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加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。理想的幾何參數(shù),對(duì)尺寸而言,就是平均尺寸;對(duì)表面幾何形狀而言,就是絕對(duì)的圓、圓柱、平面、錐面和直線等;對(duì)表面之間的相互位置而言,就是絕對(duì)的平行、垂直、同軸、對(duì)稱等。零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值稱為加工誤差。
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1、簡介 加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度,加工精度與加工誤差都是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語。加工精度用公差等級(jí)衡量,等級(jí)值越小,其精度越高;加工誤差用數(shù)值表示,數(shù)值越大,其誤差越大。加工精度高,就是加工誤差小,反之亦然。公差等級(jí)從IT01,IT0,IT1,IT2,IT3至IT18一共有20個(gè),其中IT01表示的話該零件加工精度最高的,IT18表示的話該零件加工精度是最低的 ,一般上IT7、IT8是加工精度中等級(jí)別。 任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確,從零件的功能看,只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi),就認(rèn)為保證了加工精度。 機(jī)器的質(zhì)量取決于零件的加工質(zhì)量和機(jī)器的裝配質(zhì)量,零件加工質(zhì)量包含零件加工精度和表面質(zhì)量兩大部分。金屬加工微信,內(nèi)容不錯(cuò),值得關(guān)注。 機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低,誤差越小加工精度越高。 % d, ]$ c2 G6 z \% p, M# O; o# K
2 、相關(guān)內(nèi)容 尺寸精度 指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。 形狀精度 指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。 位置精度 指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置精度差別。 相互關(guān)系 通常在設(shè)計(jì)機(jī)器零件及規(guī)定零件加工精度時(shí),應(yīng)注意將形狀誤差控制在位置公差內(nèi),位置誤差又應(yīng)小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面,其形狀精度要求應(yīng)高于位置精度要求,位置精度要求應(yīng)高于尺寸精度要求。
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3 、調(diào)整方法 - 對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整/ d8 s/ l1 E, L2 q! E
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試切法調(diào)整 通過試切—測量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切,如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低,主要用于單件小批生產(chǎn)。 調(diào)整法 通過預(yù)先調(diào)整好機(jī)床、夾具、工件和刀具的相對(duì)位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高,主要用于大批大量生產(chǎn)。
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- 減小機(jī)床誤差+ S% k3 {, N& ^' @
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1)提高主軸部件的制造精度 應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度 : 、龠x用高精度的滾動(dòng)軸承; 、诓捎酶呔鹊亩嘤湾泟(dòng)壓軸承; 、鄄捎酶呔鹊撵o壓軸承 應(yīng)提高與軸承相配件的精度: 、偬岣呦潴w支撐孔、主軸軸頸的加工精度; 、谔岣吲c軸承相配合表面的加工精度; 、蹨y量及調(diào)節(jié)相應(yīng)件的徑向跳動(dòng)范圍,使誤差補(bǔ)償或相抵消。 2)對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊 、倏上g隙; 、谠黾虞S承剛度; 、劬瘽L動(dòng)體誤差。 3)使主軸回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上。
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- 減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差5 n4 l( M" Q- n3 a: i9 S3 `
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1)傳動(dòng)件數(shù)少,傳動(dòng)鏈短,傳動(dòng)精度高; 2)采用降速傳動(dòng)(i<1),是保證傳動(dòng)精度的重要原則,且越接近末端的傳動(dòng)副,其傳動(dòng)比應(yīng)越; 3)末端件精度應(yīng)高于其他傳動(dòng)件。
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- 減小刀具磨損( ?/ y, ?- d: \ `, @+ e
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在刀具尺寸磨損達(dá)到急劇磨損階段前就必須重新磨刀
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- 減小工藝系統(tǒng)的受力變形' a7 v- ?+ |+ M" q( _7 ^9 k- J
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主要從: 1)提高系統(tǒng)的剛度,特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度; 2)減小載荷及其變化 提高系統(tǒng)剛度 、俸侠淼慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)盡量減少連接面的數(shù)目; 2)防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn); 3)應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)件、支撐件的結(jié)構(gòu)和截面形狀。 ②提高連接表面的接觸剛度 1)提高機(jī)床部件中零件間結(jié)合面的質(zhì)量; 2)給機(jī)床部件以預(yù)加載荷; 3)提高工件定位基準(zhǔn)面的精度和減小它的表面粗糙度值。 ③采用合理的裝夾和定位方式。 減小載荷及其變化 ①合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量,以減小切削力; 、诿叻纸M,盡量使調(diào)整中毛胚加工余量均勻。 " X7 e6 b9 Y( ]
- 減小工藝系統(tǒng)熱變形
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、贉p少熱源的發(fā)熱和隔離熱源 1)采用較小的切削用量; 2)零件精度要求高時(shí),將粗精加工工序分開; 3)盡可能將熱源從機(jī)床分離出去,減少機(jī)床熱變形; 4)對(duì)主軸軸承、絲桿螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等不能分離的熱源,從結(jié)構(gòu)、潤滑等方面改善其摩擦特性,減少發(fā)熱或用隔熱材料; 5)采用強(qiáng)制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施!窘饘偌庸の⑿,內(nèi)容不錯(cuò),值得關(guān)注。】 、诰鉁囟葓。 ③采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn)。 1)采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)——在變速箱中,將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等對(duì)稱布置,可使箱壁溫升均勻,箱體變形減小。 2)合理選擇機(jī)床零部件的裝配基準(zhǔn)。 、芗铀龠_(dá)到傳熱平衡。 、菘刂骗h(huán)境溫度。 Y5 p" A3 ?. K7 w2 w+ `
- 減少殘余應(yīng)力7 l) a% p! h) S, C- [1 e$ v
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1、增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序; 2、合理安排工藝過程。
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4、影響原因 ① 加工原理誤差 加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面加工中。 例如,加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀,為使?jié)L刀制造方便,采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿,使齒輪漸開線齒形產(chǎn)生了誤差。又如車削模數(shù)蝸桿時(shí),由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(jié)(即 mπ),其中 m是模數(shù),而π是一個(gè)無理數(shù),但是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的,選擇配換齒輪時(shí)只能將π化為近似的分?jǐn)?shù)值(π =3.1415)計(jì)算,這就將引起刀具對(duì)于工件成形運(yùn)動(dòng)(螺旋運(yùn)動(dòng))的不準(zhǔn)確,造成螺距誤差。 在加工中,一般采用近似加工,在理論誤差可以滿足加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺寸公差),來提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 ②調(diào)整誤差 機(jī)床的調(diào)整誤差是指由于調(diào)整不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。 ③機(jī)床誤差 機(jī)床誤差是指機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。 機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 1、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度——導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合程度。主要包括: ① 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度Δy和垂直面內(nèi)的直線度Δz(彎曲); ②前后兩導(dǎo)軌的平行度(扭曲); ③ 導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的平行度誤差或垂直度誤差。 2.、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度對(duì)切削加工的影響主要考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對(duì)位移。車削加工時(shí)誤差敏感方向?yàn)樗椒较颍怪狈较蛞鸬膶?dǎo)向誤差產(chǎn)生的加工誤差可以忽略;鏜削加工時(shí)誤差敏感方向隨刀具回轉(zhuǎn)而變化;刨削加工時(shí)誤差敏感方向?yàn)榇怪狈较,床身?dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度引起加工表面直線度和平面度誤差。 機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差 機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差是指實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)于理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。主要包括主軸端面圓跳動(dòng)、主軸徑向圓跳動(dòng)、主軸幾何軸線傾角擺動(dòng)。 1、主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響:①加工圓柱面時(shí)無影響;②車、鏜端面時(shí)將產(chǎn)生端面與圓柱面軸線垂直度誤差或端面平面度誤差;③加工螺紋時(shí),將產(chǎn)生螺距周期誤差。 2、主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響:①若徑向回轉(zhuǎn)誤差表現(xiàn)為其實(shí)際軸線在y軸坐標(biāo)方向上作簡諧直線運(yùn)動(dòng),鏜床鏜出的孔為橢圓形孔,圓度誤差為徑向圓跳動(dòng)幅值;而車床車出的孔沒什么影響;②若主軸幾何軸線作偏心運(yùn)動(dòng),無論車、鏜都能得到一個(gè)半徑為刀尖到平均軸線距離的圓。 3.、主軸幾何軸線傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響:①幾何軸線相對(duì)于平均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡,從各截面看相當(dāng)于幾何軸心繞平均軸心作偏心運(yùn)動(dòng),而從軸向看各處偏心值不同;②幾何軸線在某一平面內(nèi)作擺動(dòng),從各截面看相當(dāng)于實(shí)際軸線在一平面內(nèi)作簡諧直線運(yùn)動(dòng),而從軸向看各處跳動(dòng)幅值不同;③實(shí)際上主軸幾何軸線的傾角擺動(dòng)為上述兩種的疊加。 機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差 機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差。
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④ 夾具的制造誤差和磨損 夾具的誤差主要指:1)定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等的制造誤差;2)夾具裝配后,以上各種元件工作面間的相對(duì)尺寸誤差;3)夾具在使用過程中工作表面的磨損。金屬加工微信,內(nèi)容不錯(cuò),值得關(guān)注。 , A/ }8 h. O- ^9 H& b1 H% Q( ~
⑤刀具的制造誤差和磨損 刀具誤差對(duì)加工精度的影響根據(jù)刀具的種類不同而異。 1)定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等)的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。 2)成型刀具(如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等)的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。 3)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等)的刀刃形狀誤差會(huì)影響加工表面的形狀精度。 4)一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀),其制造精度對(duì)加工精度無直接影響,但刀具易磨損。 ⑥工藝系統(tǒng)受力變形 工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會(huì)產(chǎn)生變形,從而破壞了已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系,導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生,并影響加工過程的穩(wěn)定性。主要考慮機(jī)床變形、工件變形以及工藝系統(tǒng)的總變形。 切削力對(duì)加工精度的影響 只考慮機(jī)床變形,對(duì)加工軸類零件來講,機(jī)床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細(xì)的鞍形,即產(chǎn)生圓柱度誤差。只考慮工件變形,對(duì)加工軸類零件來講,工件受力變形使加工后工件呈兩端細(xì)、中間粗的鼓形。而對(duì)加工孔類零件來講,單獨(dú)考慮機(jī)床或工件的變形,加工后工件的形狀與加工的軸類零件相反。 夾緊力對(duì)加工精度的影響 工件裝夾時(shí),由于工件剛度較低或夾緊力著力點(diǎn)不當(dāng),使工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形,造成的加工誤差。
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⑦工藝系統(tǒng)的熱變形 在加工過程中,由于內(nèi)部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環(huán)境溫度、熱輻射)產(chǎn)熱使工藝系統(tǒng)受熱而發(fā)生變形,從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中, 工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。 工件熱變形對(duì)加工金的的影響包括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。 ) C7 A4 m9 I# h
⑧工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生:1)毛胚制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力;2)冷校直帶來的殘余應(yīng)力;3)切削加工帶來的殘余應(yīng)力。 7 i: i7 \ |; v( K1 [* H- Q
、峒庸がF(xiàn)場環(huán)境影響 加工現(xiàn)場往往有許多細(xì)小金屬屑,這些金屬屑如果存在與零件定位面或定位孔位置就會(huì)影響零件加工精度,對(duì)于高精度加工,一些細(xì)小到目視不到的金屬屑都會(huì)影響到精度。這個(gè)影響因素會(huì)被識(shí)別出來但并無十分到位的方法來杜絕,往往對(duì)操作員的作業(yè)手法依賴很高。 $ n6 p9 }* C. y) Y8 L9 I# ?
5 、測量方法 加工精度根據(jù)不同的加工精度內(nèi)容以及精度要求,采用不同的測量方法。一般來說有以下幾類方法: 1、按是否直接測量被測參數(shù),可分為直接測量和間接測量。 直接測量:直接測量被測參數(shù)來獲得被測尺寸。例如用卡尺、比較儀測量。間接測量:測量與被測尺寸有關(guān)的幾何參數(shù),經(jīng)過計(jì)算獲得被測尺寸。 顯然,直接測量比較直觀,間接測量比較繁瑣。一般當(dāng)被測尺寸或用直接測量達(dá)不到精度要求時(shí),就不得不采用間接測量。 2、按量具量儀的讀數(shù)值是否直接表示被測尺寸的數(shù)值,可分為絕對(duì)測量和相對(duì)測量。 絕對(duì)測量:讀數(shù)值直接表示被測尺寸的大小、如用游標(biāo)卡尺測量。 相對(duì)測量:讀數(shù)值只表示被測尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差。如用比較儀測量軸的直徑,需先用量塊調(diào)整好儀器的零位,然后進(jìn)行測量,測得值是被側(cè)軸的直徑相對(duì)于量塊尺寸的差值,這就是相對(duì)測量。一般說來相對(duì)測量的精度比較高些,但測量比較麻煩。 3、按被測表面與量具量儀的測量頭是否接觸,分為接觸測量和非接觸測量。 接觸測量:測量頭與被接觸表面接觸,并有機(jī)械作用的測量力存在。如用千分尺測量零件。 非接觸測量:測量頭不與被測零件表面相接觸,非接觸測量可避免測量力對(duì)測量結(jié)果的影響。如利用投影法、光波干涉法測量等。 4、按一次測量參數(shù)的多少,分為單項(xiàng)測量和綜合測量。 單項(xiàng)測量;對(duì)被測零件的每個(gè)參數(shù)分別單獨(dú)測量。 綜合測量:測量反映零件有關(guān)參數(shù)的綜合指標(biāo)。如用工具顯微鏡測量螺紋時(shí),可分別測量出螺紋實(shí)際中徑、牙型半角誤差和螺距累積誤差等。 綜合測量一般效率比較高,對(duì)保證零件的互換性更為可靠,常用于完工零件的檢驗(yàn)。單項(xiàng)測量能分別確定每一參數(shù)的誤差,一般用于工藝分析、工序檢驗(yàn)及被指定參數(shù)的測量。 5、按測量在加工過程中所起的作用,分為主動(dòng)測量和被動(dòng)測量。 主動(dòng)測量:工件在加工過程中進(jìn)行測量,其結(jié)果直接用來控制零件的加工過程,從而及時(shí)防治廢品的產(chǎn)生。 被動(dòng)測量:工件加工后進(jìn)行的測量。此種測量只能判別加工件是否合格,僅限于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。 6、按被測零件在測量過程中所處的狀態(tài),分為靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量。 靜態(tài)測量;測量相對(duì)靜止。如千分尺測量直徑。 動(dòng)態(tài)測量;測量時(shí)被測表面與測量頭模擬工作狀態(tài)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)態(tài)測量方法能反映出零件接近使用狀態(tài)下的情況,是測量技術(shù)的發(fā)展方向。
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