LOGO第10章 机械加工精度LOGO第六节 提高加工精度的工艺措施减少误差法一误差补偿法二一本 节 教 学 内 容第六节 提高加工精度的工艺措施误差转移法三“就地加工”法误差平均法五四误差分组法六本节教学要求本节教学要求 ： 掌握常用提高加工精度的工艺方法。本 节 教 学 要 求第八节 提高加工精度的工艺措施本节教学重点：本节教学重点：本 节 教 学 重 点提高加工精度的工艺方法。第八节 提高加工精度的工艺措施减 少 误 差 法一、减少误差法第八节 提高加工精度的工艺措施直接减少原始误差法是生产中应用较广的一种基本方法，它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法对其直接进行消除或减弱。例1：加工细长轴时易产生弯曲和振动，增大主偏角减小背向力，使用跟刀架或中心架增加工件刚度 。但在进给力作用下，会因“压杆失稳”而被压弯；在切削热的作用下，工件会变长，也将产生变形。采取措施：采用反向进给的切削方法，使用弹性的尾座顶尖。减 少 误 差 法一、减少误差法顺向进给和反向进给车削细长轴的比较 a）顺向进给 b）反向进给减 少 误 差 法一、减少误差法例2：薄环形零件在磨削中，由于采用了树脂结合剂粘合以加强工件刚度的办法，使工件在自由状态下得到固定，解决了薄环形零件两端面的平行度问题。误 差 补 偿 法二、误差补偿法误差补偿法是指人为引入附加误差因素，以抵消 或减小原来工艺系统中固有的原始误差，从而减少加 工误差，提高加工精度。例1：用预加载荷法精加工磨床床身导轨，去抵 消装配后受部件自重产生的变形。磨床床身是一个狭 长结构，刚度比较差。虽然在加工时床身导轨的三项 精度都能达到，但在装上横向进给机构、操纵箱等以 后，往往发现导轨精度超差。这是因为这些部件自重 引起床身变形的缘故。为此，常采用“配重”代替部件重量，或先装上该部件再磨削的办法，使加工、装配 和使用条件一致，可使导轨长期保持高的加工精度。 误 差 补 偿 法二、误差补偿法在床身上预加载荷磨削导轨 a）装上部件 b）装上配重块 误 差 补 偿 法二、误差补偿法例2：龙门铣床的横梁在立铣头自重的影响下产 生的变形若超过了标准的要求，则可在刮研横梁导轨 时使导轨面产生向上的几何形状误差，如图a所示， 在装配后就可抵消因铣头重力而产生的挠度，从而达 到机床精度要求，如图b所示。通过导轨凸起补偿横梁变形误 差 补 偿 法二、误差补偿法误 差 补 偿 法二、误差补偿法在线测量与在线补偿高压油泵偶件自动配磨装置示意图误 差 补 偿 法二、误差补偿法丝扛加工误差补偿装置 1-工件 2 -螺母 3-母丝杠 4-杠杆 5- 校正尺 6-触头 7-校正曲线 采用校正装置误 差 补 偿 法二、误差补偿法1一喷嘴 2一油槽 3一磁栅盘 4一头架 5一磁感应头 6一丝杠 7一砂轮 8一位移传感器 9一尾架 10一磁栅尺 11一运动合成装置 l2一步进电机 13一功放电源 14一单板机 (TP801B） 15一记录仪丝杠磨削误差的微机补偿系统误 差 补 偿 法丝杠磨削误差的微机补偿系统磁栅盘3和磁栅尺10通过磁感应头5测量出传动链 误差，经单板TP801B进行处理，得到传动链误差的误 差图，在线性位移方向上有两个磁感应头，是为了现 “接力”测量用的。这样，实现了误差信号发生功能。 利用磁栅盘上的零位信号与磁栅上的信号，通过计算 机控制，实现了同步功能。误差补偿信号控制步进电 机，继而驱动差螺母产生补偿运动，实现运动合成功 能。利用这一补偿系统，可在不改变机床精度的前提 下将加工精度提高12级，并成功地削出1m长四级精 度丝杠，现已在生产车间现场稳定使用。以弹性变形补偿热变形以弹性变形补偿热变形附加夹紧力二、误差补偿法误 差 补 偿 法以热变形补偿热变形以热变形补偿热变形二、误差补偿法误 差 补 偿 法误 差 转 移 法三、误差转移法误差转移法是将工艺系统的几何误差、受力变形 和热变形等，从误差敏感方向转移到误差的非敏感方 向。 例1：利用镗模进行镗孔，将主轴与镗杆进行浮 动联接。这样可使镗孔时的孔径不受机床误差的影响 ，镗孔精度由夹具镗模来保证。误 差 转 移 法三、误差转移法例2：转塔车床的转位刀架，其分度、转位误差 将直接影响工件有关表面的加工精度。如果采用“立 刀” 安装法，使分度转位误差处于加工表面的切向，就可将转位刀架转位时的重复定位误差转移到工件加 工表面的误差非敏感方向，提高了加工精度。误 差 转 移 法三、误差转移法转塔车床的“立刀” 安装法误 差 转 移 法三、误差转移法误 差 分 组 法四、误差分组法在生产中会遇到这种情况：本工序的加工精度是 稳定的，工序能力也足够，但毛坯或上工序加工的半 成品精度太低，引起定位误差或复映误差过大，因而 不能保证加工精度。如要求提高坯精度或上工序加工 精度，往往是不经济的。这时，可采用误差分组法， 即把毛坯（或上工序）尺寸按误差大小分为n组，每 组毛坯的误差就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整刀具与工件的相对位置或调整定位元件，就可使整 批工件的尺寸分散范围大大缩小。误 差 分 组 法四、误差分组法例如某厂采用心轴装夹工件剃齿，由于配合间隙 太大，剃齿后工件齿圈径向跳动超差。为不用提高齿 坯加工精度而减小配合间隙，采用误差分组法，将工 件内孔尺寸按大小分成3组，分别于相应的3根心轴相配合，保证了剃齿的加工精度。误 差 分 组 法四、误差分组法其具体分组情况如下：这样的配合，可提高配合精度，保证剃齿心轴和被剃齿轮间很高的同轴度，减少齿圈跳动。分组心轴直径 mm孔直径 mm配合间隙 mm 第一组25.00225.00025.0040.002 第二组25.00625.00425.008第三组25.01125.00825.013+0.002 -0.003就 地 加 工 法五、“就地加工”法在加工和装配中，有些精度问题牵涉到很多零部件间的相互关系，相当复杂。如果单纯地提高零部件的精度来满足设计要求，有时不仅困难，甚至不可能 。此时若采用“就地加工”法就可解决这种难题。例1：转塔车床制造中，转塔上六个安装刀架的大孔，其轴心线必须保证和主轴旋转中心线重合，而六个面又必须和主轴中心线垂直。如果把转塔作为单独零件，加工出这些表面后再装配，要达到上述两项要求是很困难的，因为它包含了很复杂的尺寸链关系 。因而实际生产中采用了“就地加工”法。就 地 加 工 法五、“就地加工”法“就地加工”的办法：这些表面在装配前不进行精加工，等它装配到机床上以后再在主轴上装上镗刀杆和能作径向进给的小刀架，镗和车削六个大孔及端面。这样精度便能保证。就 地 加 工 法五、“就地加工”法就 地 加 工 法五、“就地加工”法机床零件装到工作位置上再精加工，消除误差影响。例2：牛头刨、龙门刨工作台面装配在自身机床 上进行“自刨自”精加工，以保证对滑枕、横梁的平行度；例3：平面磨床工作台面在装配后作“自磨自”精加工；例4：在机床上修正卡盘平面的平直度，卡爪的同轴度。就 地 加 工 法五、“就地加工”法“就地加工”的要点：要求保证部件间什么样的位置关系，就在这样的位置关系上利用一个部件装上刀具去加工另一个部件。“就地加工”这个简捷的方法，不但应用于机床装配中，在零件的加工中也常常用来作为保证精度的有效措施。误 差 平 均 法六、误差平均法误差平均法是利用有密切联系的表面之间的相互比较和相互修正或者利用互为基准的方法加工，以达到很高的加工精度。所谓有密切联系的表面，有以下三种类型1）配偶件的表面，如配合精度要求很高的轴和孔，丝杠与螺母，端齿盘精密分度副常采用研磨方法来达到配合精度。在研磨过程中，研具与工件表面间相对研磨和磨耗的过就是两者的误差相互比较和相互修正的过程。误 差 平 均 法六、误差平均法2）成套件的表面如三块一组的标准平板，是用相互对研、配刮的方法加工出来的。为三个平板的表面能够分别两两密合，只有在都是精确的平面条件下才有可能。还有诸直角尺、角度规、多棱体等高精度量具和工具也是采用误差平均法来制造的。误 差 平 均 法六、误差平均法3）工件本身相互有牵连的表面如精密分度盘分度槽 面的磨削加工，也是一个非常典型的利用误差平均法 的例子。图示，6为分度盘工件，分度槽已铣出，现 精磨分度槽面。卡爪4起分度定位作用，并可绕卡爪 轴3转动，卡爪轴3可作左右微量调节，从而使定位卡 爪4也可作左右微调，以使砂轮能磨出高低不同的槽 深(即分度角不同的槽面）。磨削时，砂轮5除回转外 还作垂直于纸面方向的往复运动。当磨好一个槽(如槽 面），砂轮退出工件，将定位卡爪4绕卡爪轴3转出 其所定位的槽(如槽），然后以槽面定位磨槽面 ，如此循环下去，直到各槽面全部磨出为止，即可获 得分度精度很高的分度盘。误 差 平 均 法六、误差平均法1一销钉2一弹簧3一卡爪轴4一定位卡爪5一砂轮 6一分度盘工件精密分度盘分度槽面的磨削误 差 平 均 法六、误差平均法之所以能获得很高的分度精度，是利用了“圆分度误差封闭性”原理，即任何圆分履一整圈内的累积误差恒等于零。设分度槽数为n，槽与槽之间都有不等分的角度误差i，则槽与槽之间的夹角为但一个整圆总是360，则 因此分度一圈的累积误差 误 差 平 均 法六、误差平均法在图示的装置中，定位卡爪4与砂轮5磨削平面之间的夹角是固定的，开始磨削时，砂轮总是先磨到分度角偏小的槽面，使其分度角增大，同时那些偏大的分度角必然会相应地减小。随着磨削过程的进行，结果使所有分度角的误差均接近于零。1一销钉 2一弹簧 3一卡爪轴4一定位卡爪 5一砂轮 6一分度盘工件思考题与习题思 考 题 与 习 题第八节 提高加工精度的工艺措施常用的提高加工精度的工艺措施有哪些？LOGO