第五章汽车零件机械加工质量.ppt

汽车制造工艺学 ;第3章 汽车零件的加工精度与表面质量 ; ;加工精度： 零件实际几何参数(尺寸、形状、位置)与理想（设计）几何参数的接近程度。 ; 零件的理想几何参数，对尺寸而言，就是平均尺寸，对表面几何形状而言，就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面、直线等，对表面之间的相互位置而言，就是绝对的平行、垂直、同轴，对称和一定的角度等。 加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高，加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。 即： 加工精度的高低是由加工误差的小大来表示的。 ;尺寸、形状和相互位置的关系;尺寸、形状和相互位置的关系;3.2.1 原始误差与加工误差的关系 ; 工艺系统实际上不可避免的存在着种种误差，这些误差必将直接影响工件加工后的精度。就是说工艺系统的误差通过加工过程直接反映到工件上，而形成加工误差。通常把工艺系统的误差称为原始误差。加工误差与原始误差是一个因果关系。 除了上述形成原始误差的工艺系统误差以外，影响加工误差的还有其它许多因素，所以也可以把产生加工误差的来源扩大为机械制造系统。可以把机械制造系统视为工艺系统。 ;机械制造系统（工艺系统）由三部分组成： 施行方法、机械实体、切削过程三个部分。 因此原始误差可分为三大类十二项： 施行方法误差： 原理误差、安装误差、调整误差、测量误差 机械实体误差： 机床误差、夹具误差、刀具误差、毛坯误差 切削过程误差： 工艺系统受力变形误差、工艺系统受热变形误差、 工艺系统磨损误差、内应力变形误差;3.2.2 原理误差;例：在曲线获曲面的数控加工中，由于数控铣床一般不具有空间插补功能。如曲线的加工是由许多很短的折线段逼近得到，逼近的精度可由每根线段的长度来控制。在三坐标联动的数控铣床上加工区面，实际上是一面一面的空间直线逼近空间曲面。即整个曲面是由大量加工出的小直线来逼近。因此，在曲线或曲面加工中，刀具相对于工件地成形运行是近似的。;3.2.3 机床误差;1．机床几何误差;（1）导轨在水平面内的直线度误差;当导轨向后凸出时，工件上产生鼓形加工误差。;（2）导轨在垂直面内的直线度误差;; 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。;前后导轨的平行度误差;一般车床:H/B=2/3 磨床:H=B; 主轴回转误差是指主轴实际回转线对其理想回转轴线的漂移。 误差产生原因： 由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座孔等的制造误差和配合质量，润滑条件，以及回转时的动力因素的影响。瞬时回转轴线的空间位置在周期性变化。;主轴的回转误差;为便于研究，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、端面圆跳动和倾角摆动三种基本型式。 （1）主轴的纯径向跳动 （2）主轴的纯轴向窜动 （3）主轴的纯角度摆动 ;（1）主轴的纯径向跳动;工件旋转，刀具不转。主轴轴心沿 y 坐标作简谐直线运动，y=Acosφ,振幅值为A。车削出出的工件表面接近真圆;考虑最简单的情况，主轴回转中心在Y方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2A。则刀尖的坐标值为：;工件回转类机床： 切削力的方向大致不变，在切削力的作用下，主轴轴径以不同部位与轴承孔的某一固定部位接触，这时主轴轴径的形状误差（轴径的圆度）是影响回转精度的主要因素。 ;（2）主轴的纯轴向窜动;螺旋面;（3）主轴的纯角度摆动;当主轴具有纯角度摆动时，车削加工仍然能够得到一个圆 的工件，但工件有锥度，而在镗削加工时，镗出的孔则将 是椭圆形。;提高主轴回转精度的措施;使主轴回转误差不反映到工件上（误差转移）;3）传动链的传动误差;当传动链中各传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杆、螺母等有制造误差，装配误差和磨损时，就会破坏正确的运动关系，使被加工工件产生误差。 传动链误差是由传动链中某些环节的误差引起的。而各个环节的误差是由元件的制造误差和装配质量、磨损程度、结构的刚度、惯性等因素决定的。 ;;4)刀具几何误差（刀具制造误差与磨损）; （3）对于用展成法加工的刀具：刀具的形状误差将直接影响加工表面的形状误差；如齿轮滚刀和插齿刀等。 （4）对于一般刀具：是靠刀尖轨迹产生加工表面的，刀尖位置是由调整达到的，所以刀具的误差对工件精度没有直接影响。但这些刀具的几何参数和形状不适当，将影响加工表面的粗糙度，波纹度等表面层质量。如车刀、镗刀、立铣刀、盘铣刀等。 （5）砂轮磨损 ;5) 夹具几何误差（夹具的制造误差与磨损）;对于IT5―IT7级精度的零件,夹具精度一般是零件精度的1/2―1/3 。