影响加工精度的因素刀夹具ppt课件

1、 一、工艺系统的几何误差 二刀具的几何误差二刀具的几何误差 定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度 成形刀具 刀具外形精度直接影响工件外形精度 普通刀具 制造精度对工件加工精度无直接影响但假设刀具几何参数和外形不适当，将影响刀具的磨损和耐用度，直接影响工件的加工精度。n刀具的误差包括：刀具的制造误差和刀具的磨损和刀具的安装误差。n1.刀具的制造误差 初期磨损阶段 正常磨损阶段 急剧磨损阶段二刀具的几何误差二刀具的几何误差 2.刀具的磨损刀具的磨损刀具的磨损阶段刀具的磨损阶段二刀具的几何误差二刀具的几何误差 刀具的尺寸磨损刀具的尺寸磨损NB NB 在被加工外表的法线方向上丈量在被加工外表的

2、法线方向上丈量 NB0 初期磨损量初期磨损量KNB斜率，相对磨损表示每切削斜率，相对磨损表示每切削1000米路程刀具的尺寸磨损量，单位为米路程刀具的尺寸磨损量，单位为m /km 刀具的尺寸磨损量可用下式计算刀具的尺寸磨损量可用下式计算10001000000lKNBllKNBNBNBNB选用新型耐磨刀具资料；选用新型耐磨刀具资料；合理选用刀具几何参数和切削用量；合理选用刀具几何参数和切削用量；正确刃磨刀具；正确刃磨刀具；正确采用冷却光滑液等；正确采用冷却光滑液等；采用补偿安装对刀具尺寸磨损进展自动补偿。采用补偿安装对刀具尺寸磨损进展自动补偿。 二刀具的几何误差二刀具的几何误差 减少刀具的尺寸磨损

3、的途径减少刀具的尺寸磨损的途径3.刀具的安装误差例如：精车螺纹外表时，假设车刀安装偏高、偏低或倾斜，也都会带来螺纹面的外形误差。二刀具的几何误差二刀具的几何误差 三三 夹具的几何误差夹具的几何误差 一、工艺系统的几何误差 内容：工件的定位误差、夹紧变形误差、夹具的安装误差、分度误差和夹具的磨损等。影响：主要影响工件被加工外表的位置精度，其次影响尺寸精度和外形精度。三三 夹具的几何误差夹具的几何误差 一、工艺系统的几何误差 夹具上直接影响夹具上直接影响工件加工精度的有关工件加工精度的有关尺寸的制造公差普通尺寸的制造公差普通取为工件上相应尺寸取为工件上相应尺寸公差的公差的1/21/21/51/5。

4、 夹具的几何误差对工件的加工精度的影响夹具的几何误差对工件的加工精度的影响 夹具元件磨损将使夹具的误差增大。夹具元件磨损将使夹具的误差增大。 一、定位误差一、定位误差 因定位不准确而引起因定位不准确而引起的误差称为定位误差，以的误差称为定位误差，以dw 表示。表示。 1 1定位基准与工序基准不重合定位基准与工序基准不重合1、定位误差产生的缘由、定位误差产生的缘由2定位副制造不准确定位副制造不准确直接影响工件的位置尺寸精度和位置精度直接影响工件的位置尺寸精度和位置精度三三 夹具的几何误差夹具的几何误差 2、定位误差的组成、定位误差的组成1 1基准不重合误差基准不重合误差 jb jb dbjbdw

5、其大小等于工序基准相对定位基准在工序尺寸方向其大小等于工序基准相对定位基准在工序尺寸方向上的变动量。上的变动量。定位基准与工序基准不重合所产生的定位误差。定位基准与工序基准不重合所产生的定位误差。2定位副制造不准确误差定位副制造不准确误差 db其大小等于定位基准在工序尺寸方向上的变动量。其大小等于定位基准在工序尺寸方向上的变动量。定位元件制造不准确所产生的定位误差。定位元件制造不准确所产生的定位误差。三三 夹具的几何误差夹具的几何误差 二、夹紧误差二、夹紧误差 工件或夹具工件或夹具刚度过低或夹紧刚度过低或夹紧力作用方向、作力作用方向、作用点选择不当，用点选择不当，都会使工件或夹都会使工件或夹具

6、产生变形，呵具产生变形，呵斥加工误差。斥加工误差。 三三 夹具的几何误差夹具的几何误差 机械加工过程中，机床、刀具、夹具、工件所组成的工艺系统并非纯粹刚体，在切削力、夹紧力 、传动力、重力、惯性力等外力作用下产生变形，从而破坏曾经调整好的刀具和工件之间的相对位置，产生加工误差。 例如细长轴的车削，在切削力作用下使工件产生弯曲变形，车完后工件呈鼓形两头小中间大；磨削内孔时，砂轮轴弹性变形，使工件内孔出现锥度误差。三、工艺系统受力变形引起的误差三、工艺系统受力变形引起的误差 四、工艺系统受力变形引起的误差四、工艺系统受力变形引起的误差 四、工艺系统受力变形引起的误差四、工艺系统受力变形引起的误差

7、(一一) 工艺系统刚度工艺系统刚度1.工艺系统刚度工艺系统刚度 切削力和该力方向上所引起的刀具和工件间相对切削力和该力方向上所引起的刀具和工件间相对变形位移的比值，称为工艺系统刚度变形位移的比值，称为工艺系统刚度 k系系N/mm。 k系系 = Fp / y工件夹具刀具机床系yyyyy工件夹具刀具机床系kkkkk11111 工艺系统在某一位置受力作用产生的变形量等于工艺系统在某一位置受力作用产生的变形量等于工艺系统各组成环节在此位置受该力作用产生的变形工艺系统各组成环节在此位置受该力作用产生的变形量的代数和，即量的代数和，即 工艺系统刚度主要取决于薄弱环节的刚度。工艺系统刚度主要取决于薄弱环节的

8、刚度。 工艺系统刚度的倒数等于系统各组成环节刚度的倒数之和，即 (一一) 工艺系统刚度工艺系统刚度 工艺系统刚度的计算工艺系统刚度的计算机床刚度对加工精度的影响机床刚度对加工精度的影响 二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响lxyyyyyyyx主轴尾座主轴刀架刀架系lxlFFP主轴lxFFP尾座 22111lxklxlkkFyyyPx尾座主轴刀架刀架系2. 机床刚度机床刚度 ymin尾座主轴刀架系kkFkFmax尾座刀架系kFkFypppp尾座主轴尾座系系kkFkFyyPPminmax由于工艺系统刚度随刀架位置变化产生的加工误差由于工艺系统刚度随刀架位置变化产生的加工误差

9、 二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响 012xy x0341由此可见:头架(或尾座)顶尖最大位移量决定了工件轴线的最大位移量；( )工件轴线的最小位移量发生在处，令 ( )= 求得；（ ）工件轴线的最大位移量与最小位移量之差为由于两顶尖受力变形位移而产生的圆柱度误差；（ ）当头架与尾座刚度相同即：当时，误差最小，可见机床各部分刚度大体相近是减少几何形状误差的重要途经之一。二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响(一一) 工艺系统刚度工艺系统刚度机床静刚度的测定静测定法机床静刚度的测定静测定法尾座主轴刀架机床尾座主轴刀架系刀架刀架尾座尾座主轴主轴（k

10、kkkyyyyyFkyFkyFkppp414111)2122 机床刚度取决于其组成部件的刚度，并主要取决于薄弱部件的刚度，提高机床刚度要从提高弱刚度部件的刚度入手。 机床部件刚度分析机床部件刚度分析(一一) 工艺系统刚度工艺系统刚度1 1变形与载荷不成线性关系，变形与载荷不成线性关系， 变形非纯粹的弹性变形；变形非纯粹的弹性变形；2 2加载曲线和卸载曲线不重合，卸加载曲线和卸载曲线不重合，卸 载曲线滞后于加载曲线，能量消载曲线滞后于加载曲线，能量消 耗于零件间摩擦力和接触塑性变耗于零件间摩擦力和接触塑性变 形所做的功；形所做的功；3 3有剩余变形，反复加载卸载后有剩余变形，反复加载卸载后 剩余

11、变形剩余变形00；4 4部件实测刚度远比按实体构造估算值小。部件实测刚度远比按实体构造估算值小。图中第一次加载时刀架的平均刚度值约为图中第一次加载时刀架的平均刚度值约为 4.6 4.6103 N/mm103 N/mm，只相当于一个只相当于一个 30mm 30mm30mm30mm200mm 200mm 的铸铁悬臂梁的刚度。的铸铁悬臂梁的刚度。lxxlEJFyP223工22l3xxlEJk工件 工艺系统刚度在工件全长上的差别越大，那么工件在轴截面内的几何外形误差也越大。 当刀尖处于工件中间位置时，工件的刚度最小，变形最大。二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响4.由于切削力变

12、化引起的误差由于切削力变化引起的误差 二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响a p1 y1a p2 y2毛坯外形工件外形误差复映景象：由于工件毛误差复映景象：由于工件毛坯加工余量或资料硬度的变化，坯加工余量或资料硬度的变化，引起切削力和工艺系统受力变引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因此产生工件的尺形的变化，因此产生工件的尺寸误差和外形误差。寸误差和外形误差。误差复映系数误差复映系数由于毛坯存在圆度误差毛ap1-ap2，因此引起了工件的圆度误差工y1-y2， 毛愈大，工愈大，工与毛之比值称为误差复映系数，它是误差复映程度的度量。)(21212121ppPPppaakFF

13、aayy系待加工面已加工面系系kCaakaaCpppp)()(2121 与与k k系成反比；这阐明工艺系统刚度愈大，系成反比；这阐明工艺系统刚度愈大，误差复映系数愈小，加工后复映到工件上的误误差复映系数愈小，加工后复映到工件上的误差值就愈小。差值就愈小。 二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响321总n 系系kCaakaaCpppp)()(2121 由于由于yapyap，所以，所以 ，因此，经过，因此，经过n n次走刀次走刀后，误差复映系数降到很小的数值，加工误差后，误差复映系数降到很小的数值，加工误差也就降到允许的范围内。也就降到允许的范围内。 多次切削总的复映系数多次

14、切削总的复映系数 4由于切削力变化引起的误差由于切削力变化引起的误差 二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响1例：一个工艺系统，其误差复映系数为例：一个工艺系统，其误差复映系数为0.25，工件在本工序前的圆度误差，工件在本工序前的圆度误差0.5mm，为保证本工序为保证本工序0.01mm的外形精度，本工的外形精度，本工序最少走刀几次？序最少走刀几次？二工艺系统刚度对加工精度的影响二工艺系统刚度对加工精度的影响解：解：0.5(0.25)n0.01 解得解得 n=3 5.传动力、惯性力、夹紧力、重力对加工精度的影响1由传动力引起的误差 在车床或磨床上加工轴类零件时，常用单爪拨盘

15、带开工件旋转，传动力在拨盘的每一转中经常改动方向，其在y向的分力有时和切削力同向，有时相反，呵斥圆度误差。 5.传动力、惯性力、夹紧力、重力对加工精度的影响(2)重力引起的加工误差 在工艺系统中，由于零部件的自重也会产生变形。如龙门铣床、龙门刨床刀架横粱的变形，铣镗床镗杆伸长而下垂变形等，都会呵斥加工误差。 5.传动力、惯性力、夹紧力、重力对加工精度的影响(3 ) 惯性力引起的加工误差惯性力引起的加工误差 在高速切削时，假设工艺系统中有不平衡的高速在高速切削时，假设工艺系统中有不平衡的高速旋转的构件存在，就会产生离心力。离心力在工件旋转的构件存在，就会产生离心力。离心力在工件的每一转中不断变卦

16、方向，当不平衡质量的离心力的每一转中不断变卦方向，当不平衡质量的离心力大于切削力时，车床主轴轴颈和轴套内孔外表的接大于切削力时，车床主轴轴颈和轴套内孔外表的接触点就会不停地变化，轴套孔的圆度误差将传给工触点就会不停地变化，轴套孔的圆度误差将传给工件的回转轴心。其规律与单爪拨盘传动时传动力的件的回转轴心。其规律与单爪拨盘传动时传动力的影响类似。如图示为车削一个不平衡工件时的情况。影响类似。如图示为车削一个不平衡工件时的情况。 5.传动力、惯性力、夹紧力、重力对加工精度的影响 工件质量中心距理想回转中心间隔为工件质量中心距理想回转中心间隔为，当离心力，当离心力Q正好与切削力正好与切削力Py反向时，

17、把工件推向刀具，工件中心反向时，把工件推向刀具，工件中心o偏离理想中心偏离理想中心o，添加了实践切深。工件回转，添加了实践切深。工件回转180后，离后，离心力心力Q正好与切削力正好与切削力Py同向，把工件推离刀具，工件中同向，把工件推离刀具，工件中心又变到心又变到o点，减小了实践切深，从而产生工件的圆度点，减小了实践切深，从而产生工件的圆度误差和相互位置误差。误差和相互位置误差。(4)夹紧力引起的加工误差 被加工工件在装夹过程中，由于刚度较低或着力点不当，都会引起工件的变形，呵斥加工误差。特别是薄壁套、薄板等零件，易于产生加工误差。 5.传动力、惯性力、夹紧力、重力对加工精度的影响 5.传动力

18、、惯性力、夹紧力、重力对加工精度的影响二工艺系统刚度的实验测定三三 减小工艺系统受力变形的途径减小工艺系统受力变形的途径 (1) 设计机械制造配备时应真实保证关键零部件的刚度设计机械制造配备时应真实保证关键零部件的刚度 在在机床和夹具中应保证支承件如床身、立柱、横梁、夹详细机床和夹具中应保证支承件如床身、立柱、横梁、夹详细等、主轴部件和传动件有足够的刚度。等、主轴部件和传动件有足够的刚度。(2) 提高接触刚度提高接触刚度 提高接触刚度是提高工艺系统刚度的关键。提高接触刚度是提高工艺系统刚度的关键。减少组成件数，提高接触面的外表质量，均可减少接触变形，减少组成件数，提高接触面的外表质量，均可减少接触变形，提高接触刚度。提高接触刚度。提高工艺系统薄弱环节的刚度，能获得事半功倍的效果。提高工艺系统薄弱环节的刚度，能获得事半功倍的效果。 1. 提高工艺系统刚度提高工艺系统刚度 2减小切削力及其变化减小切削力及其变化 (3) 采用合理的装夹方式和加工方法采用合理的装夹方式和加工方法 提高工件的装夹刚度，提高工件的装夹刚度，应从定位和夹紧两个方面采取措施。应从定位和夹紧两个方面采取措施。工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力的作用下，产生相应的变形和