【正文】 保持性被破壞等原因 ， 都將會產生 機床幾何誤差 ，進而引起機械加工誤差 。 四、機床幾何誤差的影響與控制 機床幾何精度 回轉運動精度 直線運動精度 成形運動之間的位置精度 傳動（速度關系）精度 26 （ 1） 機床回轉運動精度 主要取決于機床主軸的回轉精度 主軸回轉誤差的形式 機床主軸回轉精度的高低主要以在規(guī)定測量截面內主軸一轉或數(shù)轉內諸瞬時回轉中心的平均位置的變化范圍來衡量。 瞬時回轉中心 1） 主軸回轉誤差的主要形式 27 以滑動軸承為例 車床：主軸受力方向不變 ， 故 軸徑形狀 精度影響最大 。軸孔 、 前后軸徑以及軸承孔的同軸度 、 配合精度 、 裝配精度 等也有影響 。 鏜床：主軸受力方向不斷改變，故主要取決于 主軸軸承孔 的形 狀精度。 主軸徑向跳動將會造成什么加工誤差？ 2） 影響主軸回轉精度的主要因素 ① 徑向跳動 28 ② 軸向竄動 滑動軸承主軸 的軸向竄動量取決于止推 （ 承載 ） 軸承副中端面與主軸軸線垂直度較高者 影響 滾動軸承主軸 軸向竄動的主要因素有： 滾道與軸線的垂直度 滾動體形狀誤差 （ 軸向間隙變化 ） 尺寸一致性 （ 承載不均而降低剛度 ） 主軸軸向竄動將會造成什么加工誤差？ 29 ③ 角度擺動 主要取決于主軸前后支承跳動（跳動量、相位等）的綜合影響 3）提高回轉運動精度的措施 不僅影響圓度，而且影響圓柱度 鏜模；固定頂尖定位，修磨頂尖孔；采用無心磨加工 ? 用精密滾動軸承并加預載 ， 消除間隙 、 提高剛度 改進滑動軸承結構 （ 短三瓦自位軸承 ） ? 使用液 、 氣靜壓軸承 ， 剛度高 、 精度高 、 工藝性好 隔離主軸回轉誤差的影響： 提高主軸回轉精度： 30 （ 2） 機床直線運動精度 主要取決于機床導軌的導向精度，也和導軌裝配質量和不均勻磨損有關。 以車床為例，導軌誤差可能引起工件的截面尺寸變化，且影響軸向形狀： 1）導軌誤差形式及其影響 Δ y Δy 導軌在鉛垂面內的直線度 Δy RyD 2???可忽略不計 31 （ 2） 機床直線運動精度 主要取決于機床導軌的導向精度，也和導軌裝配質量和不均勻磨損有關。 以車床為例，導軌誤差可能引起工件的截面尺寸變化，且影響軸向形狀： 1）導軌誤差形式及其影響 Δ x Δ x 導軌在水平面內的 直線度 Δx xD ??? 2誤差敏感方向 32 （ 2） 機床直線運動精度 主要取決于機床導軌的導向精度，也和導軌裝配質量和不均勻磨損有關。 以車床為例，導軌誤差可能引起工件的截面尺寸變化，且影響軸向形狀： 1）導軌誤差形式及其影響 Δ x 雙導軌間在鉛垂方向 的平行度 Δn nBHxR ?????33 （ 2） 機床直線運動精度 主要取決于機床導軌的導向精度，也和導軌裝配質量和不均勻磨損有關。 以車床為例，導軌誤差可能引起工件的截面尺寸變化，且影響軸向形狀： 1）導軌誤差形式及其影響 導軌在水平面內的 直線度 Δx 導軌在鉛垂面內的 直線度 Δy 雙導軌間在鉛垂方向 的平行度 Δn xD ??? 2誤差敏感方向 RyD 2???可忽略不計 nBHxR ?????在平面磨床上加工時情況又如何 ？ 34 2）提高導軌直線運動精度的措施 合理的導軌形狀和組合形式 改善制造精度、接觸精度和精度保持性 采用靜壓導軌 90o 雙三角導軌 適當加長工作臺 配磨、刮研 耐磨損 均化作用 防磨損 35 （ 3）成形運動之間的相互關系精度 ① 成形運動間 位置關系的影響與控制 022 rHrd y????圓柱面成為雙曲面 ?tan2dz ??平面成為 內凹或外凸 xd ??? 2圓柱面成為圓錐面 車削時 ： 刀具直線運動與工件回轉軸線不垂直 刀具與工件回轉軸線在空間交錯不平行 0r刀具與工件回轉軸線在 zx面內不平行 36 鏜削時 ： 若工件直線進給運動與鏜桿回轉軸線不平行 銑削時 ： 若端銑刀回轉軸線與工作臺直線進給運動不垂直 移位加工可使誤差從 Δ 減小至 Δ? 移位方向 cd42???圓孔成為橢圓孔 ?si n1122????????????????????ccdBd平面下凹 37 提高 成形運動間 相互位置關系精度的措施 使用幾何精度高的機床 （ 決定因素 ） 保證高精度的零部件制造 、 總裝調試和維修 誤差檢測與補償 38 ② 成形運動間速度關系的影響與控制 車、磨螺紋以及滾齒、插齒、磨齒等加工，要求各成形運動之間具有準確的速度關系 滾齒機 速度關系誤差對加工精度的影響 各傳動件傳動誤差對工件精度影響的總和為： ????? ????njjjnjjn K11Δ ???39 影響 速度關系精度的因素 機床傳動鏈中各傳動元件的 制造誤差 、 裝配誤差以及 磨損 等，都會破壞正確的運動關系，造成工件和刀具運動相對速度的不準確，從而產生加工誤差。 在 降速鏈中的低速傳動件誤差的影響最大。 提高成形運動間速度關系精度的措施 盡量減少傳動件數(shù)目 ， 縮短傳動鏈長度 采用降速傳動 保證高精度的傳動零部件制造 、 總裝調試和維修 傳動誤差檢測與補償 40 題 1： 套筒零件如圖所示 。 本工序為最后工序 ， 欲在 這批工件上銑鍵槽 ， 定位方案見圖示 。 定位元 件為水平放置的帶臺肩心軸 ， 心軸直徑 試求： 1． 所給定位方案的定位誤差 ， 并判斷能否滿足加 工要求； 2． 若所給定位方案不 能滿足要求 ， 試通 過分析計算給出合 理方案 。 mm20 ???41 1 采用什么定位元件？ 42 題 2：車床上車削軸類零件的外圓 A和臺肩面 B， 如圖 。經測發(fā)現(xiàn) A面 有圓柱度誤差 ， B對 A有垂直度誤差 。如果僅考慮機床幾何誤差的影響 ， 試分析產生以上誤差的主要原因 。 43 題 3：在平面磨床上用端面砂輪磨削平板工件 ， 為改善切削條件 ， 減少砂輪與工件的接觸面積 ， 常將砂輪傾斜一個角度如圖 。 若 ， 試分析磨削后的平面形狀并計算平面度誤差 ， 提出改善加工形狀精度的工藝方法 。 ?2??44 題 4： 在銑床上用夾具裝夾加工一批軸件上的鍵槽 ， 如圖示 。已知銑床工作臺面與導軌的平行度誤差為 ， 夾具兩定位 V形塊夾角 ， 交點 A的連線與夾具體底面的平行 度 誤 差 為 0 . 01/ 150， 階梯軸工件兩端軸徑尺寸為 ， 試分析計算在只考慮上述因素影響時 ， 加工后的鍵槽底面對 下母線之間的平行度誤差 ， 并估算最大值 （ 不考慮兩軸頸與 外圓的同軸度誤差 ） 。 ?? mm35? 35? ?90??45 機械加工過程因素的影響與控制 1. 工藝系統(tǒng)受力變形的影響與控制 工藝系統(tǒng)受力 破壞成形運動精度 引起加工誤差 加工時工件或夾具變形，加工后產生誤差 單爪撥動 ?，使主軸受力方向改變，瞬時回轉中心變動 運動部件自重引起結構件變形且隨運動而不斷變化 高速運動過程中由于質量不均引起有關環(huán)節(jié)變形 接觸變形造成測量誤差 夾緊力 傳動力 重力 慣性力 測量力 切削力 力的變化使工藝系統(tǒng)產生復雜變形 46 控制或減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施 有效減小切削力 根據(jù)變形規(guī)律，預置系統(tǒng)的反變形；調刀量調整 恒力測量裝置；相對測量，對比抵消變形的影響 減小切削用量 補償部件變形 恒定測量力 提高系統(tǒng)剛度 有效地提高工藝系統(tǒng)抵抗受力變形的能力 47 （ 1）工藝系統(tǒng)剛度及其對加工精度的影響 ① 工藝系統(tǒng)剛度 工藝系統(tǒng)在受力時抵抗變形的能力 工藝系統(tǒng)變形 的特點 在加工誤差敏感方向對加工精度影響最大 與受力的大小往往并不呈現(xiàn)線性關系 工藝系統(tǒng)剛度 Ks： 加工誤差敏感方向 上工藝系統(tǒng)受力 Fn 與變形量（或位移量） Δn 之比 (N/mm) nns ΔFK ?48 ② 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 a） 各部剛度不等時在切削力作用下產生的加工誤差 車外圓 可推導出 223B2T2Hzps1311111?????? ?????????????????????? ????LzLzEILKLzKLzKFK式中 KH 、 KT 、 KB —— 分別為床頭、尾座及刀架部件的實測平均剛度 E —— 工件材料的彈性模量 I —— 工件截面慣性矩 49 簡 化 公 式 當工件剛度很高時 B2T2Hs11111KLzKLzKK????????????????BHs 111KKK??加工盤類工件時 工藝系統(tǒng)剛度隨著受力點在工件軸線方向上的位置不同而變化 ， 使車出的工件在各截面上直徑尺寸不同 ， 產生了形狀和尺寸誤差 。 50 b） 切削力變化時對加工精度的影響 原因： 切削余量不均，工件材質變化等 結果： 形狀誤差，尺寸分散 誤差復映現(xiàn)象 工件加工前的誤差 ΔB 以類似的形式反映到加工后的工件上去，造成加工后的誤差