轴承,机械相关标准:机械加工精度

时间：2010-12-20

轴承,机械相关标准:机械加工精度

机械加工精度

　　加工误差是普遍存在的、不可避免的。

　　6.2.1原始误差与加工误差

　　工艺系统——机械加工时，机床、夹具、刀具和工件构成一个相互

联系的统一系统。

影响加工精度的因素

　　1）原理误差

　　原理误差 — 是由于采用了近似的加工运动或近似的刀具轮廓而

产生的。

　　例: 1.滚刀用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆;

2.模数铣刀铣齿；

3.用公制丝杆车蜗杆或英制螺纹。

2）机床误差

　　机床误差来自三方面： 1. 制造 ; 2.安装 ; 3.磨损。

　　讨论机床误差的三个部分：

　　 1. 主轴回转误差 ;

　　 2. 导轨误差 ;

　　 3. 传动链误差。　2）主轴误差

　　主轴理想回转轴线—主轴轴线回转中各位置的平均轴线.

　　主轴回转误差—主轴实际回转中心的瞬时位置与理想位置的

最大偏差.

　　为了方便分析主轴回转误差对加工精度的影响,一般把它分解

为三种独立运动形式:

　　1.纯轴向窜动△x;

　　2.纯径向移动△r;

　　3.纯角度摆动△α。

　（1）纯轴向窜动△x :

　　1. 对加工外圆和内孔的直径没有影响;

　　2. 对加工端面造成端面与轴线不垂直形成端面螺纹;

　　3. 车螺纹时形成螺距的小周期误差。

　（2）纯径向移动△r:

　　1.镗削(刀具回转)的情况:

　　假设主轴沿y方向作简谐直线运动.

　　①.刀具在水平位置(1点):

　　 R1 = R + A (如下图所示)

　　3.主轴纯角度摆动影响工件的形状精度. 主轴实际工

　　作为这三种误差的综合. 　3）传动链误差.

　　当加工中要求工件与刀具有一定的运动关系时,就产生传动

链误差。

如：加工齿轮﹑螺纹、蜗杆、丝杆等。

3）调整误差

　　调整—是指使刀具切削刃与工件定位基准间在从切削开始到切削

终了都保持正确的相对位置。

　　调整包括：1.机床调整;2.夹具调整;3.刀具调整。

　　(1). 试切法加工的调整误差

　　1.加工余量的影响

　　粗加工：试切余量小于切削余量,得到比试切尺寸大一些。

（如图6-9a所示）

　　精加工：试切最后一刀吃刀小打滑,新切部分大于试切余量不打

滑，尺寸变小。（如图6-9b所示）

　　2.微量进给产生的误差

　　在试切最后一刀产生爬行现象,使进给不均匀。

　　消除办法：1.先退刀再进给；2.轻敲手轮。

　　(2). 调整法加工的调整误差

　　　1.定程机构的制造精度和调整精度；

　　　2.定程机构的灵敏度；

　　　3.刀具样板的精度。

（2）.毛坯误差的复映

　　在机械加工中，由于工件余量或材料硬度不均，会引起切削力变

化，使工艺系统受力变形发生变化，从而造成工件的尺寸误差和形状

误差。

由以上分析，可以把误差复映概念做如下推广：

a.在工艺系统弹性变形条件下,毛坯的各种误差(圆度、圆柱

　　度、同轴度、平直度误差等),都会由于余量不均而引起切削力

　　变化，并以一定的复映系数复映成工件的加工误差。

b.由于误差复映系数通常小于1,多次加工后,减少很快,所以

　　当工艺系统的刚度足够时,只有粗加工时用误差复映规律估算才

　　有现实意义;在工艺系统刚度较低的场合,如镗一定深度的小直

　　径孔、车细长轴和磨细长轴等,则误差复映现象比较明显,有时

　　需要从实际反映的复映系数着手分析提高加工精度的途径。

　c.在大批大量生产中,一般采用调整法加工。即刀具调到一定

　　切削深度后,对同一批零件一次走刀加工到该工序所要求的尺寸。

　　这时,毛坯的“尺寸分散”使每件毛坯的加工余量不等,而造成一

　　批工件的“尺寸分散”。要使一批零件尺寸分散在公差范围内,

　　必须控制毛坯的尺寸公差。

d.毛坯材料硬度的不均匀将使切削力产生变化,引起工艺系统

　　受力变形的变化,从而产生加工误差。而铸件和锻件在冷却过程

　　中的不均匀是造成毛坯硬度不均匀的根源。

　　3、其他工艺系统其他作用力而产生的加工误差

6.2.3提高加工精度的措施
　　

　　（1）直接减小或消除原始误差

　　以车细长轴为例

　　① 采用跟刀架或中心架；
　　

　　② 采用反向进给；

　　　　
　　③ 大主偏角大进给；

　　④ 使用伸缩性的弹性活顶尖；
　　
　　⑤ 在卡盘工件上车出一个缩颈d≈D/2；

　　⑥ 前后双架对刀切削；

　6.2.4 机械加工误差的综合分析法

　　单因素分析误差与综合分析误差两种方法

　　(1)误差的性质

　　理论 → 数理统计

　　两大类误差：

　　 1)系统性误差：当连续加工一批零件时，大小和方向不变或是

按一定规律变化的误差。

　　1.常值系统误差误差大小和方向不变。

　　例如：原理误差

　　机床、夹具和量具的制造和调整误差

　　.变值系统误差误差大小和方向按一定规律变化。

　　例如：刀具的热变形、磨损。

　　2)随机性误差(偶然误差):连续加工一批零件时,大小和方向没

有一定变化规律的误差。

　　如： 1.毛坯误差的复映；

　　　　　2.工件残余应力引起的变形误差；

　　　　　3.夹紧误差；

　　　　　4.多次调整误差；

　　　　　5.内应力引起的变形误差; 　　　　　

　　　　　6.定位误差。

2）加工误差的分布曲线分析方法

　　1）、实际分布曲线

　　　　一批活塞销孔，图纸要求尺寸Φ28　　，对这批销孔

　　精镗后，抽查100件，并按尺寸大小分组，每组的尺寸间隔

　　为0.002，列表6-3。
　　　　　　　　　　

　　　　　　　　表6-３　活塞销孔直径测量结果

组别	尺寸范围／mm	中点尺寸/mm	组内工件数（m件）	濒率m/n
１	27.992-27.994	27.993	4	4/100
２	27.994-27.996	27.995	16	16/100
３	27.996-27.998	27.997	32	32/100
４	27.998-28.000	27.999	30	30/100
５	28.000-28.002	28.001	16	16/100
６	28.002-28.004	28.003	2	2/100

④废品率=18%，

即尺寸为28.000～28.004的零件的频率。

⑤系统误差 △_st=︱分散范围中心-公差带中心︱

=︱27.9979-27.992︱=0.0054

       ⑥因分散范围=0.012＜0.015，所以只须设法将分散

       中心调整到公差带中心，即将镗刀伸出量调小一

       点（分散中心向右移）。

分布曲线法不足之处：

　　① 分布曲线法不容易看出几种不同性质的误差；

　　② 不能暴露加工过程中误差变化规律性，必须等全部零件加工

完后才能作测量处理，点图法就比较优越。

　　（3）点图法

　　要点：按加工的先后顺序作出尺寸的变化图，以暴露在整个加工

过程中的误差变化全貌。
　　

　　上式的A和D的数值根据数理统计原理得出，下表给出当每组个

数m为4和5时的数据。

每组个数m	A	D
４	０.７３	２.２８
５	０.５８	２.１１

　　点子波动有正常波动和异常波动，正常波动说明工艺过程稳定，

异常波动说明工艺过程不稳定。
　　　　　　　

正常波动

异常波动

　1. 没有点子超出控制线

　2. 大部分点子在中心线上下波动，小　部分在控制线附近

　3.点子没有明显的规律

　1.有点子超出控制线

　2.点子密集在中心线上下附近

　3. 点子密集在控制线附近

　4. 连续7个以上点子

　5. 连续11个点子中有10个以上

　6. 连续14个点子中有12个以上

　7. 连续17个点子中有14个以上

　8. 连续20个点子有16个以上

　9. 点子有上升或下降倾向

　10. 点子有周期性波动

三泰轴承公司可长期供货:87220315 87220319 87220519 传真:87223781

　　其他作用力包括：夹紧力、机床部件自重、工件自重、离心力

（惯性力）、传动力。

a：夹紧力

夹紧力引起的工件形状误差

b：机床自重和工件自重

　5、其他原始误差的影响

　 （1）工艺系统热变形

热胀冷缩引起的变形

加工过程的热源：a.内部热源；b.外部热源

　　①机床热变形

　　②刀具热变形　

　　③、工件热变形

　　均匀受热： △L=αL·△T

　　α—工件材料热膨胀系数

　　L—工件热变形方向上的尺寸

△T—温升

　　例：切削长度为3米，每磨一次温升3℃，则丝杆伸长量为

△L=3000×12×10^－6×3=0.1mm

　　(2)工件残余应力

　　残余应力—残余存在工件内部的一部分金属对另一部分金属的作用力。

　　残余应力产生的原因：

　　在铸锻焊热处理过程中由于工件个部分受热不均匀及冷却速

　　度不同和金相组织而引起的体积变化，会使工件产生内应力。


图6-15 床身因应力而引起的变化