第三章机械加精 重庆工业职业技术学院 毛国平
第三章 机械加工精度 重庆工业职业技术学院 毛国平
加工精度 评定零件质量的一项重要指标 表示加工的准确程度 包括尺寸精度(国家标准IT01、IT0o、T1 矿T2…T18来表示,共20级。ITo1的公差值最小,精 度最高。)、形状精度(国家标准规定了六项形状公差: 直物度 面度、◎度、圆柱度//、线郭 面轮廓。)、位置精度(国家标准规定了八项位置公 差:平行度、垂直度、(斜度、同轴度、邓东 度 位置度圆跳动、全跳动 形状误差应限制在位置公差内,位置误差应限制在尺寸公 差内。一般尺寸精度高,相应的形状、位置要求也高
加工精度 • 评定零件质量的一项重要指标。 • 表示加工的准确程度。 • 包括尺寸精度（国家标准IT01、IT00、IT1、 IT2······IT18来表示，共20级。IT01的公差值最小，精 度最高。）、形状精度（国家标准规定了六项形状公差： 直线度—、平面度 、圆度 、圆柱度/ /、线轮廓 、 面轮廓 。）、位置精度（国家标准规定了八项位置公 差：平行度//、垂直度 、倾斜度 、同轴度 、对称 度 、位置度 、圆跳动 、全跳动 。） • 形状误差应限制在位置公差内，位置误差应限制在尺寸公 差内。一般尺寸精度高，相应的形状、位置要求也高
原始误差(一) 由于工艺系统误差的存在,使工件和刀具之间正确的几何 关系遭到破坏而产生的加工误差。 是影响加工精度的因素。 ●归纳如下: 1、几何误差—与工艺系统初始状态有关的原始误差 1工件相对于刀具在静止状态下已存在的误差 1)加工原理误差 2)工件的装夹误差 3)调整误差 4)刀具误差
原始误差（一） • 由于工艺系统误差的存在，使工件和刀具之间正确的几何 关系遭到破坏而产生的加工误差。 • 是影响加工精度的因素。 • 归纳如下： • 1、几何误差——与工艺系统初始状态有关的原始误差 • 1 工件相对于刀具在静止状态下已存在的误差 • 1）加工原理误差 • 2）工件的装夹误差 • 3）调整误差 • 4）刀具误差
原始误差(二) 2工件相对于刀具在运动状态下已存在的误差 1)机床主轴回转误差 2)机床导轨导向误差 3)机床传动误差 2、动误差—与加工过程有关的原始误差 1)测量误差 2)刀具磨损 3)工艺系统受力变形 4)工艺系统受热变形 5)工件残余应力引起的变形
原始误差（二） • 2 工件相对于刀具在运动状态下已存在的误差 • 1）机床主轴回转误差 • 2）机床导轨导向误差 • 3）机床传动误差 • 2、动误差——与加工过程有关的原始误差 • 1）测量误差 • 2）刀具磨损 • 3）工艺系统受力变形 • 4）工艺系统受热变形 • 5）工件残余应力引起的变形
机床主轴回转运动误差 指主轴的瞬时回转轴线相对其平均回转轴线(瞬时转轴线的对称中 心),在规定测量平面内的变动量。 #理想回转中心—一在主轴的任一截面上主轴回转时速度始终为零的 这一点 #瞬时回转中心—在主轴的实际回转过程中,理想的回转中心是不 存在的,而存在的一个其位置时刻变动的回转中心。 #瞬时回转轴线——主轴各截面瞬时回转中心的连线。 主轴回转误差的三种基本形式 1)纯径向圆跳动——瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的 径向运动。它主要影响圆柱面的精度。 2)纯轴向窜动——瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动 它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。 3)纯角向摆动——瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度,但 其交点位置固定不变的运动。它主要影响圆柱面与端面加工精度
机床主轴回转运动误差 • 指主轴的瞬时回转轴线相对其平均回转轴线（瞬时回转轴线的对称中 心），在规定测量平面内的变动量。 • #理想回转中心——在主轴的任一截面上主轴回转时速度始终为零的 这一点。 • #瞬时回转中心——在主轴的实际回转过程中，理想的回转中心是不 存在的，而存在的一个其位置时刻变动的回转中心。 • #瞬时回转轴线——主轴各截面瞬时回转中心的连线。 • 主轴回转误差的三种基本形式： • 1）纯径向圆跳动——瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的 径向运动。它主要影响圆柱面的精度。 • 2）纯轴向窜动——瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动。 它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。 • 3）纯角向摆动——瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但 其交点位置固定不变的运动。它主要影响圆柱面与端面加工精度
机床导轨误差 。车床和磨床的床身导轨误差共有顷内容 1)导轨在水平面内的直线度(弯曲) 2)导轨在垂直面内的直线度(弯曲) 3)前后导轨的平行度(扭曲) ●造成机床导轨误差的原因: 1)导轨本身的制造误差 2)导轨的不均匀磨损 3)机床的安装——安装水平的调整
机床导轨误差 • 车床和磨床的床身导轨误差共有三项内容： • 1）导轨在水平面内的直线度（弯曲） • 2）导轨在垂直面内的直线度（弯曲） • 3）前后导轨的平行度（扭曲） • 造成机床导轨误差的原因： • 1）导轨本身的制造误差 • 2）导轨的不均匀磨损 • 3）机床的安装——安装水平的调整
机床传动链误差 指机床内联系传动链中首末两端传动尤件 间相对运动的误差 K—误差传递系数: 为第个传动元件到末端元件之间的总传动 反映了第个传动元件的转角误差对传动链 误差影响的程度。 ●传动链中某一传动元件的转角误差引起末端 传动元件转角误差的大小取决于该传动元件 的误差传递系数K
机床传动链误差 • 指机床内联系传动链中首末两端传动元件之 间相对运动的误差。 • Kj——误差传递系数： • 为第j个传动元件到末端元件之间的总传动 比。 • 反映了第j个传动元件的转角误差对传动链 误差影响的程度。 • 传动链中某一传动元件的转角误差引起末端 传动元件转角误差的大小取决于该传动元件 的误差传递系数Kj
刚度的概念 °变形物体受载时其形状和尺寸的改变 ●刚度结构物、机械或构件等在受载时抵抗变形的能 力 物体的静刚度:作用力F(静载)与由它所引起的 在作用力方向上产生的变形量y的比值,用“k表 示。即k=Fy 工艺系统刚度:工件和刀具的法向切削分力Fp与 在总切削力的作用下,工艺系统在该方向的相对位 移y的比值,用“K表示。即K=Fp/y。 工艺系统刚度的倒数等于各组成环节的刚度倒数之 和
刚度的概念 • 变形物体受载时其形状和尺寸的改变。 • 刚度结构物、机械或构件等在受载时抵抗变形的能 力。 • 物体的静刚度：作用力F（静载）与由它所引起的 在作用力方向上产生的变形量y的比值，用“k”表 示。即k=F/y。 • 工艺系统刚度：工件和刀具的法向切削分力Fp与 在总切削力的作用下，工艺系统在该方向的相对位 移y的比值，用“K”表示。即K= Fp /y。 • 工艺系统刚度的倒数等于各组成环节的刚度倒数之 和
误差复映规律 当车削具有圆度误差Am=ap1-ap2的毛坯时,由 艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差△g y1-y2的现象。 Ag =y1-y2 =1/k(Fp1-Fp2=1/k(Cap1-Cap2) =C/kapl-ap2)=C/kAm=EAm E= Ag /Am =C/k 上式表示了加工误差与毛坯误差之间的比例关系,E称为 “误差复映系数”。 E是一个小于1的正数,它定量地反映了毛坯误差经过加 工后减少的程度,它与工艺系统刚度成反比。 由于E总E1EE3…,E总成了一个远远小于1的数,所以 经多次真刀后,可大大提高加工精度
误差复映规律 • 当车削具有圆度误差Δm =ap1-ap2的毛坯时，由于工 艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差Δg =y1-y2的现象。 • ∵ Δg =y1-y2 =1/k(Fp1-Fp2)=1/k(Cap1-Cap2) • =C/k(ap1-ap2)=C/kΔm=εΔm • ∴ε= Δg /Δm =C/k • 上式表示了加工误差与毛坯误差之间的比例关系，ε称为 “误差复映系数”。 • ε是一个小于1的正数，它定量地反映了毛坯误差经过加 工后减少的程度，它与工艺系统刚度成反比。··· • 由于ε总= ε1 ε2ε3···， ε总成了一个远远小于1的数，所以 经多次真刀后，可大大提高加工精度
残余应力 °物体由于外因(受力、温度变化等)或内在 缺陷,在内部任一截面的两方即出现相互作 用力,称为“内力”。单位面积上的内力称 为“应力”。 残佘应力在没有外加载荷的情况下在零件内 部存在的应力,亦称内应力。 热加工或冷加工→金属内部的相邻组织发生 了不均匀的体积变化→残余应力
残余应力 • 物体由于外因（受力、温度变化等）或内在 缺陷，在内部任一截面的两方即出现相互作 用力，称为“内力”。单位面积上的内力称 为“应力”。 • 残余应力在没有外加载荷的情况下在零件内 部存在的应力，亦称内应力。 • 热加工或冷加工→金属内部的相邻组织发生 了不均匀的体积变化→残余应力