機(jī)械加工質(zhì)量及其控制概述(編輯修改稿)
2025-02-26 11:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。合理的導(dǎo)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(dǎo)軌（液、氣體）90o雙三角導(dǎo)軌，適當(dāng)加長(zhǎng)工作臺(tái)配磨、刮研，耐磨損均化作用，防磨損Why?成形運(yùn)動(dòng)間位置關(guān)系精度 圓柱面成為雙曲面平面成為內(nèi)凹或外凸圓柱面成為圓錐面車(chē)削時(shí)：刀具直線運(yùn)動(dòng)與工件回轉(zhuǎn)軸線 不垂直刀具與工件回轉(zhuǎn)軸線在空間交錯(cuò) 不平行刀具直線運(yùn)動(dòng)與工件回轉(zhuǎn)軸線在 zx（水平面內(nèi)） 面內(nèi)不平行d Δd相互位置關(guān)系精度將直接影響工件的形狀精度鏜削時(shí)： 若工件直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與鏜桿回轉(zhuǎn)軸線不平行銑削時(shí)： 若端銑刀回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不垂直移位加工可使誤差從 Δ減小至 Δ?移位方向圓孔成為橢圓孔平面下凹KDP已加工表面檢測(cè)光學(xué)零件超精密磨削工藝中，中心高位置對(duì)零件加工精度的影響。（獲部級(jí)三等獎(jiǎng)）金剛石砂輪修整裝置 金剛石砂輪修整照片提高相互位置關(guān)系精度的措施 使用 幾何精度高的機(jī)床（決定因素）保證高精度的 零部件制造、總裝調(diào)試 和 維修誤差 檢測(cè)與補(bǔ)償 （在已有機(jī)床上進(jìn)行）成形運(yùn)動(dòng)間速度關(guān)系精度 車(chē)、磨螺紋以及滾齒、插齒、磨齒等加工，要求 各成形運(yùn)動(dòng)之間具有準(zhǔn)確的速度關(guān)系。 滾齒機(jī)刀具與工件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系提高成形運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系精度的措施 盡量減少傳動(dòng)件數(shù)目，縮短傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度 （最好 1個(gè)） 采用降速傳動(dòng)鏈 保證高精度的 傳動(dòng)零部件制造、總裝調(diào)試和維修 傳動(dòng)誤差檢測(cè)與補(bǔ)償 (大小相等、方向相反的誤差 ) 影響速度關(guān)系精度的因素 機(jī)床傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)元件的 制造誤差 、 裝配誤差 以及 磨損 等，都會(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，造成工件和刀具運(yùn)動(dòng)相對(duì)速度的不準(zhǔn)確，從而產(chǎn)生加工誤差。在 降速鏈中的 低速傳動(dòng)件誤差 的影響最大 。加工過(guò)程中其它因素對(duì)加工精度的影響與控制工藝系統(tǒng)受力變形的影響與控制 工藝系統(tǒng)受力 破壞成形運(yùn)動(dòng)精度 引起加工誤差加工時(shí)工件或夾具變形，加工后產(chǎn)生誤差單爪撥動(dòng)，使受力方向改變，瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心變動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件自重引起結(jié)構(gòu)件變形且隨運(yùn)動(dòng)而不斷變化（龍門(mén)機(jī)床、 KDP超精密加工機(jī)床）高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于質(zhì)量不均引起有關(guān)環(huán)節(jié)變形接觸變形造成測(cè)量誤差 （非接觸測(cè)量）夾緊力撥動(dòng)力重力慣性力測(cè)量力切削力 力的變化使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)雜變形 （細(xì)長(zhǎng)軸）控制或減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施 有效減小 （切削力） （消極方法，超精加工中出現(xiàn)）根據(jù)變形規(guī)律，預(yù)置系統(tǒng)的反變形 （重力） ；調(diào)刀量調(diào)整恒力測(cè)量裝置 （測(cè)量力） ；相對(duì)測(cè)量，對(duì)比抵消變形的影響減小切削用量補(bǔ)償部件變形恒定測(cè)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 的能力本節(jié)重點(diǎn)積極方法找引起工件產(chǎn)生誤差原因提出改進(jìn)性措施 提高零件的加工精度工藝系統(tǒng)剛度 工藝系統(tǒng)在受力時(shí) 抵抗變形的能力工藝系統(tǒng) 變形 的特點(diǎn)在加工誤差 敏感方向 對(duì)加工精度影響最大與 受力的大小 往往并不呈現(xiàn)線性關(guān)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） Δ 之比即 工藝系統(tǒng)剛度與加工精度的關(guān)系 ① 系統(tǒng)各部剛度不等時(shí) 在切削力作用下產(chǎn)生的加工誤差 車(chē)外圓可推導(dǎo)出式中 KH、 KT、 KB—— 分別為機(jī)床 床頭、尾座及刀架 部件的實(shí)測(cè)平均剛度 E—— 工件材料的彈性模量J —— 工件截面慣性矩簡(jiǎn) 化 公 式 當(dāng)機(jī)床剛度遠(yuǎn)大于工件剛度時(shí)當(dāng)工件剛度很高時(shí)*車(chē)刀在尾座處時(shí)， Z=L*車(chē)刀在床頭處時(shí)， Z=0車(chē)刀在工件中間時(shí)， Z=L/2細(xì)長(zhǎng)軸 （腰鼓）KHKTK工短粗軸 （馬鞍） K工 KHKT② 切削力變化 對(duì)加工精度的影響 原因： 切削余量不均 ； 工件材質(zhì)變化等結(jié)果： 形狀誤差，尺寸分散誤差復(fù)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 ΔW 。誤差復(fù)映系數(shù) ε式中 CFp—— 徑向切削力系數(shù) f—— 進(jìn)給量YFp —— 進(jìn)給量對(duì)切削力影響指數(shù)減少誤差復(fù)映的主要措施 多次走刀 提高工藝系統(tǒng)剛度提高工藝系統(tǒng)剛度的主要措施 ① 提高 工件在加工時(shí)的剛度 或 減小其變形 合理選擇工件的 加工和裝夾 方式薄壁件均勻夾緊 ； 細(xì)長(zhǎng)件 用中心架、跟刀架或反向進(jìn)給切削② 提高刀具在加工時(shí)的剛度 改善刀具材料、結(jié)構(gòu)；熱處理；鉆套、鏜套；對(duì)稱刃口抵消切削分力③ 提高機(jī)床及夾具的剛度 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，剛度平衡 ； 盡量減少零件數(shù)，提高接合面形狀精度，降低表面粗糙度值，減少接觸變形 ； 可靠預(yù)緊求法？練習(xí)一下： 陳明君 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題 .ppt工藝系統(tǒng)熱變形的影響與控制 熱源內(nèi)部熱源外部熱源摩擦熱 （運(yùn)動(dòng)副）轉(zhuǎn)化熱 （電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力能耗）加工熱 （切削熱、磨削熱） （薄片類零件）環(huán)境溫度 （室溫、地基溫度）輻射熱 （陽(yáng)光、取暖設(shè)備、人體）熱變形對(duì)加工精度的影響 （特別是 精密件、大型件 的加工）機(jī)床：破壞原有的冷態(tài)幾何精度，造成加工誤差 （大機(jī)床）工件：冷卻后尺寸改變；局部受熱不均而變形 圖 （大零件如導(dǎo)軌）刀具：加工過(guò)程中熱伸長(zhǎng)引起加工尺寸變化精密加工時(shí)也要考慮夾具、量具熱變形帶來(lái)的誤差2023年實(shí)驗(yàn)控制熱變形的主要措施 減少熱量產(chǎn)生和傳入 正確使用刀（磨）具、切（磨）削用量；及時(shí)刃磨或修整刃具； 電機(jī)外置、油箱外置；防曬加強(qiáng)散熱能力 高效冷卻（噴霧冷卻、潤(rùn)滑油冷凍降溫， 液氮 ）均恒溫度場(chǎng) 采用熱對(duì)稱和熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)；恒溫間 （德國(guó)） ；機(jī)床預(yù)熱 （長(zhǎng)春）。改進(jìn)設(shè)計(jì) 有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 CAD超精密加工過(guò)程中，其它誤差的影響因素也非常的重要除了前面分析的所有因素之外（環(huán)境控制：恒溫、恒濕、超凈、隔振）工藝系統(tǒng)磨損的影響與控制 減少系統(tǒng)磨損的主要措施合理設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu) 靜壓結(jié)構(gòu) （無(wú)磨損） ，易損表面防護(hù)提高零部件耐磨性 耐磨材料（合金鑄鐵、鑲鋼、貼塑），熱處理合理潤(rùn)滑，及時(shí)更換已磨損件正確使用刀具 刀具材料（陶瓷、金剛石），刀具參數(shù)切削用量（尤其是 V）， 刃口形式（寬刃）冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)磨損對(duì)加工精度的影響機(jī)床零部件 破壞原有成形運(yùn)動(dòng)精度造成工件的形狀和位置誤差?yuàn)A具 160
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