《机械制造工程学》课程教学资源（PPT课件）第六章 机械加工精度

第六章机械加工精度 第一节概述 第二节加工原理误差对零件加工精度的影响 第三节工艺系统的几何误差对加工精度的影响 第四节工艺系统的受力变形对加工精度的影响 第五节工艺系统受热变形对加工精度的影响 第六节加工误差的统计分析法

第六章 机械加工精度 第一节 概述 第二节 加工原理误差对零件加工精度的影响 第三节 工艺系统的几何误差对加工精度的影响 第四节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响 第五节 工艺系统受热变形对加工精度的影响 第六节 加工误差的统计分析法

第一节概述 机械加工精度 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数 的符合程度。 尺寸精度 机械加工精度 形状精度 加工质量 位置精度 表面粗糙度 表面质量 表面层的物理、力学性能

第一节 概述 一．机械加工精度 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数 的符合程度。 加 工 质 量 机械加工精度 表面质量 尺寸精度 形状精度 位置精度 表面粗糙度 表面层的物理、力学性能

误差的分类 加工误差是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏差 程度。误差是精度的度量。 加工原理误差 2.工艺系统的几何误差 小工件与刀具的相对位置在静止状态已存在的误差。如:刀具、夹具的制造 误差与磨损,定位误差等。 ②工件与刀具的相对位置在运动状态下存在的误差。如:机床主轴回转误差 导轨导向误差、传动链误差等。 3.工艺系统的受力变形:一一力效应误差 4.工艺系统的受热变形:一热效应误差 5.调整误差 6.测量误差

二．误差的分类： 加工误差是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏差 程度。误差是精度的度量。 机床 夹具 刀具 工件 环境 1. 加工原理误差 2. 工艺系统的几何误差 ① 工件与刀具的相对位置在静止状态已存在的误差。如：刀具、夹具的制造 误差与磨损，定位误差等。 ② 工件与刀具的相对位置在运动状态下存在的误差。如：机床主轴回转误差 导轨导向误差、传动链误差等。 3. 工艺系统的受力变形：——力效应误差 4. 工艺系统的受热变形：——热效应误差 5. 调整误差 6. 测量误差

误差的分类 常值系统误差 系统误差 误差的性质 变值系统误差 尺寸出现次数 e2σ 随机误差 2元 X ①随机误差有大有小它们对称分布于 尺寸分布中心的左右。 ②距尺寸分布中心越近的随机误差出 6 现的可能性越大。 ③随机误差在一定范围内分布

二．误差的分类： 误差的性质 系统误差 常值系统误差 变值系统误差 随机误差 2 2 2 (x x) e 2 1 y  − −   = 6σ X ① 随机误差有大有小它们对称分布于 尺寸分布中心的左右。 ② 距尺寸分布中心越近的随机误差出 现的可能性越大。 ③ 随机误差在一定范围内分布

第二节加工原理误差对零件加工精度的影响 近似刀具加工所造成的误差 齿轮铣刀 二.由于采用近似的加工运动方 展成法切肖 齿轮2 2.车削模数(bm (z=34) 模数螺纹:P=mm2×3415927=pr 齿轮1 (z=26) 1×i× 5号齿轮铣刀的刀齿轮廓 b 挂轮齿数:21=26、帮 2629 ×6=6.2833333 2430 △P=62833333-62831854=0.0001479(mm) 杠 100 若蜗杆长度为100mm,则导程的累积误差为:AP积 ×0.0001479≈0.002(m 6

第二节 加工原理误差对零件加工精度的影响 一．近似刀具加工所造成的误差 二．由于采用近似的加工运动方法所造成的误差 1. 展成法切削齿轮： 2. 车削模数(m=2)螺纹： 模数螺纹：P=mπ=2×3.1415927=6.2831854 挂轮齿数：Z1=26、Z2=24、Z3=29、Z4=30 1 , 1, 6 4 3 2 1 工 =     丝 =   = P丝 = c b b a a m P i Z Z Z Z P i 6 6.2833333 30 29 24 26  P工 =1   = P = 6.2833333− 6.2831854 = 0.0001479 (mm) 若蜗杆长度为100mm，则导程的累积误差为： 0.0001479 0.002 ( ) 6 100 P累积 =   mm

第三节工艺系统的制造精度和磨损对加工精度的影响 机床的误差: (A+R)cosp 1.主轴的回转精度: 例:镗孔时杆回转,镗杆中心作 某一方的章谐振动 h=A·cosq Ac R y=(A+R). COS P Z=Rsin 理想形状 镗孔实际形状 (R+小×x y (b R 主轴回转中心与主轴回转精度

第三节 工艺系统的制造精度和磨损对加工精度的影响 一．机床的误差： 1. 主轴的回转精度： 例：镗孔时镗杆回转，镗杆中心作 某一方向的简谐振动。   sin ( ) cos =  = +  z R y A R 1 ( ) 2 2 2 2 + = + R z R A y h = A cos

1.主轴的回转精度 ①回转精度的表现形式: a轴向窜动 指回转轴线在轴向的位置变化。 b径向跳动: 指回转轴线绕平均轴线作平行的公 转运动 角度摆动: 指回转轴线绕平均轴线作不平行的y 转运动 主轴回转误差的基本形式 增面圆跳动b)径向圆跳动c)角度摆动

1. 主轴的回转精度： ①回转精度的表现形式： a.轴向窜动： 指回转轴线在轴向的位置变化。 b.径向跳动： 指回转轴线绕平均轴线作平行的公 转运动。 c.角度摆动： 指回转轴线绕平均轴线作不平行的 公转运动

1.主轴的回转精度 ②影响主轴回转精度的因素: a.前后支承轴承的影响: 出 b.前后支承轴颈的圆度误差 的影响: ③主轴回转精度的测量 镗床主轴回转误差测试方法: 测头2 标准球 测头1头

1. 主轴的回转精度： ②影响主轴回转精度的因素： a. 前后支承轴承的影响： b. 前后支承轴颈的圆度误差 的影响： ③主轴回转精度的测量：

2.导轨的几何精度 ①对机床导轨的精度要求: a.导轨在水平面内的直线度 b.导轨在垂直面内的直线度 C.导轨与导轨之间垂直方向 的平行度 (a) (6) 机床导轨的精度要求 般机床:1000:002 精密机床:1000:0.01 接触精度:每平方英寸不少 于20个点

2. 导轨的几何精度 ①对机床导轨的精度要求： a. 导轨在水平面内的直线度 b. 导轨在垂直面内的直线度 c. 导轨与导轨之间垂直方向 的平行度 一般机床：1000：0.02 精密机床：1000：0.01 接触精度：每平方英寸不少 于20个点

2.机床导轨误差对工件精度的影响: a.垂直面内直线度误差的影响 AR R=h+r R (R+△R)2=h2+R2 h2-2R.△R-△R2=0 忽略△R2项: 则:ADb2 2R 导轨在垂直面上的纵向 宣线度对加工精度的影响 由于刀尖相对于工件回转轴线在加 工表面切线方向的变化属非敏感方 向,故其对零件的形状精度影响极 小

2. 机床导轨误差对工件精度的影响： 2R h R R h 2R R R 0 (R R) h R R' h R 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2    −   −  = +  = + = + 则 ： 忽 略 项 ： 由于刀尖相对于工件回转轴线在加 工表面切线方向的变化属非敏感方 向，故其对零件的形状精度影响极 小。 a. 垂直面内直线度误差的影响