加工質(zhì)量分析及控制-文庫吧
2025-06-02 00:08 本頁面
【正文】 加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。其符合程度愈高，加工誤差愈小，即加工精度愈高；偏離程度愈大，加工誤差愈大。由此可見，加工精度和加工誤差是從兩個不同的角度來評定加工零件的幾何參數(shù)。應讓學生在學習時抓住以下要點：（1）必須切實弄清“理想幾何參數(shù)”的正確含義。即，對于尺寸是圖紙規(guī)定尺寸的平均值；對于形狀和位置，則是絕對正確的形狀和位置，如絕對的圓和絕對的平行等等。（2）加工精度是零件圖紙或工藝文件以公差T給定的，而加工誤差則是零件加工后的實際測得的偏離值△。一般說，當△＜T時，就保證了加工精度。（3）零件三個方面的幾何參數(shù)，就是加工精度和加工誤差的三方面的內(nèi)容。即，加工精度（誤差）包括尺寸精度（誤差）、形狀精度（誤差）和相互位置精度（誤差）。從保證機器使用性能出發(fā)，機械零件應具有足夠的加工精度，但沒有必要把每個零件都做得絕對準確。設計時應根據(jù)零件在機器上的功用，將加工精度規(guī)定在一定范圍內(nèi)是完全允許的。即加工精度的規(guī)定均以相應的標準公差數(shù)值標注在零件圖上，加工時只要零件的加工誤差未超過其公差范圍，就能保證零件的加工精度要求和工作要求。二、原始誤差 零件加工精度主要取決于工件和刀具在切削過程中相互位置的準確程度。由于多種因素的影響，由機床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中的各種誤差，在不同的條件下，以不同的方式反映為加工誤差。工藝系統(tǒng)的誤差是“因”，是根源；加工誤差是“果”，是表現(xiàn)。因此，把工藝系統(tǒng)的誤差稱之為原始誤差。加工中可能產(chǎn)生的原始誤差綜合如下：原始誤差工件內(nèi)力引起的變形工件安裝誤差機床誤差夾具誤差刀具誤差調(diào)整誤差工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損測量誤差原理誤差三、研究機械加工精度的方法加工誤差的研究方法，通常分為：分析計算法（又稱因素分析法）和統(tǒng)計分析法兩種。分析計算法，是分別研究各原始誤差對加工精度的影響。研究某一確定因素時，一般不考慮其它因素的同時作用。通過分析、計算或?qū)嶒?、測試，得出該因素與加工誤差之間的關系，即找出它們之間的變化規(guī)律。統(tǒng)計分析法，是對某一具體加工條件下加工的一批工件，進行實際測量，然后以數(shù)理統(tǒng)計學為基礎來處理、分析誤差的性質(zhì)和變化規(guī)律。可見，前一種方法主要是分析各項誤差單獨的變化規(guī)律，后一種方法主要是研究各項誤差綜合的變化規(guī)律，且只適用于大批大量的生產(chǎn)條件。在實際生產(chǎn)中，這兩種方法往往要結(jié)合起來應用。一般先用統(tǒng)計分析法找出誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步推斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后，運用分析計算法找出影響加工誤差的關鍵因素，再進行實驗驗證。第二節(jié) 影響加工精度的因素一、原理誤差原理誤差作一般了解加工原理誤差是因采用了近似的加工運動或近似的刀刃輪廓而產(chǎn)生的。舉例：滾切漸開線齒輪有兩種原始誤差：① 用阿基米德基本蝸桿滾刀或法向直廓基本蝸桿滾刀，代替漸開線基本蝸桿滾刀，由于滾刀刀刃形狀誤差會引起的加工誤差；② 由于滾刀刀刃數(shù)有限，滾切出的齒形不是連續(xù)光滑的漸開線，而是由若干短線組成的折線。 在生產(chǎn)實際中，采用近似的加工方法，可以簡化機床結(jié)構(gòu)和刀具的形狀，并能提高生產(chǎn)率，降低加工成本。因此，只要把原理誤差限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，采用近似的加工方法是完全允許的。 二、機床的幾何誤差機床誤差是最基本的原始誤差之一。分析和研究機床誤差及其對加工精度的影響，無論在理論上或是實際應用上都具有重要的意義。因此，這一節(jié)是本章的重點，必修切實掌握。 機床誤差是由機床的制造誤差、安裝誤差和磨損等引起的。它是保證工件加工精度的基礎，機床誤差的項目很多，下面著重分析對工件加工精度影響較大的誤差：如導軌導向誤差、主軸回轉(zhuǎn)誤差和傳動鏈誤差等。1．機床主軸回轉(zhuǎn)誤差機床主軸是裝夾工件或刀具的基準，并將運動和動力傳給工件或刀具，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。主軸回轉(zhuǎn)誤差不僅對加工表面的形狀和位置精度影響較大，而且對加工表面的粗糙度和波度影響亦較大。尤其是在精密加工中，它是決定工件圓度的主要因素。主軸回轉(zhuǎn)誤差討論的內(nèi)容包括：1）主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念；2）主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式及其產(chǎn)生的加工誤差；3）主軸回轉(zhuǎn)誤差的來源；4）減少主軸回轉(zhuǎn)誤差及其對加工精度影響的措施；（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念正確的理解和掌握主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念，是討論其它問題的機床，因此必須首先切實弄清有關軸線的概念。即，主軸幾何軸線、主軸實際回轉(zhuǎn)軸線、主軸理想回轉(zhuǎn)軸線和主軸平均回轉(zhuǎn)軸線等的概念及其相互關系。所謂主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實際回轉(zhuǎn)軸線對其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移量。通常把主軸的回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向跳動、軸向竄動和角度擺動三種基本形式。如圖4－1（2）主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響對于不同的加工，不同形式的主軸回轉(zhuǎn) 圖4－1誤差對加工精度的影響是不同的。這里應讓學生注意掌握相同（不同）形式的主軸回轉(zhuǎn)誤差，對不同機床和加工表面將產(chǎn)生不同（相同）形式的加工誤差。1）主軸的純徑向跳動 它會使工件產(chǎn)生圓度誤差，但加工方法不同（如車削和鏜削），影響程度不盡相同。① 鏜孔情況（圖4－2）設因主軸純徑向跳動而使軸線在y坐標方向上作簡諧直線運動，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，振幅為A；設刀尖處于水平位置時，主軸中心偏移最大（等于A），當鏜刀轉(zhuǎn)過某一φ角時，此時刀尖軌跡的水平和垂直分量分別是：y = Acosφ+Rcosφ＝（A+R）cosφ；z = Rcosφ 將上兩式平方相加可得：。這是一個橢圓方程式，表明鏜出的孔是一個橢圓孔。 圖4－2 鏜孔時純徑向跳動對圓度的影響 圖4－3 車削時純徑向跳動對圓度的影響 ② 車削外圓情況（圖4－3）工件1處的切出半徑比在4處小一個振幅A，而在工件3處的切出半徑則比4處大一個振幅A。這樣在工件的上述四點直徑都相等，在其它各點處的直徑誤差也甚小，故車削出的工件表面接近于一個真圓。2）主軸的純軸向竄動它對內(nèi)外圓加工沒有影響，但當加工端面時，會使車出的端面與圓柱面不垂直（圖4－4），端面對軸線的垂直誤差隨切削半徑的減小而增大。加工螺紋時，軸向竄動會產(chǎn)生螺距周期性誤差。 圖4－4 主軸端面跳動引起的加工誤差 （a）工件端面跳動 （b）螺距周期誤差3）主軸的純角度擺動主軸回轉(zhuǎn)時的純角度擺動，在車削外圓時仍然可以得到一個圓形工件，但工件是一個圓錐體。在鏜床上鏜孔時，鏜出的孔則為橢圓形（圖4－5）
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