数控加工精度-数控加工精度.ppt

数控加工精度-数控加工精度
3) 机床误差 
　（1） 主轴回转误差。机床主轴是用来传递主要切削运动并带动工件或刀具作回转运动的重要零件。其回转运动精度是机床主要精度指标之一，主要影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙差条件下，通过分析、 测量进而建立数学模型，并以这些原始误差为依据，人为地在工艺系统中引入一个附加的误差，使之与工艺系统原有的误差相抵消，以减小或消除零件的加工误差。 
　　例如数控机床采用的滚珠丝杠，为了消除热伸长的影响， 在精磨时有意将丝杠的螺距加工得小一些，装配时预加载荷拉伸，使螺距拉大到标准螺距，产生的拉应力用来吸收丝杠发热引起的热应力。
表 面 质 量
表面质量的概念
1. 表面层的几何形状
　　加工后的表面几何形状总是以“峰”和“谷”交替出现的形式偏离其理想的光滑表面
2. 表面层的物理力学性能
　　表面层的物理力学性能主要包括下述三个方面。 
　　（1） 表面层的冷作硬化：指零件加工表面层产生强烈的塑性变形后，其强度、硬度有所提高的现象。 
　　（2） 表面层的残余应力：指加工中由于切屑的变形和切削热的影响，材料表层内产生的残余应力。 
　　（3） 表面层金相组织的变化：指表面层因切削热（特别是磨削）使工件表层金相组织发生的变化。
表面质量对零件使用性能的影响
　　1. 对零件耐磨性的影响
　　零件的耐磨性与摩擦副的材料、表面硬度和润滑条件有关，在这些条件已确定的情况下，零件的表面质量就起着决定性作用。  
　　当两个零件的表面接触时，其表面的凸峰顶部先接触， 其实际接触面积远远小于理论上的接触面积。表面越粗糙， 实际的接触面积就愈小，凸峰处的单位面积压力就会增大， 表面更容易磨损。即使在有润滑油的条件下，也会因接触处的压强超过油膜张力的临界值，破坏了油膜的形成而加剧表面层的磨损。
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　　表面层的加工硬化使零件的表面层硬度提高，从而使零件的耐磨性提高，～1倍。但如果冷作硬化过度， 会使金属组织疏松，零件的表面层金属变脆，甚至出现剥落现象， 磨损反而会加剧，使耐磨性下降。
2. 对零件疲劳强度的影响
　　表面质量对零件疲劳强度影响很大，因为在交变载荷的作用下，零件表面微观上不平的凹谷处和表面层的划痕、裂纹等缺陷处容易引起应力集中，从而产生和扩大疲劳裂纹， 造成零件的疲劳破坏。试验表明，减小表面粗糙度可以使零件的疲劳强度提高。因此，对于一些重要零件的表面，如连杆、曲轴等，应进行光整加工，以减小零件的表面粗糙度， 提高其疲劳强度。
3. 对零件耐腐蚀性能的影响
　　零件的耐腐蚀性在很大程度上取决于零件的表面粗糙度。 零件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质而发生化学腐蚀， 凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈； 在不同材料表面凸峰间还容易产生电化学作用而引起电化学腐蚀。因此，降低零件的表面粗糙度可以提高零件的耐腐蚀性能。 
　　表面残余应力对零件的耐腐蚀性能也有较大影响。表面冷作硬化或金相组织变化，往往会引起表面残余应力。零件表面的残余压应力使零件表面紧密，腐蚀性物质不易进入， 可增强零件的耐腐蚀性；而表面残余拉应力则会降低零件的耐腐蚀性。
4. 对配合性质及其他方面的影响
　　互相配合的零件，如果其配合表面粗糙，若是间隙配合会使配合件很快磨损而增大配合间隙，改变配合性质，降低配合精度；若是过盈配合，则装配后配合表面的凸峰被挤平， 有效过盈量减小，影响配合的可靠性。因此，对有配合要求的表面，必须规定较小的表面粗糙度。 
　　总之，零件的表面质量对零件的使用性能、寿命的影响都是很大的。
影响表面质量的因素及改善途径
　　1. 影响表面粗糙度的工艺因素及改善措施
　　1） 工件材料 
　　一般韧性较大的塑性材料加工后表面粗糙度较大；对于同种材料，金相组织的粒度愈细，热处理后得到的硬度愈高， 加工后表面粗糙度就愈小。因此，为了减小加工表面的粗糙度，常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀、 细密的晶粒组织和较大的硬度。
2） 切削用量 
　　在低速切削或变速切削时，切屑和加工表面的塑性变形小，也不容易产生积屑瘤，因此加工表面粗糙度值小。但是在一定切削速度范围内加工塑性材料时，由于容易产生积屑瘤和鳞刺且塑性变形较大，因而表面粗糙度值较大，如图4-9所示。切削脆性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响较小。
　　减小进给量可减小残留面积高度，使表面粗糙度值降低。 但当进给量太小而刀刃又不够锋利时，刀刃不能切削而是挤压，这就增大了工件的塑性变形，反而使粗糙度值增大。 
　　切削深度对