第二章第三章 机械加工精度及其控制
机械制造工艺课件第三章机械加工精度
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机械制造工艺
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三、影响加工精度的原始误差
机械加工时,机床、刀具、夹具和工件等组成了一个工艺系统, 工艺系统的各个部分在加工过程中,应该保持严格的相对位臵关系。 由于受到许多因素的影响,系统的各个环节难免会产生一定的偏移, 使工件和刀具间相对位臵的准确性受到影响,从而引起加工误差。 原始误差即导致工艺系统各环节产生偏移的这些因素的总称。原始 误差中,有的取决于工艺系统的初始状态,有的与切削过程有关。 当原始误差的方向发生在加工表面法线方向时,引起的加工误 差最大;当原始误差的方向发生在加工表面的切线方向时,引起的 加工误差最小,一般可以忽略不计。为了便于分析原始误差对加工 精度的影响程度,我们把对加工精度影响最大的那个方向(即通过 切削刃的加工表面的法向)称为误差的敏感方向。而把对加工精度 影响最小的那个方向(即通过切削刃的加工表面的切向)则称为误 差的不敏感方向。
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机械制造工艺
★★★
一、加工原理误差
原理误差即是在加工中由于采用近似的加 工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而 产生的原始误差。 完全符合理论要求的加工方法,有时很难实 现,甚至是不可能的。这种情况下,只要能满 足零件的精度要求,就可以采用近似的方法进 行加工。这样能够使加工难度大为降低有利于 提高生产效率降低成本。
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机械制造工艺
ห้องสมุดไป่ตู้
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3)定尺寸刀具法:是直接利用刀具的相应尺寸来 保证加工尺寸的方法。如用钻头钻孔,铰刀铰孔,用拉 刀、铣刀加工键槽等。加工尺寸精度的高低主要与刀具 的制造精度,安装精度和磨损及机床运动精度等因素有 关。这种加工方法加工精度稳定,生产率也高。 4)自动获得尺寸法:是利用测量装臵、调整装臵 和控制系统等组成的自动化加工系统,在加工过程中能 自动测量、补偿调整,当工件达到尺寸要求时,能自动 退回停止加工的方法。
第二章机械加工精度及其控制(三)
29
❖ 工序能力等级
工序能力等级
工序能力系数 工序等级 说 明
CP>1.67 1.67≥ CP >1.33 1.33≥ CP >1.00 1.00≥ CP >0.67
0.67≥ CP
特级 一级 二级 三级 四级
工序能力过高 工序能力足够 工序能力勉强 工序能力不足 工序能力很差
30
第二章 机械加工精 度及其控制
加工误差的统计分析
05:18
1
第五节 加工误差的统计分析
前面分析了影响加工精度的原始误差,从原始误差 中找出影响加工误 差的规律,实际上加工误差是一综合因素,如:刀具磨损误差,反映为磨 损↑—Fy↑—y↑—热量↑—热变形↑。
同一加工误差产生的原因可以是多种多样的,实际上分析问题总是从 加工误差着手,根据原始误差作用规律寻找原始误差,现在一般采用统计 分析的方法分析加工误差,找出规律,在在这些规律中寻找原始误差的影 响,从而消除原始误差。
d R K 1
8
频数mi:同一尺寸或同一误差组的零件数量mi称为频数。 频率fi:频数与样本容量的比值。
fi
mi n
x 平均值 :表示样本的尺寸分散中心。
x
1 n
n i 1
xi
标准差S:反映了一批工件的尺寸分散程度
s
1 n
n 1 i1
2
xi x
9
◆绘制步骤 1)采集数据
样本容量通常取 n = 50~200
34
例5:检查一批精镗后的活塞销孔直径,图纸规定的尺寸及公差为2800.015 mm,
检查件数为100个。 将测量所得的数据按尺寸大小分组,每组的尺寸间隔为0.002mm,然后填在
机械制造工艺学课件:机械加工精度及其控制
1)控制環境溫度 2)採用熱平衡措施 3)大型設備季節性的調整
4.1.6工件內應力對加工精度的影響
(1) 毛坯製造中產生的內應力
(2) 冷校直過程中產生的內應力
4.1.7 測量誤差
3.12測.量測條量件方儀的法器影的精響影度響的影響 1)測直人量接為儀與因器間素的接工測作量原、理接,觸製與造非精接度觸,測測量量、精主度動。與考 被慮測動“量測阿力量貝、原、視則靜力態”、。與分動辨態力測、量技、術絕水對準與、相責對任測心量等等。。 2)測量環境
48EI
y
L3
2)機床(夾具)部件的剛度
機床部件的變形曲線及其特點
機械製造品質分析與控制
(三次加載與卸載變形曲線的特點)
① 變形曲線是非線性的。不符合虎克定律,反映出 部件的變形不僅僅是彈性變形。
② 加載曲線與卸載曲線不重合。表明在加卸載過程 中有能量消耗。
③ 卸載後變形曲線不能回到起始點。表明在變形過 程中存在塑性變形和殘餘變形。
機械制造工藝學
機械加工精度及其控制
4.1 機械加工精度 4.2 工藝過程的統計分析
4.1 機械加工精度 4.1.1 概述
1.加工精度與加工誤差
機械製造品質分析與控制
加工精度是指加工後零件表面的實際尺寸、形 狀、位置三種幾何參數與圖紙要求的理想幾何參數 的符合程度。
加工誤差是指加工後零件實際尺寸、形狀、位 置三種幾何參數與理想幾何參數的偏離數值。
2. 加工經濟精度
機械製造品質分析與控制
指在正常加工條件下(採用符合品質標準的加工設備、 工藝裝備和標準技術等級的工人)所能保證的加工精度 和表面品質。
3. 原始誤差
機械製造品質分析與控制
2 机械加工精度及其控制
(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。
尺寸、形状和位置精度
零件的加工精度包含:尺寸精度、形状 精度和位置精度。
三者之间是有联系:
•形状公差应限制在位置公差之内,而位置误差 一般也应限制在尺寸公差之内 •当尺寸精度要求高时,相应的位置精度、形状 精度也要求高 •形状精度要求高时,相应的位置精度和尺寸精 度有时不一定要求高
因此,机床在安装时应有良好的基础。并严格
进行测量和校正,而且在使用期间还应定期复 校和调整
导轨磨损造成导轨误差
使用程度不同及受力不均,导轨沿全长上 各段的磨损量不等,并且在同一横截面上 各导轨面的磨损量也不相等。导轨磨损会 引起床鞍在水平面和垂直面内发生位移, 且有倾斜,从而造成刀刃位置误差。
减小导向误差的措施
直接保证工件在加工过程中的回转精 度而不依赖于主轴,是保证工件形状精度 的最简单而又有效的方法。 图2-18、2-19
(三)机床传动链的传动误差
1.传动链精度分析
– 传动链的传动误差是指内联系的传动链中首
末两端传动元件之间相对运动的误差。它是 螺纹、齿轮、蜗轮以及其它按展成原理加工 时,影响加工精度的主要因素。 – 由于所有的传动件都存在误差,因此,各传 递件对工件精度影响总和 为各传动元件所 引起末端元件转角误差的迭加:
统计分析法:
• 以生产中一批工件的实测结果为基础,运用数 理统计方法进行数据处理 • 质量有问题时,判断误差性质,找出误差规律 • 以指导我们解决有关的加工精度问题
第二节 工艺系统的几何精度对 加精度的影响
一、加工原理误差 二、调整误差 三、机床误差 四、夹具的制造误差与磨损 五、刀具的制造误差与磨损
Ry y
Rz (Z ) / D
机械制造工艺学第二章 机械加工精度及其控制
工 艺
k jc
FP y jc
, kdj
FP ydj
, k jj
FP y jj
, kgj
FP y gj
系
统 刚
kxt
Fp yxt
Fp
Fp Fp Fp
Fp
度
k jc kdj k jj kgj
分 工艺系统刚度计算
析 的一般式为:
kxt
1
1
1
1
1
k jc kdj k jj kgj
(二)机床部件的刚度测定
毛坯误差复映规律
ap Fp Yxt 加工误差
当毛坯有尺寸、形状误差或位置误差时,加工后工件仍会有 同样性质的加工误差。(每次走刀后加工误差将逐步减少) 以车削短圆柱工件外圆为例:
毛坯存在的圆度误差△m=ap1-ap2
工件产生圆度误差△g=y1 -y2
△m越大,△g越大
毛坯形状误差复映
工 切削分力Fp可表示为:
的 的变形量。该措施常用在各类轴承的调整中。
措
施
3)提高机床部件的刚度
减
小
工
艺
系
统
受
力
变
形
采用辅助支承提高
的 措
机床部件的刚度
施
4)工艺措施
减 合理选择切削用量、加工顺序,平衡大砂轮, 小 序前分选,变形补偿或变形转移等。
工 艺 系 统 受 力 变 形 的 措 施
变形补偿法
采用补偿或转移变形的方法
工艺系统的刚度会随着受力点位置的变化而变化。
细长零件:刚度低,工艺系统的变形主要取决于零件的变形。 (车削棒料会产生腰鼓形加工误差) 短粗工件:工件刚度较大,变形小,工艺系统的变形主要取决 于机床、刀架和刀具的变形。(车削棒料会产生鞍形加工误差)
机械加工精度及其控制
机械加工精度及其控制1. 介绍机械加工精度是指机械加工过程中所能达到的尺寸、形状、位置、表面质量等方面的精度,并且保持一定时间的能力。
在现代制造业中,机械加工精度是一个十分重要的指标,对于产品的质量、性能和可靠性都有着直接的影响。
在机械加工中,精度控制是非常关键的。
通过对机械加工过程的各个环节进行优化和调整,可以有效提高机械加工的精度,从而满足不同产品的要求。
2. 机械加工精度的影响因素机械加工精度受到多个因素的影响,以下是一些常见的影响因素:2.1 材料的特性材料的特性包括硬度、热膨胀系数、热导率等。
不同材料具有不同的物理性质,这些物理性质在机械加工过程中会对加工精度产生一定的影响。
2.2 机床的性能机床的性能是机械加工精度的关键因素之一。
机床的刚性、动态稳定性、传动机构的精度等都会对加工精度产生一定的影响。
因此,选择合适的机床对于提高机械加工精度至关重要。
2.3 加工刀具的选择和磨制加工刀具的选择和磨制也会对加工精度产生重要影响。
选择合适的切削条件和刀具材料,以及适当的磨制工艺,对于提高机械加工精度是十分重要的。
2.4 加工工艺参数的控制加工工艺参数的控制直接影响着机械加工的精度。
包括进给速度、切削深度、切削速度等参数的控制,都会对加工精度产生重要影响。
3. 机械加工精度的控制方法为了提高机械加工的精度,需要采取一系列的控制方法,以下是一些常用的方法:3.1 优化机床的性能通过优化机床的结构设计和工艺制造,可以提高机床的刚性和动态稳定性,从而提高机械加工的精度。
3.2 加强机床的维护保养定期的机床维护保养工作可以保证机床的正常工作状态,减少因机床故障引起的加工误差。
3.3 选择合适的刀具和切削条件通过选择合适的切削条件和刀具材料,可以降低切削力和切削温度,减少切削振动,提高机械加工的精度。
3.4 控制加工工艺参数通过合理的加工工艺参数控制,包括进给速度、切削深度、切削速度等,可以提高机械加工的精度。
机械制造技术基础-复习提纲
第一章绪论1、制造:可以理解为制造企业的生产活动,输入的是生产要素,输出的是具有使用价值的产品。
2、制造技术:是完成制造活动所需的一切手段的总和。
包括运用一定的知识和技术,操作可以利用的物质和工具,采取各种有效的方法等。
第二章金属热加工成型工艺简介1、自由锻分手工锻造和机器锻造两种,机器锻造是自由锻的主要生产方式。
2、自由锻工序可分成基本工序、精整工序及辅助工序三大类。
3、自由锻:自由锻镀是利用冲击力或压力使合金在两个抵铁之间产生自由变形,从而获得所需形状及尺寸的锻件。
4、铸造:将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固后以获得毛坯或零件的生产方法。
5、胎模锻:胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的一种方法。
胎模锻一般用自由锻方法制坯,然后在胎模中最后成形。
6.铸造:7、铸件的凝固方式和收缩方式? 及对铸件铸造的影响?8、常用的铸造工艺方法有砂型铸造,熔模铸造,金属型铸造,压力铸造,离心铸造等。
及各个铸造方法的特点?9、焊接方法的种类很多;按焊接过程的特点可分为三大类:熔化焊,压力焊,钎焊。
10、电弧焊?电弧焊焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。
11、自由锻的基本工序中最常用的是锻粗、拔长、冲孔等三种工序。
12、金属从浇注温度冷却到空温要经历三个互相联系的收缩阶段:液态收缩,凝固收缩,固态收缩。
不同的合金收缩率不同。
在常用合金中,铸钢收缩最大,灰口铸铁最小。
13、合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小,它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。
14、固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。
15影响合金流动性的因素?第三章切削过程及其控制1.切削三要素?2、研究表明,工件材料脆性越大、切屑厚度越大、切屑卷曲半径越小,切屑就越容易折断。
3、ro增大,变形减小,切削力减小,切削温度下降;减小Kr,切削刃工作长度和刀尖角增大,散热条件变好,使切削温度下降,4、加工塑性金属时,在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成带状切屑切屑;在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生节状切屑切屑,又称挤裂切屑;在切屑形成过程中,如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度,切屑单元从被切材料上脱落,形成粒状切屑;5、切屑形成过程实质上是工件材料的剪切滑移与挤压摩擦过程。
第二章 机械加工精度及控制(3-4节)
三、机床部件刚度及其影响因素
机床部件变形曲线
非线形关系,不完全是弹 性变形 加载和卸载曲线不重合, 所围面积表示克服摩擦和接 触塑性变形所作功 存在残余变形,反复加载
F 3 ( K N ) 2
1
卸载后残余变形→0
机床部件刚度比按实体估 算值小许多,表明其变形受
0 10 20 30 40 50 ΔX(μm)
=
Fp(L-x) L ktj
ywz =
FB
kwz
=
Fpx
Lkwz
FBL - Fp x 0
FA L Fp ( L x) 0
2
机床总变形
yjc= ydj+ yx =Fp
1 + 1 kdj ktj
L-x L
+
1
kwz
x
L
2
讨论
机床总变形
1. 当x = 0时, yjc=Fp
2. 当 x = /2 时 3. 当 x = L 时 1 yjc=Fp
△m越大,△g越大,这种由于工艺 系统受力变形的变化而使毛坯椭圆
ap1 Δ1
毛坯外形 工件外形
Δ2
ap2
形状误差复映到加工后工件表面的
现象称为“误差复映”。
误差复映现象
误差复映系数推导
根据车削力的计算公式Fp
CF a p p
xFp
y Fp nF p f (HB)
式中:C Fp 、K Fp -与切削条件有关的参数;xF 、yF 、nF p p p -指数;
1 1 1 kwz k xt 3 kdj
1 2 1 1 1 ( ) kdj kxt 2 2 kxt1 kxt 2
三、 机床部件刚度及其影响因素
第二章 机械加工精度及其控制
由于在加工过程中有很多因素影响加工精度,所 以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的 精度是不同的。 加工经济精度指的是,在正常加工条件下所能保 证的加工精度。 某种加工方法的加工经济精度应理解为一个范围。
4
加工误差与加工
成本C成反比关 系。
用同一种加工方
法,如欲获得较 高的精度 ,成 本就要提高;反
刀具回转类
镗床
下面以在镗床上镗孔、车床上车外圆为例来 说明主轴回转误差对加工精度的影响。
①主轴的纯径向跳动对车削和镗削加工精度的影响
2 (A+R)cosθ 1
,
Acosφ
Om 3 A O A O
φ
R 1
Rsinθ
4
图 镗孔时纯径向跳动对加工精度的影响
镗削加工:镗刀回转,工件不转 假设由于主轴的纯径向跳动而使轴线在y坐标方向作简谐 运动(图2-13),其频率与主轴转速相同,简谐幅值为A; 则: Y = Acosφ ( φ =ω t) 且主轴中心偏移最大(等于A)时,镗刀尖正好通过水 平位置1处。 当镗刀转过一个φ 角时(位置1’),刀尖轨迹的水平 分量和垂直分量分别计算得: y=Acosφ +Rcosφ =(A+R)cosφ Z=Rsinφ 将上两式平方相加得: y2/(A+R)2+Z2/R2=1 表明此时镗出的孔为椭圆形。
6
二、尺寸、形状和位置精度间的关系
独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原 则,即尺寸精度和形位精度按照使用要求分别满足;在 一般情况下,尺寸精度高,其形状和位置精度也高;通 常,零件的形状误差约占相应尺寸公差的30%~50%; 位置误差约为尺寸公差的65%~85%。
三、获得加工精度的方法
机械工艺学课后习题(王先逵)
机械工艺学课后习题(王先逵)把机械工艺学课后习题教材:王先逵机械制造工艺学机械工业出版社2006.1第一章:1-4从材料的成形机理来分析,加工工艺方法可以分为哪几类?它们各有何特点?答:根据材料的成形机理,加工工艺方法可以分为去除加工,结合加工和变形加工。
去除加工又称分离加工,其特点是从工件上去除一部分材料成形;结合加工是一种堆积成形、分层制造方法,其特点是利用物理和化学的方法将相同材料或不同材料结合在一起而成形;变形加工又称流动加工,其特点是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形,改变其尺寸、形状和性能。
1-6什么是机械加工工艺过程?什么是机械加工工艺系统?答:机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分,是直接生产过程,其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件,使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能,成为合格零件的生产过程。
由于制造技术的不断发展,现在所说的加工方法除切削和磨削外,还包括电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工以及化学加工等几乎所有加工方法。
零件进行机械加工时,必须具备一定的条件,即要有一个系统来支持,称之为机械制造工艺系统,由物质分系统、能量分系统和信息分系统组成。
1-7什么是工序、安装、工位、工步和走刀?答:工序是指一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工具连续完成的那一部分工艺过程;安装是指工序中每一次装夹下完成的那一部分工艺过程;工位是指工件的每一次安装中通过分度(或移位)装置使工件相对于机床床身变换加工位置的每一个加工位置上的工艺过程;工步是指工位中加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工艺过程;走刀是指在加工表面上切削一次所完成的工步内容。
1-8某机床厂年产CA6140车床2000台,已知每台车床只有1根主轴,主轴零件的备品率为14%,机械加工费品率为4%,试计算机床主轴零件的年生产纲领。
从生产纲领来分析,试说明主轴零件属于何种生产类型?其工艺有何特点?若1年按282个工作日,一月按26个工作日来计算,试计算主轴零件月平均生产批量。
机械制造中的机械加工精度控制
机械制造中的机械加工精度控制机械加工精度控制在机械制造领域中起着至关重要的作用。
它决定了最终产品的质量、性能和可靠性,并直接影响到制造成本和产品竞争力。
在本文中,将介绍机械加工精度的定义、控制方法和其在机械制造中的应用。
一、机械加工精度的定义机械加工精度是指加工件在给定的加工条件下,由于加工误差所引起的尺寸、形状和位置偏差的程度。
它通过度量加工件与设计要求之间的差异来评估加工的准确度。
机械加工精度通常包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
1.尺寸精度尺寸精度是指加工件的尺寸偏差和尺寸离散度。
尺寸偏差是指加工件尺寸与设计要求之间的差值,而尺寸离散度则是指多个相同零件尺寸之间的差异程度。
尺寸精度通常通过测量和统计方法进行评估。
2.形状精度形状精度是指加工件与其设计要求之间的形状误差。
形状误差可能包括直线度、平面度、圆度、圆柱度等。
形状精度的评估通常需要使用特殊设备和测量方法。
3.位置精度位置精度是指加工件特定特征(如孔、凸台等)的位置误差。
它描述了这些特征的相对位置关系是否符合设计要求。
位置精度的评估通常依赖于测量装置和测量方法。
二、机械加工精度的控制方法要控制机械加工精度,需要从加工过程的不同阶段进行控制。
以下是一些常用的机械加工精度控制方法。
1.工艺规程设计工艺规程设计是控制机械加工精度的第一步。
它涉及到选择合适的工艺参数、工装夹具设计和刀具选择等。
合理的工艺规程设计可以减小加工误差,提高加工精度。
2.加工设备精度要求加工设备的精度对于加工件的精度至关重要。
选用高精度的加工设备可以有效控制加工误差。
此外,定期对设备进行维护和校准也是确保加工精度的重要措施。
3.刀具与刀具磨痕控制刀具的选择和刀具的磨损情况直接影响到加工精度。
选择合适的刀具类型和刀具材料可以减小加工误差。
此外,定期检查和更换刀具也是确保加工精度的关键。
4.加工过程监控与控制加工过程监控是实现机械加工精度控制的关键环节。
通过实时检测加工过程中的尺寸、形状和位置等参数,可以及时调整加工参数,保证加工精度的稳定性和一致性。
机械加工精度控制原理
机械加工精度控制原理机械加工是制造业中非常重要的一项工艺,而精度控制则是确保机械加工产品质量稳定的关键。
本文将介绍机械加工精度控制的原理和相关技术。
一、精度控制的重要性在机械加工领域,精度是衡量产品质量好坏的重要指标之一。
精度的控制直接关系到产品的性能和可靠性。
因此,提高机械加工的精度是非常必要的。
二、机械加工精度的分类机械加工的精度可以分为几个不同的分类,包括尺寸精度、形位精度和光洁度等。
1. 尺寸精度:尺寸精度是指产品在加工过程中所达到的几何尺寸的偏差情况。
尺寸精度的控制要求产品的实际尺寸与设计尺寸相吻合。
2. 形位精度:形位精度是指产品表面特定位置之间的相对位置关系和符合图纸规定的范围。
形位精度的控制要求产品形状的测量和位置的控制。
3. 光洁度:光洁度是指产品表面的光滑程度和光亮度。
光洁度的控制要求产品表面没有明显的瑕疵和污染物。
三、机械加工精度控制的原理机械加工精度的控制是通过以下原理和技术手段来实现的:1. 机床精度:机床是机械加工的主要工具,其精度直接影响到加工产品的精度。
提高机床的精度,包括机床本体的刚度、稳定性和运动精度等方面,是机械加工精度控制的基础。
2. 刀具选择:合理选择刀具类型和规格,对不同的加工任务进行适当的选择,可以提高机械加工的精度。
刀具的材料、硬度、刃口质量等因素都会影响到加工精度的控制。
3. 加工参数控制:加工参数的控制对于机械加工精度的控制至关重要。
包括进给量、切削速度、刀具磨损补偿等参数的选择和控制,能够有效地提高机械加工的精度。
4. 质量检测与反馈调整:通过使用精密测量设备对加工产品进行质量检测,并将检测结果反馈给加工设备,可以及时调整加工参数和刀具,以实现精度控制。
四、机械加工精度控制的技术手段为了实现机械加工精度的控制,我们可以采用以下几种技术手段:1. 数控技术:数控技术可以实现对机床运动轨迹和速度的精确控制。
通过编程和控制系统,可以精确控制工件的加工尺寸和形位精度。
机械制造中的机械加工精度控制技术
机械制造中的机械加工精度控制技术机械加工精度控制技术在机械制造领域中起着至关重要的作用。
精确的加工精度决定着产品质量的优劣,因此,对于机械制造领域来说,机械加工精度控制技术是不可或缺的。
本文将对机械加工精度控制技术进行介绍。
一、什么是机械加工精度控制技术机械加工精度控制技术是通过加工工艺和相关设备,对零部件进行加工处理,以实现设计要求的精度范围内的加工。
该技术主要包括加工设备的选择、刀具的选择、加工参数的控制等方面。
二、机械加工精度控制技术的重要性1. 提高产品质量:机械加工精度控制技术可以帮助厂商提高产品的精度和质量,确保零部件的尺寸和形状符合设计要求,降低产品的缺陷率。
2. 提高生产效率:精度控制技术的应用可以减少零部件的调试和改制次数,提高生产效率,降低生产成本。
3. 降低能源消耗:通过合理运用机械加工精度控制技术,可以减少切削阻力,降低能源消耗,对环境保护具有积极的作用。
三、机械加工精度控制技术的应用1. 加工设备的选择:选择合适的加工设备对于保证加工精度至关重要。
不同的加工要求需要不同的加工设备,通过选用适当的数控机床、磨床、车床等设备,可以提高加工精度。
2. 刀具的选择:不同材料和不同工艺需要使用不同类型的刀具。
选择合适的刀具材料、刀具形状和刀具尺寸,可以保证加工精度。
3. 加工参数的控制:合理控制加工参数,如切削速度、进给速度等,能够有效降低加工误差,提高加工精度。
4. 检测与修正:通过对加工过程中的零部件进行定期检测,及时发现加工误差,并进行修正,可以确保产品在允许偏差范围内。
四、机械加工精度控制技术的发展趋势随着科技的进步和机械制造技术的不断革新,机械加工精度控制技术也在不断发展与完善。
以下是一些机械加工精度控制技术的发展趋势:1. 数控技术的应用:数控技术的应用可以实现对加工过程的自动化控制,加工精度更高。
2. 轻量化技术:随着新材料的研发和应用,轻量化技术越来越受到重视。
轻量化技术可以降低零部件的质量,减少加工变形,提高加工精度。
机械设计中的机械加工技术与精度控制
机械设计中的机械加工技术与精度控制在机械工程领域中,机械加工技术和精度控制是非常重要的主题。
机械加工技术是指将原材料转化为具有特定形状和特性的零部件或产品的过程。
而精度控制则是确保加工零件符合设计要求的过程。
本文将探讨机械设计中的机械加工技术和精度控制的关键点。
一、机械加工技术1.1 切削加工切削加工是一种通过切削物体来获得所需尺寸和形状的加工方法。
常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻削、镗削等。
在机械设计中,选择适当的切削加工方法对于确保产品的精度至关重要。
1.2 成形加工成形加工是一种通过将材料加热至可塑状态,然后通过压力或力的作用将其粉碎、挤压、拉伸等获得所需形状的加工方法。
例如锻造、轧制和挤压等。
成形加工通常用于制造复杂的零部件,且能提供较高的加工精度。
1.3 非传统加工非传统加工是指与切削和成形加工方法不同的一类加工方法。
例如电火花加工、激光切割、电子束焊接等。
这些非传统加工方法具有高灵活性和加工精度,但也存在加工时间较长、成本较高的缺点。
二、精度控制2.1 设计准确性在机械设计阶段,制定准确的产品设计规范是保证加工精度的关键。
设计者需要明确零部件的尺寸、形状和表面质量要求,并在设计图纸中进行详细说明。
合理的设计准确性可以使得加工过程更加稳定和可靠。
2.2 加工准确性加工准确性是指加工过程中实际加工结果与设计要求之间的差别。
为了控制加工准确性,需要采取一系列措施。
首先,选择适当的加工设备和工具,并确保其性能和精度。
其次,正确选择加工刀具、切削速度和进给速度等加工参数。
最后,加强对加工过程中的温度、振动和冷却等因素的控制。
2.3 检测准确性检测准确性是指对加工零部件进行测量和检验,以确认其几何形状和尺寸是否符合设计要求。
常见的检测方法包括三坐标测量、投影仪检测和影像测量等。
检测准确性的提高可以及时发现加工错误和缺陷,为进一步的改进提供依据。
三、机械加工技术与精度控制的挑战机械加工技术和精度控制在实际应用中面临一些挑战。
第二章机械加工精度及其控制_2
12
§ 2.2 工艺系统的几何精度对加工精度的影响 一、加工原理误差
(2)当形状精度要求高时,相应的位置精度和尺寸精度不 一定要求高。
3
4、加工精度与加工成本和生产效率的关系
一般地,加工精度要求↑ ,加工成本↑ ,生产效率↓ 。 5、研究加工精度的目的
研究加工精度的目的、就是弄清各种原始误差对加工精度 影响的规律,掌握控制加工误差的方法,以获得预期的加工 精度,必要时能指出进一步提高加工精度的途径。
(1)试切法调整
工艺系统的调整的基本方式
(2)调整法调整
16
(1)试切法调整
应用:单件小批生产中。 方法:对工件进行试切—测量—调整—再试切,直到达到要
求的精度为止。 这时,引起调整误差的因素有:
1)测量误差。由量具本身精度度、测量方法及使用条件引起。 2)进给机构的位移误差。在微量调整刀具的位置、低速微量进 给际位中移,与常刻常度出盘现上进的给数机值构不的一“致爬、行造”成现加象工,误其差结。果使刀具的实 3)试切时与正式切削时切削层厚度不同的影响。精加工时,最 后一道切削刃只起挤压作用而不起切削作用,但正式切削时的 深度较大。粗加工反之(让刀)。
第二章 机械加工精度
§2.1 概 述
零件的加工质量是保证机械产品工作性能和产品寿命的基础。
加工精度 衡量进行加工质量的指标有两方面 表面质量 本章的任务是讨论零件的机械加工精度问题。 一、机械加工精度和加工误差
第三章 机械加工精度20120508
工件相对于刀具静止状态下 的误差
主轴回转误差 工件相对于
导轨导向误差 刀具运动状
传动误差
态下的误差
工艺系统受力变形(包括夹紧变形) 工艺系统受热变形 刀具磨损 测量误差 工件残余应力引起的变形
原始误差构成
3.1 概 述
3.1.5 原始误差与加工误差的关系
原始误差的存在会使刀具与工件之间的正 确几何关系破坏而引起加工误差;
3.2 工艺系统制造误差及磨损对加工精度的影响
(3)主轴回转精度的测量
★ 千分表测量法
包含心轴、锥孔误差在内;
非运动状态。
★ 传感器测量法
千分表
精密心棒
图3-5 主轴回转精度的千分表测量法
a)
b)
图3-6 铣镗床类主轴回转精度测量法
1 — 摆动盘 2,4 — 传感器 3 — 精密测球 5 — 放大器 6 — 示波器
3.2 工艺系统制造误差及磨损对加工精度的影响 3.3 工艺系统的受力变形 3.4 工艺系统的热变形 3.5 加工过程的其它误差 3.6 加工误差的统计分析 3.7 保证和提高加工精度的主要方法
3.1 概 述
3.1.1 加工精度
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)对理 想几何参数的符合程度(或接近程度)。
理想零件有所不同,它们的差值分别称为尺寸、形状和位置误差) 2. 原始误差 造成零件加工后在尺寸、形状和位置加工误差的工艺因素。 ⑴ 工艺系统的原始误差 原有的、客观存在的。主要有:加工原理误差、机床误差、夹具和刀 具误差、工件误差、测量误差,以及定位和安装调整误差。 ⑵ 加工过程中的其它因素 由力、热和磨损等因素影响。主要有:工艺系统的受力变形、工艺系 统热变形、工艺系统磨损和残余应力等。
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4)导轨与主轴回转轴线的平行度(或垂直度)
在立式铣床上采用端铣刀对称铣削平面时,若铣刀回 转轴线对工作台直线进给运动不垂直,即 α≠0,加工 后将造成加工表面下凹的形状误差Δ。
水平面内不平行
垂直面内不平行
在车床上镗孔时,若主轴回转运动与刀具的直线进给运 动均很准确,只是它们在水平面内或垂直面上不平行。
镗床上镗孔,镗杆主轴与工件进给方向不平行,会产生圆柱 度误差。
镗杆既旋转又移动进给,导轨误差不会产生孔的 形状误差,但会产生孔的位置误差。
第二节 工艺系统几何 精度对加工精度的影响
一、加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮 廓进行加工而产生的误差。
例1:在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件(图2-5)
S 8Rh
式中 R ——球头刀半径; h ——允许的残留高度。
例2:用阿基米德蜗杆滚刀滚切 渐开线齿轮
h
S
位移,其误差将直接反映到
被加工工件上,造成形状误
图 龙门刨床导轨垂直面
差。
内直线度误差
1-刨刀 2-工件 3-工作台 4-床身导轨
3) 前后导轨的平行度δ(扭曲) 前后导轨不平行时,加工半径误差 NhomakorabeaR H H
B
一般车床H/B≈2/3,外圆 磨床H≈B,因此该项原 始误差△对加工精度的 影响很大,不可忽略, 当α很小时,该误差不显 著。
第二章 机械加工精度及其控制
本章要点
工艺系统几何精度对加工 精度的影响 工艺系统的受力变形对加 工精度的影响 工艺系统热变形对加工精 度的影响 加工误差的统计分析 保证和提高加工精度的途径 加工误差综合分析实例
一、机械加工精度
➢ 加工精度:零件加工后实际几何参数(尺寸、形 状和表面间的相互关系)与理想几何参数接近程度。 符合程度愈高,加工精度愈高。实际值与理想值之 差称为加工误差。
➢ 工艺系统原始误差方向不同 ,对加工精度的影响程度也不 同。对加工精度影响最大的方 向,称为误差敏感方向。
R
A
0
R
O
A
➢ 误差敏感方向一般为已加工 表面过切削点的法线方向。
➢ 图2-4:
Δ cos 2
2R0
0 ,R0 为最大(忽略
90,R90
2 2R0
为最小
图
2
2R0
误差的敏感方向
机床导轨导向误差
◎导轨导向精度是指机床导轨副运动件实际运动方向与 理想运动方向的符合程度,这两者之间的偏差值则称为 导向误差。 ◎包括:导轨在水平面内的直线度
导轨在垂直面内的直线度 前后导轨平行度(扭曲) 导轨与主轴回转轴线的平行度(或垂直度)
1)导轨在水平面内的直线度Δy (以卧式车床为例)
水平面
常用加工误差的大小来评价加工精度的高低 加工误差越小,加工精度越高
➢ 零件的加工精度包括
尺寸精度、形状精度、位置精度
通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高
加工质量
加工精度
尺寸精度 形状精度 位置精度
(通常形状误差限制在位置公差内,位 置公差限制在尺寸公差内)
表面质量
表面几何形状精度
表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕(划痕、裂纹、砂眼等)
ΔY
导轨水平面内直线度
ΔR
D
o
Δy
图 导轨在水平面内直线度误差
Δy将直接反映在工件加工表面法线方向(误差敏感方向) 上,误差ΔR =Δy,对加工精度影响最大。
刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。
Δx D-Δd
L
d Z
Xf a)
R0 b)
车刀直线运动轨迹与工件轴线在水平面内不平行造成 的加工误差
图 空间曲面数控加工
一是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。
二、调整误差
试切法(图2-6 a)
➢测量误差。 ➢试切时与正式切削时切削厚度 不同造成的误差。 ➢机床进给机构的位移误差。
项)
四、研究加工质量的方法
单因素分析法 统计分析法
不考虑其它因素的同时作用 而研究某一确定因素对加工精 度的影响,通过分析计算或测 试、实验,得出该因素与加工 误差间的关系。
以生产中一批工件的实测结果为基础,运用
数理统计方法进行数据处理,用以控制工艺过 程的正常进行。 当发生质量问题时, 可以从 中判断误差的性质, 找出误差出现的规律,以 指导我们解决有关的加工精度问题。 统计分析 法仅适用于批量生产。
车刀直线运动轨迹与工件轴线在垂直面内不平行造成 的加工误差
原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移,若 产生在加工表面法向方向(误差敏感方向),对加工 精度有直接影响;产生在加工表面切向方向(误差非 敏感方向) ,可忽略不计。
对平面磨床,龙门刨床
及铣床等,导轨在垂直面内
的直线度误差会引起工件相
对于砂轮(刀具)产生法向
与工艺过程有关的 原始误差(动误差)
原理误差
定位误差 调整误差 刀具误差
工件相对于刀具静止状态下 的误差
夹具误差 机床误差
主轴回转误差 工件相对于
导轨导向误差 刀具运动状
传动误差
态下的误差
工艺系统受力变形(包括夹紧变形)
工艺系统受热变形
刀具磨损
测量误差
工件残余应力引起的变形
图 原始误差构成
三、误差敏感方向
2) 在垂直面内的直线度Δz Δz对工件的尺寸和形状误差影响比Δy小得多
ΔZ
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
Δz
垂直平面 图 导轨在垂直面内直线度误差
对卧式车床ΔR ≈Δz2/D 若设Δz= 0.1mm,D=40mm,则 ΔR =0.00025mm,影响可忽略不计。 而对平面磨床、龙
门刨床误差将直接反映在工件上。
表面缺陷层
表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力
图 加工质量包含的内容
二、影响机械加工精度的原始误差及分类
图 活塞销孔精镗工序中的原始误差
原始误差—— 引起加工误差的根本原因是工艺系统存在
着误差,将工艺系统的误差称为原始误差。
原始误差分类
与工艺系统原始状 态有关的原始误差 (几何误差)
原始 误差
调整法(图2-6 b)
➢定程机构误差。 ➢样件或样板误差。 ➢测量有限试件造成的误差。
a)
b)
图 试切法与调整法
三、机床误差
机床主轴回转误差
•轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差 机床导轨导向误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差