第二章机械加工精度及控制
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浅析机械加工精度的影响因素及其控制措施
摘 要:如何提高机械零件的加工精度,是每个从事机械加工者在加工前必须考虑的问题,文章现对影响机械加工精度的因素进行了较全面的分析,并针对各种影响因素阐述了相应的控制措施。
关键词:加工精度;因素;措施
1 机械加工精度和加工误差
1.1 加工精度
零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
1.2 加工误差
零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低,加工误差是加工精度的度量。在实际生产中,加工精度的高低是以加工误差的大小来衡量的。
2 加工精度的影响因素
零件加工的误差是由于工件与刀具在切削过程中相互位置发生变动而造成。
加工误差包括加工原理误差、机床几何误差、夹具误差、刀具制造误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形、刀具磨损、残余应力引起变形、测量误差等。
2.1 加工原理误差 加工原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。例如滚齿用的齿轮滚刀,就有两种误差,一是为了制造方便,采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差;二是由于滚刀切削刃数有限,切削是不连续的,因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线,而是折线。
2.2 机床几何误差
机床几何误差的来源主要指机床制造、磨损或安装带来的误差。机床几何误差主要有:
(1)主轴回转误差:即主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量。包括轴向窜动、径向跳动、角度摆动三种基本形式。
主轴的轴向窜动对内、外圆的加工精度没有影响,但加工端面时,会使加工的端面与内外圆轴线产生垂直度误差。主轴每转一周,要沿轴向窜动一次,使得切出的端面产生平面度误差。当加工螺纹时,会产生螺距误差。主轴的纯径向跳动会使镗削加工时镗出的孔为椭圆形。主轴角度摆动会造成车削外圆或内孔的锥度误差;在镗孔时,若工件进给会使镗出的孔为椭圆形。
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机械加工尺寸精度控制
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专业提供SPC数据分析软件等机械测量解决方案 一、 摘要
机械产品的各种零部件在进行了机械的运动设计、结构设计、强度和刚度设
计后计算出了基本尺寸,接下来就要进行尺寸的精度设计。
为了使零件具有互换性,必须保证零件的尺寸、几何形状和相互位置以及表
面特征技术要求的一致性。就尺寸而言,互换性要求尺寸的一致性,但并不是要
求零件都准确地制成一个指定的尺寸,而只要求尺寸在某一合理的范围内。对于
相互结合的零件,这个范围既要保证相互结合的尺寸之间形成一定的关系,以满
足不同的使用要求,又要在制造上是经济合理的,这样就形成了“极限与配合”
的概念。 “极限”用于协调机器零件使用要求与制造经济性之间的矛盾,“配
合”则是反映零件组合时相互之间的关系。
二、 极限与配合的基本术语及定义
1、 孔和轴
1)孔 (hole)
通常指工件的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面(两平行平面或切面所
形成的包容面),如图2.1所示零件的各内表面上D1、D2、D3、D4各尺寸都
称为孔。
2)轴 (shaft)
通常指工件的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(两平行平面或切面形
成的被包容面),如图2.1所示零件的各外表面上d1、d2、d3各尺寸都称为
轴。极限与配合标准中的孔、轴都是由单一的主要尺寸构成,例如圆柱体的
直径,键与键槽的宽度等。
图2.1 孔与轴 ---
专业提供SPC数据分析软件等机械测量解决方案 2、 有关尺寸、偏差和公差的术语和定义
1)尺寸(size)
以特定单位表示线性尺寸值的数值,称为尺寸。如直径、半径、长度、 宽度、
高度、深度等都是尺寸。在机械行业中,一般常用毫米(mm)作为特定单位。
2)基本尺寸(basic size)
基本尺寸是设计时给定的尺寸,用D和d分别表示孔和轴的基本尺寸,如图2.2
(a)所示。基本尺寸是从零件的功能出发,通过强度、刚度等方面的计算或结构
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机械加工精度与控制分析
作者:王殿君
来源:《商情》2013年第07期
【摘要】本文介绍了机械加工精度的概念及内容,分析了机械加工产生误差的原因,最后提出提高机械加工精度的工艺措施。
【关键词】机械加工精度,误差,工艺措施
一、机械加工精度的概念及内容
机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低,误差越小加工精度越高。
加工精度包括三个方面内容: 尺寸精度 指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度; 形状精度 指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度;位置精度 指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。
二、机械加工产生误差主要原因
2.1机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的,因此,工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。(1)主轴回转误差,机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
(2)导轨误差,导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也使造成导轨误差的重要因素。(3)传动链误差,传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
2.2 定位误差
一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准,如果所选用的定位基准与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具龙源期刊网
第一讲
教学目的 掌握机械加工精度及其控制方法
教材分析 重点:机械加工精度概念
难点:机械加工精度、加工误差来源和误差敏感方向
课时安排 2课时 教学方法 讲授法
教学内容:
第二章 机械加工精度及其控制
§2.1 概述
一、机械加工精度
1、加工精度
零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。符合程度越高,加工精度越高,实际生产中零件不可能与理想的要求完全符合。
2、加工误差
指加工后的实际几何参数(尺寸,形状和表面间的相互位置)对理想几何参数的偏离程度,从保证产品使用性能分析允许有一定的加工误差。
3、两者关系
两者从不同角度来评定加工零件的几何参数。加工精度的高低是由加工误差的小大来表示的,保证和提高加工精度问题,实际上是限制和降低加工误差问题。
4、加工精度的合理制定
一般加工精度越高则加工成本相对越高,生产效率则相对越低,因此设计人员应根据零件的使用要求,合理规定零件的加工精度,工艺人员则根据设计要求生产条件适当的工艺方法以保证加工误差不超过允许范围,并尽量提高生产率和降低成本
5、工艺系统
在机械加工时,机床、刀具,夹具和工件构成一个完整的系统,为工艺系统。
6、工艺系统误差与加工误差关系
工艺系统中的种种误差,在不同的具体条件下,以不同的程度和方式反映为加工误差,工艺系统的误差时”因”,是根源;加工误差是“果”,是表现。
7、原始误差
工艺系统的各种误差叫原始误差。
研究加工精度的目的,就是要弄清各种原始误差的物理,力学本质,以及他们对加工精度影响的规律,掌握控制加工误差的方法,获得预期的加工精度,需要时找出进一步提高加工精度的途径。
二、影响机械加工精度的因素
1、原始误差分类
三、误差敏感方向