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加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸哀求的空想几何参数的符合程度。空想的几何参数,对尺寸而言,便是均匀尺寸;对表面几何形状而言,便是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等;对表面之间的相互位置而言,便是绝对的平行、垂直、同轴、对称等。零件实际几何参数与空想几何参数的偏离数值称为加工偏差。
加工精度简介
加工精度紧张用于生产产品程度,加工精度与加工偏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;加工偏差用数值表示,数值越大,其偏差越大。加工精度高,便是加工偏差小,反之亦然。
公差等级从IT01,IT0,IT1,IT2,IT3至IT18一共有20个,个中IT01表示的话该零件加工精度最高的,IT18表示的话该零件加工精度是最低的 ,一样平常上IT7、IT8是加工精度中等级别。
任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确,从零件的功能看,只要加工偏差在零件图哀求的公差范围内,就认为担保了加工精度。
准确度和精密度的差异:
1、准确度
指得到的测定结果与真实值之间的靠近程度。丈量的准确度高,是指系统偏差较小,这时丈量数据的均匀值偏离真值较少,但数据分散的情形,即有时偏差的大小不明确。
2、精密度
指利用同种备用样品进行重复测定所得到的结果之间的重现性、同等性。有可能精密度高,但精确度是不准确的。例如,利用1mm的长度进行测定得到的三个结果分别为1.051mm、1.053、1.052,虽然它们的精密度高,但却是不准确的。
准确度表示丈量结果的精确性,精密度表示丈量结果的重复性和重现性,精密度是准确度的条件条件。
干系内容
1. 尺寸精度
指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中央的相符合程度。
2. 形状精度
指加工后的零件表面的实际几何形状与空想的几何形状的相符合程度。
3. 位置精度
指加工后零件有关表面之间的实际位置精度差别。
4. 相互关系
常日在设计机器零件及规定零件加工精度时,应把稳将形状偏差掌握在位置公差内,位置偏差又应小于尺寸公差。即精密零件或零件主要表面,其形状精度哀求应高于位置精度哀求,位置精度哀求应高于尺寸精度哀求。
提高加工精度的方法
1.对工艺系统进行调度
试切法调度
通过试切—丈量尺寸—调度刀具的吃刀量—走刀切削—再试切,如此反复直至达到所需尺寸。此法生产效率低,紧张用于单件小批生产。
调度法
通过预先调度好机床、夹具、工件和刀具的相对位置得到所需尺寸。此法生产率高,紧张用于大批大量生产。
2.减小机床偏差
1)提高主轴部件的制造精度
应提高轴承的回转精度 :
①选用高精度的滚动轴承;
②采取高精度的多油锲动压轴承;
③采取高精度的静压轴承
应提高与轴承相配件的精度:
①提高箱体支撑孔、主轴轴颈的加工精度;
②提高与轴承相合营表面的加工精度;
③丈量及调节相应件的径向跳动范围,使偏差补偿或相抵消。
2)对滚动轴承适当预紧
①可肃清间隙;
②增加轴承刚度;
③均化滚动体偏差。
3)使主轴回转精度不反响到工件上。
3.减少传动链传动偏差
1)传动件数少,传动链短,传动精度高;
2)采取降速传动(i<1),是担保传动精度的主要原则,且越靠近末端的传动副,其传动比应越小;
3)末端件精度应高于其他传动件。
4.减小刀具磨损
在刀具尺寸磨损达到急剧磨损阶段前就必须重新磨刀
5.减小工艺系统的受力变形
紧张从:
(1)提高系统的刚度,特殊是提高工艺系统中薄弱环节的刚度;
(2)减小载荷及其变革。
提高系统刚度:
(1)合理的构造设计
1)只管即便减少连接面的数目;
2)防止有局部低刚度环节涌现;
3)应合理选择根本件、支撑件的构造和截面形状。
(2)提高连接表面的打仗刚度
1)提高机床部件中零件间结合面的质量;
2)给机床部件以预加载荷;
3)提高工件定位基准面的精度和减小它的表面粗糙度值。
(3)采取合理的装夹和定位办法
减小载荷及其变革:
(1)合理选择刀具几何参数和切削用量,以减小切削力;
(2)毛胚分组,只管即便使调度中毛胚加工余量均匀。
6.减小工艺系统热变形
(1)减少热源的发热和隔离热源
1)采取较小的切削用量;
2)零件精度哀求高时,将粗精加工工序分开;
3)尽可能将热源从机床分离出去,减少机床热变形;
4)对主轴轴承、丝杆螺母副、高速运动的导轨副等不能分离的热源,从构造、润滑等方面改进其摩擦特性,减少发热或用隔热材料;
5)采取逼迫式风冷、水冷等散热方法。
(2)均衡温度场
(3)采取合理的机床部件构造及装置基准
1)采取热对称构造——在变速箱中,将轴、轴承、传动齿轮等对称支配,可使箱壁温泰平承平均,箱体变形减小;
2)合理选择机床零部件的装置基准。
(4)加速达到传热平衡;
(5)掌握环境温度。
7.减少残余应力
(1)增加肃清内应力的热处理工序;
(2)合理安排工艺过程。
影响加工精度的成分
1. 加工事理偏差
加工事理偏差是指采取了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的偏差。加工事理偏差多涌现于螺纹、齿轮、繁芜曲面加工中。
例如,加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀,为使滚刀制造方便,采取了阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆,使齿轮渐开线齿形产生了偏差。又如车削模数蜗杆时,由于蜗杆的螺距即是蜗轮的周节(即m),个中 m是模数,而是一个无理数,但是车床的配换齿轮的齿数是有限的,选择配换齿轮时只能将化为近似的分数值( =3.1415)打算,这就将引起刀具对付工件成形运动(螺旋运动)的不准确,造成螺距偏差。
在加工中,一样平常采取近似加工,在理论偏差可以知足加工精度哀求的条件下(《=10%-15%尺寸公差),来提高生产率和经济性。
2. 调度偏差
机床的调度偏差是指由于调度不准确而产生的偏差。
3. 机床偏差
机床偏差是指机床的制造偏差、安装偏差和磨损。紧张包括机床导轨导向偏差、机床主轴回转偏差、机床传动链的传动偏差。
(1) 机床导轨导向偏差
1)导轨导向精度——导轨副运动件实际运动方向与空想运动方向的符合程度。紧张包括:
① 导轨在水平面内直线度y和垂直面内的直线度z(波折);
②前后两导轨的平行度(扭曲);
③ 导轨对主轴回转轴线在水平面内和垂直面内的平行度偏差或垂直度偏差。
2)导轨导向精度对切削加工的影响紧张考虑导轨偏差引起刀具与工件在偏差敏感方向的相对位移。车削加工时偏差敏感方向为水平方向,垂直方向引起的导向偏差产生的加工偏差可以忽略;镗削加工时偏差敏感方向随刀具回转而变革;刨削加工时偏差敏感方向为垂直方向,床身导轨在垂直平面内的直线度引起加工表面直线度和平面度偏差。
(2)机床主轴回转偏差
机床主轴回转偏差是指实际回转轴线对付空想回转轴线的漂移。紧张包括主轴端面圆跳动、主轴径向圆跳动、主轴几何轴线倾角摆动。
1)主轴端面圆跳动对加工精度的影响:
①加工圆柱面时无影响;
②车、镗端面时将产生端面与圆柱面轴线垂直度偏差或端面平面度偏差;
③加工螺纹时,将产生螺距周期偏差。
2)主轴径向圆跳动对加工精度的影响:
①若径向回转偏差表现为其实际轴线在y轴坐标方向上作简谐直线运动,镗床镗出的孔为椭圆形孔,圆度偏差为径向圆跳动幅值;而车床车出的孔没什么影响;
②若主轴几何轴线作偏幸运动,无论车、镗都能得到一个半径为刀尖到均匀轴线间隔的圆。
3)主轴几何轴线倾角摆动对加工精度的影响:
①几何轴线相对付均匀轴线在空间成一定锥角的圆锥轨迹,从各截面看相称于几何轴心绕均匀轴心作偏幸运动,而从轴向看各处偏幸值不同;
②几何轴线在某一平面内作摆动,从各截面看相称于实际轴线在一平面内作简谐直线运动,而从轴向看各处跳动幅值不同;
③实际上主轴几何轴线的倾角摆动为上述两种的叠加。
(3)机床传动链的传动偏差
机床传动链的传动偏差是指传动链中首末两端传动元件之间的相对运动偏差。
1)夹具的制造偏差和磨损
夹具的偏差紧张指:
①定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹详细等的制造偏差;
②夹具装置后,以上各种元件事情面间的相对尺寸偏差;
③夹具在利用过程中事情表面的磨损。
2)刀具的制造偏差和磨损
刀具偏差对加工精度的影响根据刀具的种类不同而异。
①定尺寸刀具(如钻头、铰刀、键槽铣刀及圆拉刀等)的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度。
②成型刀具(如成型车刀、成型铣刀、成型砂轮等)的形状精度将直接影响工件的形状精度。
③展成刀具(如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀具等)的刀刃形状偏差会影响加工表面的形状精度。
④一样平常刀具(如车刀、镗刀、铣刀),其制造精度对加工精度无直接影响,但刀具易磨损。
3)工艺系统受力变形
工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等浸染下会产生变形,从而毁坏了已调度好的工艺系统各组成部分的相互位置关系,导致加工偏差的产生,并影响加工过程的稳定性。紧张考虑机床变形、工件变形以及工艺系统的总变形。
4. 切削力对加工精度的影响
只考虑机床变形,对加工轴类零件来讲,机床受力变形使加工工件呈两端粗、中间细的鞍形,即产生圆柱度偏差。只考虑工件变形,对加工轴类零件来讲,工件受力变形使加工后工件呈两端细、中间粗的鼓形。而对加工孔类零件来讲,单独考虑机床或工件的变形,加工后工件的形状与加工的轴类零件相反。
5. 夹紧力对加工精度的影响
工件装夹时,由于工件刚度较低或夹紧力着力点不当,使工件产生相应的变形,造成的加工偏差。
6. 工艺系统的热变形
在加工过程中,由于内部热源(切削热、摩擦热)或外部热源(环境温度、热辐射)产热使工艺系统受热而发生变形,从而影响加工精度。在大型工件加工和精密加工中, 工艺系统热变形引起的加工偏差占加工总偏差的40%-70%。
工件热变形对加工金的的影响包括工件均匀受热和工件不屈均受热两种。
7. 工件内部的残余应力
残余应力的产生:
1)毛胚制造和热处理过程中产生的残余应力;
2)冷校直带来的残余应力;
3)切削加工带来的残余应力。
8. 加工现场环境影响
加工现场每每有许多眇小金属屑,这些金属屑如果存在与零件定位面或定位孔位置就会影响零件加工精度,对付高精度加工,一些眇小到目视不到的金属屑都会影响到精度。这个影响成分会被识别出来但并无十分到位的方法来杜绝,每每对操作员的作业手腕依赖很高。
丈量方法
加工精度根据不同的加工精度内容以及精度哀求,采取不同的丈量方法。一样平常来说有以下几类方法:
1、按是否直接丈量被测参数,可分为直接丈量和间接丈量。
直接丈量:直接丈量被测参数来得到被测尺寸。例如用卡尺、比较仪丈量。
间接丈量:丈量与被测尺寸有关的几何参数,经由打算得到被测尺寸。
显然,直接丈量比较直不雅观,间接丈量比较繁琐。一样平常当被测尺寸或用直接丈量达不到精度哀求时,就不得不采取间接丈量。
2、按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值,可分为绝对丈量和相对丈量。
绝对丈量:读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺丈量。
相对丈量:读数值只表示被测尺寸相对付标准量的偏差。如用比较仪丈量轴的直径,需先用量块调度好仪器的零位,然后进行丈量,测得值是被侧轴的直径相对付量块尺寸的差值,这便是相对丈量。一样平常说来相对丈量的精度比较高些,但丈量比较麻烦。
3、按被测表面与量具量仪的丈量头是否打仗,分为打仗丈量和非打仗丈量。
打仗丈量:丈量头与被打仗表面打仗,并有机器浸染的丈量力存在。如用千分尺丈量零件。
非打仗丈量:丈量头不与被测零件表面相打仗,非打仗丈量可避免丈量力对丈量结果的影响。如利用投影法、光波干涉法丈量等。
4、按一次丈量参数的多少,分为单项丈量和综合丈量。
单项丈量:对被测零件的每个参数分别单独丈量。
综合丈量:丈量反响零件有关参数的综合指标。如用工具显微镜丈量螺纹时,可分别丈量出螺纹实际中径、牙型半角偏差和螺距累积偏差等。
综合丈量一样平常效率比较高,对担保零件的互换性更为可靠,常用于落成零件的考验。单项丈量能分别确定每一参数的偏差,一样平常用于工艺剖析、工序考验及被指定参数的丈量。
5、按丈量在加工过程中所起的浸染,分为主动丈量和被动丈量。
主动丈量:工件在加工过程中进行丈量,其结果直接用来掌握零件的加工过程,从而及时防治废品的产生。
被动丈量:工件加工后进行的丈量。此种丈量只能判别加工件是否合格,仅限于创造并剔除废品。
6、按被测零件在丈量过程中所处的状态,分为静态丈量和动态丈量。
静态丈量:丈量相对静止。如千分尺丈量直径。
动态丈量:丈量时被测表面与丈量头仿照事情状态中作相对运动。
动态丈量方法能反响出零件靠近利用状态下的情形,是丈量技能的发展方向。
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