《機械制造工藝學(xué)》第二版 王先奎 課件機械制造工藝學(xué)ch 幾何精度

第二節(jié)工藝系統(tǒng)的幾何精度對加精度的影響一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差三、機床誤差四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損一、加工原理誤差加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。第二節(jié)工藝系統(tǒng)的幾何精度對加精度的影響一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差三、機床誤差四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損二、調(diào)整誤差在機械加工的每一個工序中，總是要對工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整工作。調(diào)整不可能絕對地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式。不同的調(diào)整方式有不同的誤差來源。（一）試切法調(diào)整（二）調(diào)整法（一）試切法調(diào)整單件、小批生產(chǎn)中普遍采用試切法加工:加工時先在工件上試切根據(jù)測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機構(gòu)調(diào)整刀具與工件的相對位置然后再進(jìn)行試切、測量、調(diào)整引起調(diào)整誤差的因素是：測量誤差量具本身的精度、測量方法。機床進(jìn)給機構(gòu)的位移誤差當(dāng)試切最后一刀時，要按刻度盤的顯示值來微量調(diào)整刀架的進(jìn)給量，這時會出現(xiàn)進(jìn)給機構(gòu)的"爬行"現(xiàn)象，使刀具的實際位移與刻度盤顯示值不一致。試切時與正式切削時切削層厚度不同的影響（二）調(diào)整法在成批、大量生產(chǎn)中，廣泛采用試切法（或樣件樣板）預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置不變來獲得所要求的零件尺寸影響調(diào)整精度的因素還有定程機構(gòu)誤差在大批大量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、靠模、凸輪等機構(gòu)保證加工尺寸,以及與它們配合使用的離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度樣件或樣板的誤差測量有限試件造成的誤差試切加工的工件數(shù)（稱為抽樣件數(shù)）不可能太多,因而造成誤差第二節(jié)工藝系統(tǒng)的幾何精度對加精度的影響一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差三、機床誤差四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損三、機床誤差引起機床誤差的原因是機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。這里著重分析對工件加工精度影響較大的:（一）機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差（二）機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差（三）機床傳動鏈的傳動誤差（一）機床床導(dǎo)軌導(dǎo)導(dǎo)向誤差差導(dǎo)軌導(dǎo)向向精度是是指機床床導(dǎo)軌副副的運動動件實際際運動方方向與理理想運動動方向的的符合程程度，這這兩者之之間的偏偏差值則則稱為導(dǎo)導(dǎo)向誤差差。直線導(dǎo)軌軌的導(dǎo)向向（制造造）精度度一般包包括：l）導(dǎo)軌軌在水平平面內(nèi)的的直線度度上y（彎曲））；2）導(dǎo)軌軌在垂直直面內(nèi)的的真線度度z（彎曲曲）；3）前后后導(dǎo)軌的的平行度度（扭曲））。4）導(dǎo)軌軌對主軸軸回轉(zhuǎn)軸軸線的平平行度〔〔或垂直直度）。。機床安裝裝誤差機床安裝裝不正確確引起的的導(dǎo)軌誤誤差，往往往遠(yuǎn)大大于制造造誤差特別是床床身導(dǎo)軌軌是一種種細(xì)長的的結(jié)構(gòu)的的(如龍龍門刨床床、龍門門銑床等等)，，剛性差差，在自自重的作作用下就就容易變變形。如如果安裝裝不正確確，或者者地基不不良，都都會造成成導(dǎo)軌彎彎曲變形形（嚴(yán)重重的可達(dá)達(dá)2～3mrn）因此，機機床在安安裝時應(yīng)應(yīng)有良好好的基礎(chǔ)礎(chǔ)。并嚴(yán)嚴(yán)格進(jìn)行行測量和和校正，，而且在在使用期期間還應(yīng)應(yīng)定期復(fù)復(fù)校和調(diào)調(diào)整導(dǎo)軌磨損損造成導(dǎo)導(dǎo)軌誤差差使用程度度不同及及受力不不均，導(dǎo)導(dǎo)軌沿全全長上各各段的磨磨損量不不等，并并且在同同一橫截截面上各各導(dǎo)軌面面的磨損損量也不不相等。。導(dǎo)軌磨磨損會引引起床鞍鞍在水平平面和垂垂直面內(nèi)內(nèi)發(fā)生位位移，且且有傾斜斜，從而而造成刀刀刃位置置誤差。。減小導(dǎo)向向誤差的的措施機床設(shè)計計與制造造時，應(yīng)應(yīng)從結(jié)構(gòu)構(gòu)、材料料、潤滑滑、防護(hù)護(hù)裝置等等方面采采取措施施以提高高導(dǎo)向精精度機床安裝裝時，應(yīng)應(yīng)校正好好水平和和保證地地基質(zhì)量量使用時，，要注意意調(diào)整導(dǎo)導(dǎo)軌配合合間隙，，同時保保證良好好的潤滑滑和維護(hù)護(hù)。（二）機機床主軸軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)誤差機床主軸軸是用來來裝夾工工件或刀刀具并傳傳遞主要要切削運運動的重重要零件件?；剞D(zhuǎn)誤差差產(chǎn)生原原因：理論上：：主軸回回轉(zhuǎn)時，，回轉(zhuǎn)軸軸線的空空間位置置應(yīng)該固固定不變變。實際上：：由于主主軸部件件中軸承承、軸頸頸、軸承承座孔等等的制造造誤差和和配合質(zhì)質(zhì)量、潤潤滑條件件，以及及回轉(zhuǎn)時時的動力力因素的的影響，，往往瞬瞬時回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸線的的空間位位置都在在周期性性地變化化。主軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)誤差是是指主軸軸實際回回轉(zhuǎn)軸線線對其理理想回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸線的的漂移。。主軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸線的的運動誤誤差可以以分解為為:徑向圓跳跳動端面圓跳跳動傾角擺動動三種基本本型式。。1．主軸軸回轉(zhuǎn)誤誤差的基基本概念念2．主軸回回轉(zhuǎn)誤差差對加工工精度的的影響－－主軸的端端面圓跳跳動－軸軸向竄動動對圓柱面面的加工工精度沒沒有影響響加工端面面時，導(dǎo)導(dǎo)致端面面與圓柱柱面不垂垂直如果主軸軸回轉(zhuǎn)一一周，來來回跳動動一次，，則加工工近似為為螺旋面面加工螺紋紋時，使使得螺距距產(chǎn)生周周期誤差差使工件產(chǎn)產(chǎn)生圓度度誤差，，但加工工方法不不同（如如車削和和鏜削）），影響響程度也也不盡相相同。2．主軸回回轉(zhuǎn)誤差差對加工工精度的的影響－－主軸的徑徑向圓跳跳動當(dāng)主軸幾幾何軸線線具有傾傾角擺動動時，可可區(qū)分為為兩種情情況：一種是幾幾何軸線線相對于于平均線線在空間間成一定定錐角的圓錐軌軌跡另外一種種是幾何何軸線在在某一平平面內(nèi)作作角擺動動車外圓圓：形形成錐度鏜削內(nèi)內(nèi)孔時時，在在垂直直于主主軸平平均軸軸線的的各個個截面面內(nèi)都都形成成橢圓圓，就就工件件內(nèi)表表面整整體來來說，，鏜削削出來來的是是一個個橢圓柱柱。2．主軸軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)誤差差對加加工精精度的的影響響－主軸的的擺動動3．影影響主主軸回回轉(zhuǎn)精精度的的主要要因素素軸承的的誤差差（滑滑動軸軸承、、滾動動軸承承）軸承間間隙與軸承承配合合零件件的誤誤差主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速對對主軸軸回軸軸誤差差也有有影響響主軸系系統(tǒng)的的徑向向不等等剛度度和熱熱變形形軸承誤誤差的的影響響主軸采采用滑滑動軸軸承時時，軸軸承誤誤差主主要指指主軸軸頸和和軸承承內(nèi)孔孔的圓圓度誤誤差和和波度度。注意：：對于于刀具具回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)類機機床和和工件件回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)類機機床的的影響響不同同。主軸采采用滾滾動軸軸承時時，由由于滾滾動軸軸承是是由內(nèi)內(nèi)圈、、外圈圈和滾滾動體體等組組成，，影響響的因因素更更多。。軸承間間隙的的影響響如軸承承間隙隙過大大，當(dāng)當(dāng)工作作條件件（載載荷、、轉(zhuǎn)速速等））變化化時，，油楔楔厚度度變化化較大大，主主軸軸軸線漂漂移量量增加加。與軸承承配合合的零零件誤誤差的的影響響。由于軸軸承內(nèi)內(nèi)、外外圈或或軸瓦瓦和薄薄，受受力后后容易易變形形。主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的的影響響由于主主軸部部件質(zhì)質(zhì)量不不平衡衡、機機床各各種隨隨機振振動以以及回回轉(zhuǎn)軸軸線的的不穩(wěn)穩(wěn)定隨隨主軸軸轉(zhuǎn)速速增加加而增增加，，使主主軸在在某個個轉(zhuǎn)速速范圍圍內(nèi)的的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度度較高高。超超過這這個范范圍，，誤差差就較較大。。主軸系系統(tǒng)的的徑向向不等等剛度度和熱熱變形形4．提提高主主軸回回轉(zhuǎn)精精度的的措施施（1））提高高主軸軸部件件的制制造精精度（2））對滾滾動軸軸承進(jìn)進(jìn)行預(yù)預(yù)緊（3））使主主軸的的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)誤差差不反反映到到工件件上直接保保證工工件在在加工工過程程中的的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度度而不不依賴賴于主主軸，，是保保證工工件形形狀精精度的的最簡簡單而而又有有效的的方法法。圖2-18、2-19（三））機床床傳動動鏈的的傳動動誤差差1．傳傳動鏈鏈精度度分析析傳動鏈鏈的傳傳動誤誤差是是指內(nèi)內(nèi)聯(lián)系系的傳傳動鏈鏈中首首末兩兩端傳傳動元元件之之間相相對運運動的的誤差差。它它是螺螺紋、、齒輪輪、蝸蝸輪以以及其其它按按展成成原理理加工工時，，影響響加工工精度度的主主要因因素。。由于所所有的的傳動動件都都存在在誤差差，因因此，，各傳傳遞件件對工工件精精度影影響總總和為為各各傳動動元件件所引引起末末端元元件轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角誤誤差的的迭加加：1.減少傳傳動鏈鏈傳動動誤差差的措措施傳動件件數(shù)越越少，傳動動鏈越越短，，就就越小小，因因而傳傳動精精度就就高傳動比比i小小，降速速傳動動特特別別是傳傳動鏈鏈末端端傳動動副的的傳動動比小小，則則傳動動鏈中中其余余各傳傳動元元件誤誤差對對傳動動精度度的影影響就就越小小傳動鏈鏈中各各傳動動件的的加工工、裝裝配誤誤差對對傳動動精度度均有有影響響，但但影響響的大大小不不同，，最后的的傳動動件（末端端件））的誤誤差影影響最最大采用校校正裝裝置校正裝裝置加加入誤誤差，，大小小與傳傳動鏈鏈本身身的誤誤差相相等而而方向向相反反，從從而使使之相相互抵抵消。。第二節(jié)節(jié)工工藝系系統(tǒng)的的幾何何精度度對加加精度度的影影響一、加加工原原理誤誤差二、調(diào)調(diào)整誤誤差三、機機床誤誤差四、夾具的的制造造誤差差與磨磨損五、刀刀具的的制造造誤差差與磨磨損四、夾夾具的的制造造誤差差與磨磨損1）定定位元元件、、刀具具導(dǎo)向向元件件、分分度機機構(gòu)、、夾具具體等等的制制造誤誤差。。2）夾夾具裝裝配后后，以以上各各種元元件工工作面面間的的相對對尺寸寸誤差差。3）夾夾具在在使用用過程程中工工作表表面的的磨損損在設(shè)計計夾具具時，，凡影影響工工件精精度的的尺寸寸應(yīng)嚴(yán)嚴(yán)格控控制其其制造造誤差差精加加工工用用夾夾具具一一般般可可取取工工件件上上相相應(yīng)應(yīng)尺尺寸寸或或位位置置公公差差的的1／／2～～1／／3粗加加工工用用夾夾具具則則可可取取為為1／／5～～1／／10第二二節(jié)節(jié)工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)的的幾幾何何精精度度對對加加精精度度的的影影響響一、、加加工工原原理理誤誤差差二、、調(diào)調(diào)整整誤誤差差三、、機機床床誤誤差差四、、夾夾具具的的制制造造誤誤差差與與磨磨損損五、、刀具具的的制制造造誤誤差差與與磨磨損損五、、刀刀具具的的制制造造誤誤差差與與磨磨損損刀具具誤誤差差對對加加工工精精度度的的影影響響，，根根據(jù)據(jù)刀刀具具的的種種類類不不同同而而異異。。l））采采用用定定尺尺寸寸刀刀具具（（如如鉆鉆頭頭、、鉸鉸刀刀、、鍵鍵槽槽銑銑刀刀、、鏜鏜刀刀塊塊及及圓圓拉拉刀刀等等））加加工工時時，，刀刀具具的的尺寸寸精精度度直直接接影影響響工工件件的的尺尺寸寸精精度度2））采采用用成成形形刀刀具具（（如如成成形形車車刀刀、、成成形形銑銑刀刀、、成成形形砂砂輪輪等等））加加工工時時，，刀刀具具的的形形狀狀直直接接影影響響工工件件的的形形狀狀精精度度3））展展成成刀刀具具（（如如齒齒輪輪滾滾刀刀、、花花鍵鍵滾滾刀刀、、插插齒齒刀刀等等））的的刀刀刃刃形形狀狀必必須須是是加加工工表表面面的的曲曲線線。。此此刀刀刃刃的的形形狀狀誤誤差差會會影影響響加加工工表表面面的的形形狀狀精精度