)剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體構(gòu)造估算值小。圖中第一次加載時(shí)刀架的平均剛度值約為圖中第一次加載時(shí)刀架的平均剛度值約為 4.6 4.6103 N/mm103 N/mm，只相當(dāng)于一個(gè)只相當(dāng)于一個(gè) 30mm 30mm30mm30mm200mm 200mm 的鑄鐵懸臂梁的剛度。的鑄鐵懸臂梁的剛度。lxxlEJFyP223工22l3xxlEJk工件 工藝系統(tǒng)剛度在工件全長(zhǎng)上的差別越大，那么工件在軸截面內(nèi)的幾何外形誤差也越大。 當(dāng)?shù)都馓幱诠ぜ虚g位置時(shí)，工件的剛度最小，變形最大。二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響4.由于切削力變

12、化引起的誤差由于切削力變化引起的誤差 二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響a p1 y1a p2 y2毛坯外形工件外形誤差復(fù)映景象：由于工件毛誤差復(fù)映景象：由于工件毛坯加工余量或資料硬度的變化，坯加工余量或資料硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因此產(chǎn)生工件的尺形的變化，因此產(chǎn)生工件的尺寸誤差和外形誤差。寸誤差和外形誤差。誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映系數(shù)由于毛坯存在圓度誤差毛ap1-ap2，因此引起了工件的圓度誤差工y1-y2， 毛愈大，工愈大，工與毛之比值稱為誤差復(fù)映系數(shù)，它是誤差復(fù)映程度的度量。)(21212121ppPPppaakFF

13、aayy系待加工面已加工面系系kCaakaaCpppp)()(2121 與與k k系成反比；這闡明工藝系統(tǒng)剛度愈大，系成反比；這闡明工藝系統(tǒng)剛度愈大，誤差復(fù)映系數(shù)愈小，加工后復(fù)映到工件上的誤誤差復(fù)映系數(shù)愈小，加工后復(fù)映到工件上的誤差值就愈小。差值就愈小。 二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響321總n 系系kCaakaaCpppp)()(2121 由于由于yapyap，所以，所以 ，因此，經(jīng)過(guò)，因此，經(jīng)過(guò)n n次走刀次走刀后，誤差復(fù)映系數(shù)降到很小的數(shù)值，加工誤差后，誤差復(fù)映系數(shù)降到很小的數(shù)值，加工誤差也就降到允許的范圍內(nèi)。也就降到允許的范圍內(nèi)。 多次切削總的復(fù)映系數(shù)多次

14、切削總的復(fù)映系數(shù) 4由于切削力變化引起的誤差由于切削力變化引起的誤差 二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1例：一個(gè)工藝系統(tǒng)，其誤差復(fù)映系數(shù)為例：一個(gè)工藝系統(tǒng)，其誤差復(fù)映系數(shù)為0.25，工件在本工序前的圓度誤差，工件在本工序前的圓度誤差0.5mm，為保證本工序?yàn)楸ＷC本工序0.01mm的外形精度，本工的外形精度，本工序最少走刀幾次？序最少走刀幾次？二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響解：解：0.5(0.25)n0.01 解得解得 n=3 5.傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力、重力對(duì)加工精度的影響1由傳動(dòng)力引起的誤差 在車床或磨床上加工軸類零件時(shí)，常用單爪撥盤

15、帶開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)力在撥盤的每一轉(zhuǎn)中經(jīng)常改動(dòng)方向，其在y向的分力有時(shí)和切削力同向，有時(shí)相反，呵斥圓度誤差。 5.傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力、重力對(duì)加工精度的影響(2)重力引起的加工誤差 在工藝系統(tǒng)中，由于零部件的自重也會(huì)產(chǎn)生變形。如龍門銑床、龍門刨床刀架橫粱的變形，銑鏜床鏜桿伸長(zhǎng)而下垂變形等，都會(huì)呵斥加工誤差。 5.傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力、重力對(duì)加工精度的影響(3 ) 慣性力引起的加工誤差慣性力引起的加工誤差 在高速切削時(shí)，假設(shè)工藝系統(tǒng)中有不平衡的高速在高速切削時(shí)，假設(shè)工藝系統(tǒng)中有不平衡的高速旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件存在，就會(huì)產(chǎn)生離心力。離心力在工件旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件存在，就會(huì)產(chǎn)生離心力。離心力在工件的每一轉(zhuǎn)中不斷變卦

16、方向，當(dāng)不平衡質(zhì)量的離心力的每一轉(zhuǎn)中不斷變卦方向，當(dāng)不平衡質(zhì)量的離心力大于切削力時(shí)，車床主軸軸頸和軸套內(nèi)孔外表的接大于切削力時(shí)，車床主軸軸頸和軸套內(nèi)孔外表的接觸點(diǎn)就會(huì)不停地變化，軸套孔的圓度誤差將傳給工觸點(diǎn)就會(huì)不停地變化，軸套孔的圓度誤差將傳給工件的回轉(zhuǎn)軸心。其規(guī)律與單爪撥盤傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)力的件的回轉(zhuǎn)軸心。其規(guī)律與單爪撥盤傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)力的影響類似。如圖示為車削一個(gè)不平衡工件時(shí)的情況。影響類似。如圖示為車削一個(gè)不平衡工件時(shí)的情況。 5.傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力、重力對(duì)加工精度的影響 工件質(zhì)量中心距理想回轉(zhuǎn)中心間隔為工件質(zhì)量中心距理想回轉(zhuǎn)中心間隔為，當(dāng)離心力，當(dāng)離心力Q正好與切削力正好與切削力Py反向時(shí)，

17、把工件推向刀具，工件中心反向時(shí)，把工件推向刀具，工件中心o偏離理想中心偏離理想中心o，添加了實(shí)踐切深。工件回轉(zhuǎn)，添加了實(shí)踐切深。工件回轉(zhuǎn)180后，離后，離心力心力Q正好與切削力正好與切削力Py同向，把工件推離刀具，工件中同向，把工件推離刀具，工件中心又變到心又變到o點(diǎn)，減小了實(shí)踐切深，從而產(chǎn)生工件的圓度點(diǎn)，減小了實(shí)踐切深，從而產(chǎn)生工件的圓度誤差和相互位置誤差。誤差和相互位置誤差。(4)夾緊力引起的加工誤差 被加工工件在裝夾過(guò)程中，由于剛度較低或著力點(diǎn)不當(dāng)，都會(huì)引起工件的變形，呵斥加工誤差。特別是薄壁套、薄板等零件，易于產(chǎn)生加工誤差。 5.傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力、重力對(duì)加工精度的影響 5.傳動(dòng)力

18、、慣性力、夾緊力、重力對(duì)加工精度的影響二工藝系統(tǒng)剛度的實(shí)驗(yàn)測(cè)定三三 減小工藝系統(tǒng)受力變形的途徑減小工藝系統(tǒng)受力變形的途徑 (1) 設(shè)計(jì)機(jī)械制造配備時(shí)應(yīng)真實(shí)保證關(guān)鍵零部件的剛度設(shè)計(jì)機(jī)械制造配備時(shí)應(yīng)真實(shí)保證關(guān)鍵零部件的剛度 在在機(jī)床和夾具中應(yīng)保證支承件如床身、立柱、橫梁、夾詳細(xì)機(jī)床和夾具中應(yīng)保證支承件如床身、立柱、橫梁、夾詳細(xì)等、主軸部件和傳動(dòng)件有足夠的剛度。等、主軸部件和傳動(dòng)件有足夠的剛度。(2) 提高接觸剛度提高接觸剛度 提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。減少組成件數(shù)，提高接觸面的外表質(zhì)量，均可減少接觸變形，減少組成件數(shù)，提高接觸面的外表質(zhì)量，均可減少接觸變形，提高接觸剛度。提高接觸剛度。提高工藝系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)的剛度，能獲得事半功倍的效果。提高工藝系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)的剛度，能獲得事半功倍的效果。 1. 提高工藝系統(tǒng)剛度提高工藝系統(tǒng)剛度 2減小切削力及其變化減小切削力及其變化 (3) 采用合理的裝夾方式和加工方法采用合理的裝夾方式和加工方法 提高工件的裝夾剛度，提高工件的裝夾剛度，應(yīng)從定位和夾緊兩個(gè)方面采取措施。應(yīng)從定位和夾緊兩個(gè)方面采取措施。工藝系統(tǒng)在切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力以及重力的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的變形和