【正文】 ） 2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 四 、 機(jī)床部件剛度 （ 一 ） 機(jī)床部件剛度的測(cè)定 1． 靜態(tài)測(cè)定法 對(duì)機(jī)床施加靜截序 ， 根據(jù)力的不同及變形不同 ，計(jì)算出機(jī)床各部件剛度 。 （ 圖 333） 例如：夾緊位置不當(dāng)產(chǎn)生的誤差 。 2022/2/17 （ 三 ） 夾緊力 、 重力引起的加工誤差 例如：加工薄壁套筒的孔 ， 夾緊 變形 ， 加工后變形恢復(fù) ， 孔出現(xiàn)形狀誤差 。 （ 例階梯形狀誤 差 、 橢圓形狀誤差等 ） 。 21 ppm aa ???21 yyg ???mg????2022/2/17 , 2211kFykFy yy ??yFyFyFynfxpFy HBfaCF )(?時(shí)＝，＝設(shè) 1)(yFyFyFyFyxCHBfaC nfxpFpy aCF ??mppppgkCaakCkCakCayy?????????)(212121kC?? ?2022/2/17 討論： 1） ε是小于的正數(shù) ， ε越小 ， 加工誤差越小 。 設(shè)：工藝流系統(tǒng)剛度 k不變 ， Fy變化 →y變化 ，產(chǎn)生加工誤差 。 ② 刀具主軸伸縮類：鏜床 ， 鏜模 ， 平磨等 。 根據(jù)系統(tǒng)剛度公式及切削力 Fy， 可計(jì)算出工件 的半徑變化 ， 即加工誤差 。 工件呈鼓形 （ 圖 328a） 。 tjdjtjwz kkkk ＜＜)11(:)(,0)(m i nm i ndjwztjyjcjcwztjwzjckkkFyyLkkkxxy???????? 處有時(shí)2022/2/17 加工誤差對(duì)工件形狀誤差：變形大 ， 切削下 金屬層薄 ， 工件直徑大 ， 變形小 ， 切削下金屬 層厚 ， 工件直徑小 ， 工件呈鞍型 （ 圖 330） 工件產(chǎn)生形狀誤差為圓柱度誤差 。 圖 3－ 29 2022/2/17 機(jī)床總變形 LXyLXLyLXyyyxyywztjtjwztjtjx.))(()(?????????djxjc yyy ??機(jī)床總變形：2022/2/17 其中 LXyLXLyLXyyyxyywztjtjwztjtjx.))(()(?????????)(LXLkFkFytjytjAtj???LXkFkFywzywzBwz ???djydj kFy ?2022/2/17 分析工藝系統(tǒng)剛度的變化 （ 隨切削力作用點(diǎn)而變化 。 （ 2） 刀具為剛體 ， 忽略變形 （ 3） 切削力大小不變 。 刀架實(shí)際尺寸為：僅方刀架 200 200 200mm （ 從刀架往下到床鞍尺寸逐漸增大 ） 即：實(shí)測(cè)剛度比力學(xué)公式計(jì)算值小許多 。 3333lEIkEIlFyy??工工jjjc yy 、2022/2/17 例如：車床刀架部件剛度 。 23m a x2248)2(48)(.3lEIklxEIlFylxxlEIFyyy???????工工工當(dāng)2022/2/17 （ 2） 在機(jī)床卡盤上裝夾的棒料 —— 懸臂梁 。（包括：固有頻率、共振頻率、振幅，相位角等。 工藝系統(tǒng)受力變形： 例：車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí) ,工件的彎曲變形；磨小孔 ，磨頭細(xì)長(zhǎng)刀軸彎曲變形等 。 （ 4）一般刀具 —— 刀具的進(jìn)合精度控制工件尺寸或形狀 刀具誤差種類： （ 1） 制造誤差 —— 前三種刀具的制造誤差產(chǎn)生加工誤差 。 ② 數(shù)控車床車螺紋 其加工工件的導(dǎo)程精度取決于主軸編碼器精度和機(jī)床刀架進(jìn)給精度 。 5． 數(shù)控機(jī)床中的電子傳動(dòng)鏈 2022/2/17 例如： ① YK3120滾齒機(jī) 范成運(yùn)動(dòng) 、 差動(dòng)運(yùn)動(dòng)均為電子傳動(dòng)鏈 。 3． 提高傳動(dòng)件精度 4. 誤差補(bǔ)償校正機(jī)構(gòu) 。 總轉(zhuǎn)角誤差 概率法做算有 轉(zhuǎn)角誤差為周期函數(shù) （ 轉(zhuǎn)一周誤差重復(fù) ） 即 ， jnjjk ?? ??? ???1??? ???njjjk122 ??? ?jjjj t ??? ???? s i n2022/2/17 總轉(zhuǎn)角誤差： 其中： ∴ 測(cè)量系統(tǒng)原理圖 322 分析儀工作原理圖 323 ? ???? ??????njjjjjjn tk1s i n ???? ＝tkt njj ??1?? ???? ??????njjjjjjn tk1s i n ???? ＝2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 傳動(dòng)精度測(cè)量與信號(hào)處理 用磁分度儀或光柵試分度儀測(cè)出末端轉(zhuǎn)角誤差曲線 （ 圖 321B） 用頻譜分析的方法 ， 找出誤差影響較大的傳動(dòng)元件 ， 采取相應(yīng)的改善損失 。 設(shè)：工件的轉(zhuǎn)角誤差勁 — 由第 j個(gè)傳動(dòng)件誤差引起的工件轉(zhuǎn)角誤差 。 例如：螺紋的螺距誤差 ， 齒輪 、 蝸輪的周節(jié)誤差等 。 2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 （ 三 ） 機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差 1， 傳動(dòng)鏈精度分析 內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中 ， 首末件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差 。 （ 2）軸承間隙調(diào)整 （ 3） 軸承安裝配合件 主軸滾動(dòng)軸承安裝軸徑 箱體上的主軸滾動(dòng)軸承安裝孔等 （ 4） 主軸轉(zhuǎn)速 （ 5） 其它因素 2022/2/17 提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措失 （ 1） 提高制造精度 （ 要求精度 ， 成本高 ） （ 2） 滾動(dòng)軸承預(yù)緊 （ 磨損大 ， 發(fā)熱 ） （ 3） 排除主軸回轉(zhuǎn)誤差的工藝措失 。 另：多油楔動(dòng)壓軸承 —— 主要為主軸軸徑誤差影響 靜壓軸承 —— 較厚的油膜減小了軸徑和軸孔的誤差 ， 所以精度較高 。 2022/2/17 2022/2/17 工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床主軸軸承孔的橢圓誤差影響： ∵ 軸承孔受力點(diǎn)不變 ∴ 不產(chǎn)生加工誤差 。 ) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程 加工孔為橢圓 ， 長(zhǎng)軸： （ A+R） ， 短軸： R ???????????c os)(c oss i nRARhyRz2022/2/17 2022/2/17 （ 2） 對(duì)車削孔的影響 （ 圖 316） ， 刀尖到平 均回轉(zhuǎn)軸線 Om 為定值： R 設(shè)工件主軸誤差： h＝ Acosφ 沿 y方向 ： Rφ=0＝ R－ A Rφ=φ＝ R－ h ＝ R－ Acosφ =R+A 任一點(diǎn)： 加工孔近似為圓 。 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(jì)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(shí) 有： ?iE??iE ?? ?Tzyxr ????? ? ?Tzyxr1111 ?1rEr i ??? ???jE ? ?kE ???????kjikjiEEEErErEEEr????????????????式中：112022/2/17 當(dāng) α、 β、 γ值很小時(shí) ， 近似有： 得： P點(diǎn)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(diǎn)的線性誤差為： （ 線性疊加 ） 或 （ 改寫成方程組的形式 ） ??????????????????????????????????????????????????????????????????