加工質(zhì)量分析及控制-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 舉例：滾切漸開(kāi)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(kāi)線基本蝸桿滾刀，由于滾刀刀刃形狀誤差會(huì)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(kāi)線，而是由若干短線組成的折線。分析和研究機(jī)床誤差及其對(duì)加工精度的影響，無(wú)論在理論上或是實(shí)際應(yīng)用上都具有重要的意義。1．機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn)，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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。即，主軸幾何軸線、主軸實(shí)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(guān)系。這里應(yīng)讓學(xué)生注意掌握相同（不同）形式的主軸回轉(zhuǎn)誤差，對(duì)不同機(jī)床和加工表面將產(chǎn)生不同（相同）形式的加工誤差。 圖4－2 鏜孔時(shí)純徑向跳動(dòng)對(duì)圓度的影響 圖4－3 車(chē)削時(shí)純徑向跳動(dòng)對(duì)圓度的影響 ② 車(chē)削外圓情況（圖4－3）工件1處的切出半徑比在4處小一個(gè)振幅A，而在工件3處的切出半徑則比4處大一個(gè)振幅A。 圖4－4 主軸端面跳動(dòng)引起的加工誤差 （a）工件端面跳動(dòng) （b）螺距周期誤差3）主軸的純角度擺動(dòng)主軸回轉(zhuǎn)時(shí)的純角度擺動(dòng)，在車(chē)削外圓時(shí)仍然可以得到一個(gè)圓形工件，但工件是一個(gè)圓錐體。 圖4－6 圖4－7 圖4－7（4）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施1）提高主軸部件的制造精度 首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度，如選用高精度的滾動(dòng)軸承，或采用高精度動(dòng)壓滑動(dòng)軸承（多油楔）和靜壓軸承等。3）使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上 直接使工件在加工過(guò)程中的回轉(zhuǎn)精度不依賴(lài)于主軸，是保證工件形狀精度的最簡(jiǎn)單而又有效的方法。因此，它是產(chǎn)生工件形狀誤差和位置誤差的主要因素之一。 圖4－8 車(chē)床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響 （2）車(chē)床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差此項(xiàng)誤差使刀具在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生位移ΔZ（圖4－9），會(huì)引起工件在半徑方向的誤差ΔR=ΔZ2／（2R）。例如：若原始誤差所引起的刀刃與工件之間在加工表面的法線方向產(chǎn)生Δy的相對(duì)位移，則工件在半徑方向上的誤差為ΔR=Δy（圖4－11a）；。分析各種原始誤差對(duì)加工精度的影響時(shí)，應(yīng)著重分析在誤差敏感方向的影響。 圖4－12 導(dǎo)軌扭曲對(duì)加工精度的影響分析導(dǎo)軌誤差及其對(duì)加工精度的影響時(shí)，總結(jié)以下幾點(diǎn)：（1）車(chē)床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差，是1：1的直接反映到工件的半徑上去，即 △R=△y；而在垂直面內(nèi)的直線度誤差產(chǎn)生的加工誤差，則為二次小誤差，即△R=△Z2/（2R）可忽略不計(jì)。所謂“誤差敏感方向”是指通過(guò)刀刃的加工表面的法線方向。分析判斷時(shí)，首先要弄清楚導(dǎo)軌誤差項(xiàng)目、所在平面及彎曲方向或不平行與不垂直的方向，以及導(dǎo)軌全長(zhǎng)各點(diǎn)處的誤差值；然后，再查明工件被加工表面所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌部位和長(zhǎng)度段。 1）傳動(dòng)鏈誤差的概念傳動(dòng)鏈誤差是指內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中首、末兩端傳動(dòng)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。 例如，車(chē)螺紋時(shí)，要求主軸與傳動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)速比恒定（圖示），即 Z2Z1若齒輪Z1有轉(zhuǎn)角誤差δ1，造成Z2的轉(zhuǎn)角誤差為：δ12＝i12δ1傳到絲杠上的轉(zhuǎn)角誤差為δ1n，即：Z1 δ1 δ1n=i1nδ1Z2 δ2 δ2n=i2nδ2………………Zn δn δnn=innδn在任一時(shí)刻，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差反映到絲杠的總誤差為：傳動(dòng)鏈誤差是由傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)件的制造誤差、裝配誤差、加工過(guò)程中由于力和熱而產(chǎn)生變形以及磨損引起的。3）減少傳動(dòng)鏈誤差的措施為減小傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響，可以采取下列措施： 1）盡量縮短傳動(dòng)鏈, 即減少傳動(dòng)元件的數(shù)量，以減少誤差來(lái)源。 4）采用校正裝置（圖4－13）以及微機(jī)控制的傳動(dòng)誤差自動(dòng)補(bǔ)償裝置等。刀具的安裝和使用不當(dāng)，也會(huì)影響加工精度。2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對(duì)尺寸誤差。夾具誤差和工件安裝誤差可通過(guò)圖4－15的夾具實(shí)例說(shuō)明對(duì)加工精度的影響。其大小為： 背向力Fp （舊標(biāo)準(zhǔn)中為徑向切削分力Fy）與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形yxt的比值，即:kxt = Fp/yxt 注意：這里變形yxt是總切削力的三個(gè)分力Fc、Fp、Ff（舊標(biāo)準(zhǔn)中為Fz、Fy、Fx）綜合作用的結(jié)果。負(fù)剛度現(xiàn)象對(duì)保證加工質(zhì)量是不利的，此時(shí)車(chē)刀的刀尖將扎入工件（扎刀）的外圓表面，引起刀具的破損和振動(dòng)，應(yīng)盡量避免。它的計(jì)算至今還沒(méi)有合適的方法，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。 圖4－18 圖4－19 車(chē)床刀架部件剛度的實(shí)測(cè)曲線圖4－19為用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得車(chē)床刀架部件剛度曲線，其特點(diǎn)為：1）變形與作用力不是線性關(guān)系，表明部件的變形不純粹是彈性變形。4）部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體可能估算的小。由于背吃刀量不同，切削力不同，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的讓刀變形也不同，對(duì)應(yīng)于ap1產(chǎn)生的讓刀為y1，對(duì)應(yīng)于ap2產(chǎn)生的讓刀為y2,故加工出來(lái)的工件B仍然存在橢圓形狀誤差。如果我們知道了某加工工序的復(fù)映系數(shù)，就可以通過(guò)測(cè)量毛坯的誤差值來(lái)估算加工后工件的誤差值。提高工藝系統(tǒng)剛度，對(duì)減小誤差復(fù)映系數(shù)具有重要意義。毛坯材料的不均勻，HB有變化，同樣會(huì)引起背向力的變化，產(chǎn)生加工誤差，分析方法同誤差復(fù)映規(guī)律。圖4－25 單爪撥盤(pán)傳動(dòng)下工件的受力分析 圖4－26 單爪撥盤(pán)傳動(dòng)下工件的變形分析結(jié)論：在單爪撥盤(pán)傳動(dòng)下車(chē)削出來(lái)的工件是一個(gè)正園柱，并不產(chǎn)生加工誤差。 因此可采用配重平衡的方法來(lái)消除這種影響，必要時(shí)亦可適當(dāng)降低主軸轉(zhuǎn)速，以減小離心力的影響。采用導(dǎo)套、導(dǎo)桿等輔助支承來(lái)加強(qiáng)刀架的
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