铣削加工工艺基础(PPT59页).ppt

铣削加工工艺基础第一节铣削加工的质量分析一、加工精度分析所谓加工精度就是零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状和相互位置）的实际值与理想值相符合的程度。符合的程度越高精度越高；反之则精度低。加工精度高低常用加工误差来表示加工误差越大则精度越低；反之则精度高。在机械加工过程中机床、夹具、刀具和工件构成一个系统称为工艺系统。工艺系统中的各种误差将会不同程度地反映到工件上成为加工误差。工艺系统的各种误差即成为影响加工精度的因素按其性质不同可归纳为四个方面：工艺系统的几何误差、工艺系统因受力变形引起的误差、工艺系统受热变形引起的误差和工件内应力引起的误差。一)工艺系统的几何误差工艺系统的几何误差是机床、夹具、刀具及工件本身存在的误差又称为工艺系统的静误差。静误差主要包括加工原理误差、机床的几何误差、夹具和刀具误差及工件定位误差和调整误差等。1、加工原理误差它是指采用了近似的加工工方法所引起的误差。如加工列表曲线时用数学方程曲线逼近被加工曲线所产生的逼近误差、用直线或圆弧插补方法加工非圆曲线时产生的插补误差等减小此类误差的方法是提高逼近和插补精度。2、机床的几何误差它包括机床的制造误差、安装误差、和使用后产生的磨损等。对加工精度影响较大的主要是机床主轴误差、导轨误差和传动误差。1)机床主轴误差机床主轴是安装工件或刀具的基准并将切削主运动和动力传给工件或刀具。因此主轴的回转误差直接影响工件3、刀具误差、夹具误差与工件定位误差1)刀具误差机械加工中的刀具分为普通刀具、定尺寸刀具和成形刀具三类。普通刀具如车刀、铣刀等车刀的刀尖圆弧半径和铣刀的直径值在通过半径补偿功能进行补偿时如果因磨损发生变化就会影响加工尺寸的准确性。定尺寸的刀具如钻头、铰刀、拉刀等它们的尺寸、形状误差以及使用后的磨损将会直接影响加工表面的尺寸与形状；刀具的安装误差会使加工表面尺寸扩大（如铣刀安装时刀具轴线与主轴轴线不同轴就相当于加大了刀具半径）。成形刀具的形状误差则直接影响加工表面的形装精度。2)夹具误差夹具误差主要是指定位元件、对定位装置及夹具体等零件的制造、装配误差及工作表面磨损等。夹具确定工件与刀具（机床）间的相对位置所以夹具误差对加工精度尤其是加工表面的相对位置精度有很大影响。3)工件定位误差工件的定位误差是指由于定位不正确所引起的误差它对加工精度也有直接的影响。4、调整误差在机械加工时工件与刀具的相对位置需要进行必要的调整（如对刀、试切）才能准确。因此除要求机床、刀具和夹具应具有一定的精度外调整误差也是主要因素之一。影响调整误差的主要因素有：测量误差、进给机构微量位移误差、重复定位误差等。二)工艺系统受力变形引起的加工误差在机械加工过程中工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、重力、惯性力等外力作用下会引起相应的变形和在连接处产生位移致使工件和刀具的相对位置发生变化从而引起加工误差。一般情况下这种误差往往占工件总加工误差的较大比重。工艺系统的刚度：刚度是物体或系统抵抗外力使其发生变形的能力。用变形方向上的外力与变形量的比值K来表示。KF/Y式中：F—静载外力（N）Y—在外力作用方向上的静变形量（mm）机械加工过程中由吃刀抗力FY引起的工艺系统受力变形对加工精度影响最大所以常用吃刀抗力测定机床的静刚度即KFy/Y变形量YFy/K由上式可以看出要减小因受力而引起的变形就要提高工艺系统的刚度。圆柱铣刀在加工中相当于一个悬臂梁其长径比就决定了其刚度的大小加工时就要注意根据切削用量选择合适的铣刀长径比。三)工艺系统热变形所引起的加工误差工艺系统在各种热源作用下将产生复杂的热变形使工件和刀具的相对位置发生变化或因加工后工件冷却收缩从而引起加工误差。数控机床大多进行精密加工由于工艺系统热变形引起的加工误差约占总误差的40-70%。因此许多数控机床要求工作环境保持恒温在加工过程中使用冷却液等方法可以有效地减小工艺系统的热变形。四)工件内应力所引起的变形所谓内应力是指当外部的载荷去除以后仍然残存在工件内部的应力。如果零件的毛坯或半成品有内应力则在继续加工时被切去一层金属破坏了原有表面上的平衡内应力将重新分布工件发生变形这种情况在粗加工时最为明显。引起内应力的主要原因是热变形和力变形。在铸、锻、焊、热处理等热加工过程中由于毛坯各部分冷却收缩不均匀而引起的应力称为热应力。在进行冷轧、冷校直和切削时由于毛坯或工件受力不均匀产生局部变形所引起的内应力称为塑变应力。去除工件内应力的方法是进行时效处理时效处理分为自然时效和人工时效两种自然时效是在大气温度变化的影响下使内应力逐渐消失的时效处理方法一般需要二、三个月甚至半年以上的时间。