机械加工质量分析及控制（PPT74页).ppt

第3章机械加工质量分析及控制第一节概述1.加工表面几何特征加工表面的几何特征主要由表面粗糙度和表面波度两部分组成（见图3-1）。2.加工表面层物理力学性能变化（1）表面层的冷作硬化（2）表面层残余应力的形成（3）表面层的金相组织变化二、加工精度的获得方法3.位置精度的获得方法（1）一次装夹获得法当零件上有相互位置精度要求的各表面是在同一次装夹中加工出来时表面相互位置精度是由机床有关部分的相互位置精度来保证的。（2）多次装夹获得法当零件上有相互位置精度要求的各表面被安排在不同的安装中加工时零件表面的相互位置精度主要取决于安装精度。三、表面粗糙度对零件使用性能的影响1.对零件耐磨性的影响2.对零件配合性能的影响3.对零件疲劳强度的影响4.对零件耐蚀性的影响5.对零件接触刚度的影响第二节影响加工精度的主要因素及其控制加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。轴向跳动：瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动如图图3-6所示。主轴的轴向跳动对工件的圆柱面加工没有影响主要影响端面形状、轴向尺寸精度端面垂直度。主轴存在轴向跳动误差时车削加工螺纹会将使加工后的螺旋产生螺距误差。径向跳动：瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的径向运动如图图3-6所示。主轴的纯径向跳动会使工件产生圆柱度误差对加工端面基本没有影响。但加工方法不同所引起的加工误差形式和程度也不同。纯角度摆动：瞬时回转轴线与平均回转轴线方向成一倾斜角度但其交点位置固定不变的运动如图图3-6所示。1）主轴的纯径向跳动对加工精度的影响图3-8主轴的径向圆跳动对车外圆精度的影响2）轴向窜动对加工精度的影响3）主轴的倾角摆动对加工精度的影响。（3）影响主轴回转精度的主要因素1）滑动轴承误差对主轴回转精度的影响轴承误差主要来源于主轴轴颈和轴承孔等的圆度误差和波度。2）滚动轴承误差对主轴回转精度的影响滚动轴承的内圈、外圈和滚动体本身的几何精度将影响主轴回转精度。3）轴承配合质量对主轴回转精度的影响与轴承相配合零件的制造精度和装配质量对主轴回转精度有重要影响。2．导轨导向误差机床导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准也是运动基准。机床的导轨精度是指导轨副的运动件实际运动方向与理想方向的符合程度这两者之间的偏差值称为导向误差。直线导轨的导向精度包括：导轨在水平面内的直线度、导轨在垂直面内的直线度、前后导轨的平行度、导轨对主轴回转轴线的平行度等。以在车床上车削圆柱面为例分析导轨导向误差对加工精度的影响。1)导轨在水平面内直线度误差卧式车床在水平面内存在直线度误差ΔY见图3-14则车刀尖的直线运动轨迹也要产生直线度误差ΔY从而造成工件圆柱度误差ΔR=ΔY如图3-14所示。这表明水平方向是卧式车床加工误差对导轨误差的敏感方向。2)导轨在垂直面内直线度误差的影响卧式车床在垂直面内存在直线度误差ΔZ则车刀尖的直线运动轨迹也要产生直线度误差ΔZ从而造成工件圆柱度误差ΔR=ΔZ2/(2R)=ΔZ2/d说明卧式车床对导轨在垂直面内直线度误差不敏感。3)导轨扭曲误差如果机床前后导轨不平行（扭曲）则引起被加工零件半径误差为：（2）影响机床导轨导向误差的因素（2）减少传动链传动误差的措施1）缩短传动链长度减少传动链中传动件的数目。2）采用降速传动链。3）提高传动元件特别是提高末端传动元件的制造精度和装配精度。4）采用误差补偿的方法。（二）刀具与家具误差工艺系统刚度工艺系统的刚度定义为在加工误差敏感方向上工艺系统所受外力与变形量之比。根据系统所受载荷的性质不同工艺系统刚度可分为静刚度和动刚度两种。静刚度主要影响工件的几何精度；动刚度则反映系统抵抗动态力的能力主要影响工件表面的波度和表面粗糙度。2、机床部件的刚度及其特点影响机床部件刚度的因素很复杂主要因素包括以下几方面：（1）联接表面间的接触变形（2）薄弱零件的变形（3）零件表面间摩擦力的影响（4）接合面的间隙3、工艺系统刚度对加工精度的影响图3-23（1）合理设计零部件结构（2）提高联接表面的接触刚度此外提高接触刚度的主要措施还有：1）提高机床部件中零件间接合表面的质量。2）给机床部件预加载荷。（3）采用合理的装夹方式、加工方式提高工艺系统刚度（二）工件残余应力引起的误差1.产生残余应力的原因弯曲的工件(原来无残余应力)要校直常采用冷校直。切削过程中产生的力和热也会使被加工工件的表面层变形产生残余应力。（三）工艺系统的热变形对加工精度的影响（1）工艺系统的热源2.机床热变形对加工精度的影响3.刀具热变形对加工精度的影响4