加工質(zhì)量分析及控制(已改無錯字)
2023-07-18 00:08:06 本頁面
【正文】 傳動鏈誤差的概念傳動鏈誤差是指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中首、末兩端傳動件之間相對運動的誤差。當(dāng)加工工件表面如螺紋（車削）、齒輪（滾齒、插齒、磨齒）時，通過機床上的復(fù)合運動實現(xiàn)，即主軸（工件或滾刀）和刀架（車刀）或工作臺（被加工齒輪）間為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，該傳動鏈的誤差是影響加工精度的主要因素。2）傳動鏈誤差的傳遞傳動鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差。它的大小對車、磨、銑螺紋，滾、插、磨（展成法磨齒）齒輪等加工會影響分度精度，造成加工表面的形狀誤差，如螺距精度、齒距精度等。 例如，車螺紋時，要求主軸與傳動絲杠的轉(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在任一時刻，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差反映到絲杠的總誤差為：傳動鏈誤差是由傳動鏈中各傳動件的制造誤差、裝配誤差、加工過程中由于力和熱而產(chǎn)生變形以及磨損引起的。各傳動件在傳動鏈中的位置不同，影響程度不同，其中末端元件的誤差對傳動鏈的誤差影響最大。各傳動件的轉(zhuǎn)角誤差將通過傳動比反映到工件上。當(dāng)傳動鏈為升速傳動時，則傳動件的轉(zhuǎn)角誤差將擴大，反之為降速傳動時，其轉(zhuǎn)角誤差將縮小。3）減少傳動鏈誤差的措施為減小傳動鏈誤差對加工精度的影響，可以采取下列措施： 1）盡量縮短傳動鏈, 即減少傳動元件的數(shù)量，以減少誤差來源。 2）采用降速傳動（u1，u為機床中的傳動比），如滾齒機的展成鏈末端傳動副，即傳動工作臺的蝸桿蝸輪副采用大降速比（u=1/72）。能有效地減小傳動誤差。 3）提高傳動元件，尤其是末端傳動元件的加工精度和裝配精度。 4）采用校正裝置（圖4－13）以及微機控制的傳動誤差自動補償裝置等。 圖4－13三、工藝系統(tǒng)其它幾何誤差1．刀具誤差該部分內(nèi)容只作一般介紹，主要讓學(xué)生了解刀具誤差對加工精度的影響，隨刀具種類的不同而不同。（1）一般刀具如普通車刀、單刃鏜刀和面銑刀等）的制造誤差對加工精度沒有直接影響，但磨損后對工件尺寸或形狀精度有一定影響（圖4－14）。（2）定尺寸刀具定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、圓孔拉刀等）的尺寸誤差直接影響被加工工件的尺寸精度。刀具的安裝和使用不當(dāng)，也會影響加工精度。（3）成形刀具成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、盤形齒輪銑刀等）的誤差主要影響被加工面的形狀精度。（4）展成法刀具展成法刀具（如齒輪滾刀、插齒刀等）加工齒輪時，刀刃的幾何形狀及有關(guān)尺寸精度會直接影響齒輪加工精度。圖4－14 車刀的尺寸磨損及車刀磨損過程2．夾具誤差和工件安裝誤差夾具的誤差主要是指：1）定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機構(gòu)、夾具體等零件的制造誤差。2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差。3）夾具在使用過程中工作表面的磨損。（圖例） 工件的安裝誤差包括定位誤差和夾緊誤差。具體內(nèi)容在《機械制造裝備》課程中講述。夾具誤差和工件安裝誤差可通過圖4－15的夾具實例說明對加工精度的影響。 圖4－163．測量誤差（1）量具、量儀和測量方法本身的誤差（2）環(huán)境條件的影響（溫度、振動等）（3）測量人員主觀因素的影響（視力、測量力大小等）（4）正確選擇和使用量具，以保證測量精度4．調(diào)整誤差（1）試切法調(diào)整?測量誤差?進給機構(gòu)位移誤差（爬行現(xiàn)象）?加工余量的影響（余量很小時，刀刃打滑）（2）定程機構(gòu)調(diào)整大批量生產(chǎn)時常采用行程擋塊、靠模、凸輪作為定程機構(gòu)，其制造精度和調(diào)整精度產(chǎn)生調(diào)整誤差（3）樣板、樣件調(diào)整樣件、樣板的制造精度和安裝精度、對刀精度產(chǎn)生調(diào)整誤差（4）夾具安裝調(diào)整影響工件在機床上占有正確的加工位置四、工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形現(xiàn)象通過兩個實例來說明工藝系統(tǒng)受力變形對零件加工精度的影響。圖4－17 受力變形對工件精度的影響 a) 車長軸 b) 磨內(nèi)孔由此看來，為了保證和提高工件的加工精度，就必須深入研究并控制以至消除工藝系統(tǒng)及其有關(guān)組成部分的變形。（一）工藝系統(tǒng)的剛度1．工藝系統(tǒng)剛度的概念 工藝系統(tǒng)整體抵抗其變形的能力。其大小為： 背向力Fp （舊標準中為徑向切削分力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是總切削力的三個分力Fc、Fp、Ff（舊標準中為Fz、Fy、Fx）綜合作用的結(jié)果。要向?qū)W生交代清楚引起yxt變化外力的含義。負剛度現(xiàn)象（簡要介紹，只向?qū)W生說明負剛度現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及對加工的影響）若出現(xiàn)變形方向與Fp方向不一致的情況，如Fp與yxt方向相反，工藝系統(tǒng)就處于負剛度狀態(tài)。 ?刀架系統(tǒng)在Fp力作用下引起同向變形y（圖a）；?在Fc力作用下引起的變形y與Fp方向相反（圖b）。負剛度現(xiàn)象對保證加工質(zhì)量是不利的，此時車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，應(yīng)盡量避免。 2．系統(tǒng)剛度與環(huán)節(jié)剛度工藝系統(tǒng)的剛度是由組成工藝系統(tǒng)各部件的剛度決定的。工藝系統(tǒng)的總變形量為： yxt= yjc+ydj+yjj+ygjkxt=Fp/yxt, kjc= Fp/yjc ， kdj= Fp/ydj , kjj= Fp/yjj， kgj= Fp/ygj 工藝系統(tǒng)剛度的一般式為： kxt= 1/(1/kjc+1/ kdj+1/ kj+1/ kgj) （7－1）若已知工藝系統(tǒng)各組成部分的剛度（即環(huán)節(jié)剛度），就可以求出工藝系統(tǒng)的剛度。3．機床部件的剛度及其特點機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成的零部件多，各零部件之間有不同的聯(lián)接和運動方式，因而機床部件的剛度問題就比較復(fù)雜。它的計算至今還沒有合適的方法，需要通過實驗來測定。 圖418是單向加載時車床剛度測定示意圖。主軸部件、尾座及刀架的變形可分別從千分表3和6讀出。 這種方法測得的y方向位移是背向力Fp作用下引起的變形。
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