加工質(zhì)量分析及控制-在線瀏覽
2024-07-28 00:08本頁面
【正文】 程度愈大，加工誤差愈大。應(yīng)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)抓住以下要點(diǎn)：（1）必須切實(shí)弄清“理想幾何參數(shù)”的正確含義。（2）加工精度是零件圖紙或工藝文件以公差T給定的，而加工誤差則是零件加工后的實(shí)際測得的偏離值△。（3）零件三個(gè)方面的幾何參數(shù)，就是加工精度和加工誤差的三方面的內(nèi)容。從保證機(jī)器使用性能出發(fā)，機(jī)械零件應(yīng)具有足夠的加工精度，但沒有必要把每個(gè)零件都做得絕對準(zhǔn)確。即加工精度的規(guī)定均以相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值標(biāo)注在零件圖上，加工時(shí)只要零件的加工誤差未超過其公差范圍，就能保證零件的加工精度要求和工作要求。由于多種因素的影響，由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中的各種誤差，在不同的條件下，以不同的方式反映為加工誤差。因此，把工藝系統(tǒng)的誤差稱之為原始誤差。分析計(jì)算法，是分別研究各原始誤差對加工精度的影響。通過分析、計(jì)算或?qū)嶒?yàn)、測試，得出該因素與加工誤差之間的關(guān)系，即找出它們之間的變化規(guī)律?？梢姡耙环N方法主要是分析各項(xiàng)誤差單獨(dú)的變化規(guī)律，后一種方法主要是研究各項(xiàng)誤差綜合的變化規(guī)律，且只適用于大批大量的生產(chǎn)條件。一般先用統(tǒng)計(jì)分析法找出誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步推斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后，運(yùn)用分析計(jì)算法找出影響加工誤差的關(guān)鍵因素，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。舉例：滾切漸開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，代替漸開線基本蝸桿滾刀，由于滾刀刀刃形狀誤差會引起的加工誤差；② 由于滾刀刀刃數(shù)有限，滾切出的齒形不是連續(xù)光滑的漸開線，而是由若干短線組成的折線。因此，只要把原理誤差限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，采用近似的加工方法是完全允許的。分析和研究機(jī)床誤差及其對加工精度的影響，無論在理論上或是實(shí)際應(yīng)用上都具有重要的意義。 機(jī)床誤差是由機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損等引起的。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)動和動力傳給工件或刀具，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。尤其是在精密加工中，它是決定工件圓度的主要因素。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。通常把主軸的回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向跳動、軸向竄動和角度擺動三種基本形式。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。① 鏜孔情況（圖4－2）設(shè)因主軸純徑向跳動而使軸線在y坐標(biāo)方向上作簡諧直線運(yùn)動，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，振幅為A；設(shè)刀尖處于水平位置時(shí)，主軸中心偏移最大（等于A），當(dāng)鏜刀轉(zhuǎn)過某一φ角時(shí)，此時(shí)刀尖軌跡的水平和垂直分量分別是：y = Acosφ+Rcosφ＝（A+R）cosφ；z = Rcosφ 將上兩式平方相加可得：。 圖4－2 鏜孔時(shí)純徑向跳動對圓度的影響 圖4－3 車削時(shí)純徑向跳動對圓度的影響 ② 車削外圓情況（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。2）主軸的純軸向竄動它對內(nèi)外圓加工沒有影響，但當(dāng)加工端面時(shí)，會使車出的端面與圓柱面不垂直（圖4－4），端面對軸線的垂直誤差隨切削半徑的減小而增大。 圖4－4 主軸端面跳動引起的加工誤差 （a）工件端面跳動 （b）螺距周期誤差3）主軸的純角度擺動主軸回轉(zhuǎn)時(shí)的純角度擺動，在車削外圓時(shí)仍然可以得到一個(gè)圓形工件，但工件是一個(gè)圓錐體。當(dāng)主軸采用滑動軸承時(shí)，主軸回轉(zhuǎn)精度，主要是受到主軸頸和軸承內(nèi)孔的圓度誤差和波度的影響（圖4－6）。 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軸承，或采用高精度動壓滑動軸承（多油楔）和靜壓軸承等。實(shí)際生產(chǎn)中，常采用定向裝配和分組選配，使誤差相互補(bǔ)償或抵消，以減小軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響。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程中的回轉(zhuǎn)精度不依賴于主軸，是保證工件形狀精度的最簡單而又有效的方法。在鏜床上加工箱體類零件上的孔時(shí)，可采用鏜模加工，刀桿與主軸為浮動聯(lián)接，則刀桿的回轉(zhuǎn)精度與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度無關(guān)，工件的加工精度僅由刀桿和導(dǎo)套的配合質(zhì)量決定。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。（1）車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 它使刀具在水平面內(nèi)產(chǎn)生位移Δy（圖4－8），造成工件在半徑方向上的誤差ΔR=Δy。 圖4－8 車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響 （2）車床導(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），會引起工件在半徑方向的誤差ΔR=ΔZ2／（2R）。但對平面磨床龍門刨床及銑床等，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差會引起工件相對于砂輪（刀具）產(chǎn)生法向位移，其誤差將直接反映到被加工：工件上，造成形狀誤差（圖4－10）圖4－9 車床導(dǎo)軌垂直面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響圖4－10 龍門刨床導(dǎo)軌垂直面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響由此可見：原始誤差所引起的刀刃與工件間的相對位移，若產(chǎn)生在加工表面的法線方向，則對加工精度有直接影響；若產(chǎn)生在切線方向，就可以忽略不計(jì)。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的相對位移，則工件在半徑方向上的誤差為ΔR=Δy（圖4－11a）；。設(shè)：ΔZ=Δy＝，R=50mm，則由于法向原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差ΔR= ，由于切向原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差ΔR= ，此值完全可以忽略不計(jì)。分析各種原始誤差對加工精度的影響時(shí)，應(yīng)著重分析在誤差敏感方向的影響。設(shè)車床中心高為H，導(dǎo)軌寬度為B，則導(dǎo)軌扭曲量Δ引起工件半徑的變化量ΔR為： ΔR／H≈Δ／B； ΔR≈ΔH／B。 圖4－12 導(dǎo)軌扭曲對加工精度的影響分析導(dǎo)軌誤差及其對加工精度的影響時(shí)，總結(jié)以下幾點(diǎn)：（1）車床導(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
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