文档介绍：第5章机械加工精度与表面质量
教学提示:机械加工质量是机械制造技术基础课程研究的重要问题之一。机械加工质量主要包括加工精度和加工表面质量两个方面。在本章中,机械加工精度主要分析工艺系统各环节中存在的原始误差对加工精度的影响、加工误差的统计分析方法及保证机械加工精度的措施;机械加工表面质量的内容涉及表面质量的含义、影响表面粗糙度及物理力学性能的主要因素及保证表面质量的措施,最后对机械加工中的振动作了简要分析。
教学要求:了解机械加工精度的概念及获得加工精度的方法,了解影响加工精度的原始误差因素并掌握单因素分析的方法,学会用工艺系统刚度理论分析工艺系统受力变形对加工精度的影响,了解工艺系统受热变形对加工精度的影响规律,掌握加工误差的统计分析方法及在生产实际中的应用,熟悉机械加工表面质量的含义及影响因素,了解机械振动的基本知识。
机械加工精度
概述

1)机械加工精度与加工误差:
2)加工精度包含三个方面的内容,即尺寸精度、形状精度和位置精度

1) 获得尺寸精度的方法
(1)试切法
(2)调整法
(3)定尺寸刀具法
(4)自动控制法
机械加工精度
概述

2)获得形状精度的方法
(1)轨迹法
利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面形状精度的方法称为轨迹法。刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动,因而所获得的形状精度取决于成形运动的精度。普通的车削、铣削、刨削、磨削均属于轨迹法。
(2)仿形法
刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。仿形法所获得的形状精度取决于仿形装置的精度和其它成形运动精度。仿形车、仿形铣等均属于仿形法加工。
(3)成形法
利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。成形刀具代替一个成形运动。所获得的形状精度取决于刀具的形状精度和其它成形运动精度。如用成形刀具或砂轮的车、铣、刨、磨、拉等均属于成形法。
(4)展成法(滚切法或范成法)
机械加工精度
概述

3)获得位置精度的方法
(1)直接找正装夹

(2)划线找正装夹

(3)用夹具装夹

机械加工精度
概述

1)影响加工精度的原始误差因素
工艺系统
原始误差
工艺系统的几何误差
与工艺过程有关的误差
加工原理误差
工件装夹误差
调整误差
机床误差
夹具误差
刀具制造误差
工艺系统静误差
刀具磨损
工艺系统受热变形
工艺系统受力变形
工件内应力引起的变形
测量误差
工艺系统动误差
机械加工精度
概述

2)原始误差与加工误差之间的关系
,车削时工件的回转中心为O,刀尖正确位置在A,设某一瞬时由于各种原始误差的影响,使刀尖位移到A′点,即为原始误差,它与OA间的夹角为,由此引起工件加工后的半径由R0= 变为R= ,故半径上的加工误差ΔR为:
ΔR= −
= −R0 = +
当=0°时,即原始误差的方向为加工表面的法线方向时,ΔR= ,引起的加工误差最大;当= 90°时,即原始误差的方向为加工表面的切线方向时,ΔR= ,引起的加工误差最小,通常可忽略不计。
原始误差与加工误差的关系
机械加工精度
概述

2)原始误差与加工误差之间的关系
原始误差对加工精度影响最大的方向,即通过切削刃的加工表面的法线方向称为误差敏感方向;而将原始误差对加工精度影响最小的方向,即通过切削刃的加工表面的切线方向称为误差不敏感方向。
机械加工精度
概述

研究加工精度的方法有两种:
1)单因素分析法
2)统计分析法
机械加工精度
工艺系统几何误差对加工精度的影响

加工原理误差是指由于采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工所产生的加工误差,也称为理论误差。例如用齿轮滚刀加工齿轮,一般都会存在两种加工原理误差:一是刀具齿廓近似造形误差,这是由于制造上的困难,用阿基米德或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆造成的;二是包络造形原理误差,这是由于滚刀齿数有限,加工齿形是有许多微小折线段组成,与理论上的光滑渐开线有差异而造成的。所以,滚齿加工加工精度不高(7~10级精度的齿轮),但生产率高。
机械加工精度
工艺系统几何误差对加工精度的影响

机床误差包括机床制造误差、磨损和安装误差。