【正文】 2022/2/17 第三章機(jī)械加工精度 第一節(jié) 概述 機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量 取決于零部件的加工質(zhì)量，產(chǎn)品的裝配質(zhì)量。 零件的加工質(zhì)量 1）幾何形狀 —— 加工精度、表面粗糙度 2）物理性能 —— 硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等。 3）化學(xué)性能 —— 耐磨蝕性能。 4）其它性能 2022/2/17 機(jī)械加工精度： 尺寸 、 形狀 、 位置 加工精度與加工誤差： 加工的大小 ， 表明加工精度的高低 。 加工精度與設(shè)計精度 、 生產(chǎn)效率 、 加工成本 有關(guān) 。 加工精度與工藝系統(tǒng)精度 （ 原始誤差 ） 。 工藝系統(tǒng) —— 由機(jī)床 、 夾具 、 刀具 、 工件組成的統(tǒng)一體 。 設(shè)計精度：由零件工作圖上的尺寸 ， 形狀 ， 位置公差確定 。 2022/2/17 二 、 影響機(jī)械加工精度的因素 （ 原始誤差分析 ） 原始誤差 —— 工藝系統(tǒng)偏離理想位置產(chǎn)生的誤差 。 幾何誤差 —— 工藝系統(tǒng)初始狀態(tài)的誤差（ 加工前 ） A、 靜態(tài)誤差 B、 運動誤差 動 （ 效應(yīng) ） 誤差 —— 切削過程的物理因素所產(chǎn)生的誤差 （ 受力 ， 受熱 ， 磨損等 ）A． 加工過程中 B． 加工后 例：精鏜活塞銷孔工序的原始誤差 。 （ 圖 3－ 1） 二、影響機(jī)械加工精度的因素 （原始誤差分析）原始誤差——工藝系統(tǒng)偏離理想位置產(chǎn)生的誤差。1 、 幾何誤差——工藝系統(tǒng)初始狀態(tài)的誤差 （加工前） A 、靜態(tài)誤差 B 、動態(tài)誤差2 、 動 （效應(yīng)）誤差——切削過程的物理因素所產(chǎn)生的誤差 （受力，受熱，磨損等）A ．加工過程中 B ．加工后2022/2/17 2022/2/17 三 、 誤差敏感方向 在誤差敏感方向上系統(tǒng)原始誤差對加工精度 的影響最大 。 例如：車削外圓時 ， 刀尖在工件法向方向上的誤差 δ， 引起最大加工誤差 △ R 。 （ 圖 3－ 2） 02002202c o sc o s2RRRROAAOR????????????????2022/2/17 分析： 當(dāng) 時 ， （ 忽略了 ） 當(dāng) 時 ， （ 當(dāng) δ很小時 ， △ Rmin可忽略 ） 0??090????? m a xR022R?02m in 2 RR???02002202c o sc o s2RRRROAAOR????????????????2022/2/17 四 、 研究加工精度的方法 單因素分析法：分析某一原始誤差對加工精度的影響 。 通過分析計算 ， 測量 ， 實驗等方法 。 統(tǒng)計分析法： 對一批工件測量 ， 并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 ， 判斷加工誤差的性質(zhì) ， 從而找出產(chǎn)生誤差的原因 。 實際生產(chǎn)中 ， 兩種方法結(jié)合應(yīng)用 。 2022/2/17 第二節(jié) 工藝系統(tǒng)的幾何精度對加工精度的影響 一 、 加工原理誤差 近似的切削成形運動 例如：數(shù)控插補(bǔ)原理：直線或圓弧逼近曲線的加工 ， 數(shù)控銑床上用球頭銑刀加工曲面 （ 行切法 ） （ 圖 3－ 3） 近似的切削刀形狀 例如：滾齒刀具 近似的計算 例：模數(shù)螺紋的 π因子 2022/2/17 二 、 調(diào)整誤差 尺寸精度的獲得方法 （ 一 ） 試切法 （ 如車外圓的 5個步驟：開車對 刀；右退出車刀；進(jìn)刀；走刀切削 13mm； 退 出車刀；測量；按尺寸進(jìn)刀；走刀切削 。 ） 試切法引起調(diào)整誤差的因素 測量誤差：量具 ， 測量方法 ， 使用條件等 。 機(jī)床進(jìn)繪機(jī)構(gòu)的位移誤差 切削狀態(tài)不同產(chǎn)生的誤差。例如：刀尖的 圓角影響。 2022/2/17 （ 二 ） 調(diào)整法 如車臺階長度時的位置調(diào)整 引起調(diào)整誤差的因素 定程機(jī)構(gòu)誤差 液壓死擋鐵＜ (精度高 ) 電氣行程開關(guān)＜ （ 靈敏度 ） 樣件或樣板誤差 測量有限試件造成誤差 2022/2/17 （ 三 ） 其它方法 定尺寸刀具法 例如：鉆孔 ， 鉸孔 ， 浮動鏜等 取決于刀具的相關(guān)尺寸精度 （ 與刀具制造 ， 安裝 ， 磨損有關(guān) ） 自動控制法 例如：自動或半自動磨床 ， 取決于自動檢測裝置精度和自動反饋控制系統(tǒng)控制精度 。 三 、 機(jī)床誤差 例如：銑床的精度檢驗項目有多項 2022/2/17 （ 一 ） 機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 （ 來源于加工 ， 裝配 ，安裝 ， 磨損 ， 溫度等 ） 導(dǎo)向誤差 （ 直線度 ， 扭曲度及偏離 ， 平行 ，垂直等 ） 例車床直線度 （ 圖 3－ 5） 1） 在水平面內(nèi)的直線度 △ Y （ 圖 3－ 6a） （ 設(shè)車刀刀夾中心與工件軸或等高 ） 2） 在垂直面內(nèi)的直線度 △ Z （ 圖 3－ 6b） yR y ???222)( ZRRR z ?????2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 忽略 項 ∵ ∴ 可以忽略 （ 3） 扭曲誤差 與機(jī)床導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)及主軸中心高有關(guān) （ 圖 3－ 7） 2ZR?RZRZ 22???RyRZ ?? ＜＜RyR Z ?? ＜＜ZR?BHHYrR ??????? ??2022/2/17 2022/2/17 （ 4） 導(dǎo)軌與主軸軸線相互位置誤差 水平面內(nèi)平行度誤差 車 —— 錐度 鏜 —— 橢圓 垂直內(nèi)平行度誤差 車 （ 度 ） — 雙曲線 鏜 —— 橢圓 圖 39 2022/2/17 （ 5） 減少導(dǎo)軌誤差的措施 設(shè)計：結(jié)構(gòu) 、 材料 、 熱處理方式 、 潤滑方式 、防護(hù)裝置等 。 制造：時效處理 、 表面待火年理 、 精度工序等 。 調(diào)整：調(diào)間隙 、 調(diào)水平等 。 使用：地基 、 安裝 、 維護(hù) （ 清洗 、 防銹 、 潤滑 ） 2022/2/17 2． 導(dǎo)軌誤差的理論分析方法 滑板在導(dǎo)軌上運動 ， 導(dǎo)向：限制了 5個自由度 。 坐標(biāo)系的建立： 直角坐標(biāo)系： —— 與導(dǎo)軌固連 通常 i軸與主軸平行或垂直 直角坐標(biāo)系 —— 與滑板固連 直角坐標(biāo)系 —— 滑板上的參考坐 標(biāo)系 。 隨滑板平移時 ， 各坐標(biāo)軸方向始終與導(dǎo) 軌固連各坐標(biāo)軸方向一致 。 ? ?kjio ,?? ?11111 ,。 kjio?? ?kjio ????? ,。?2022/2/17 2022/2/17 設(shè)：刀具或工件 上的任意點： 若點 P隨 ζ沿 j、 k平移 ， 繞坐標(biāo) i′j′k′轉(zhuǎn)動 α， β， γ角 ， 則 P點位 置變化 ， 產(chǎn)生加工誤差 。 其中： △ yt ， △ zt—— 由與 i軸的偏離而造成 （ 導(dǎo)軌與主軸軸線在水平 、 垂直面內(nèi)平行度誤差 ） 。 α—— 由扭曲造成 β—— 由垂直面內(nèi)直線度造成 γ—— 由水平面內(nèi)直線度造成 ),(),(),( 111 zyxzyxzyxP ???2022/2/17 （ 圖 3－ 10） ， 其中 轉(zhuǎn)角誤差計算 ??????????????????c o ss i ns i nc o s:11111zyzzyyxx????????????????????????????????????????????????111111c o ss i n0s i nc o s0001zyxEzyxzyxi ?????2022/2/17 —— 坐標(biāo)變換矩陣 記列矩陣： 則： 同理：有 ， 當(dāng) σ1旋轉(zhuǎn) α、 β、 γ時 有： ?iE??iE ?? ?Tzyxr ????? ? ?Tzyxr1111 ?1rEr i ??? ???jE ? ?kE ???????kjikjiEEEErErEEEr????????????????式中：112022/2/17 當(dāng) α、 β、 γ值很小時 ， 近似有： 得： P點的線位移誤差 （ 由轉(zhuǎn)角誤差引起的 ） 為： 01c o s,1c o s,1c o ss i n,s i n,s i n??????????????????????????????????????111??????E? ?11111111rIErErrrzyxzyxzyxrrr???????????????????????????????????????????????????2022/2/17 I—— 單位矩陣 綜合 △ xt(進(jìn)給誤差 )、 △ yt、 △ z t和轉(zhuǎn)角引起的成性誤差 x處 ， P點的線性誤差為： （ 線性疊加 ） 或 （ 改寫成方程組的形式 ） ??????????????????????????????????????????