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零件加工精度的等级划分测量方法与影响因素【消息】二手皮卡

时间:2020-10-12 14:33:28 来源:光安机械网 浏览量:0

2018-12-25 16:27:36来源:贤集网小纺整编

什么是加工精度?其主要用于生产产品程度,其是用来评价零件加工质量的标准之一。加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。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,只要加工误差在零件图要求的公差范围内,就认为保证了加工精度。加工精度一般用IT表示,IT是指确定尺寸精确程度的等级,简称公差。公差等级越小,代表产品的工件精度越高,而加工难度也越大。那么这些加工工序的精度是如何区分?下面贤集网小编为大家介绍加工精度的等级划分、测量方法与影响因素等相关知识。

什么是加工精度?

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要求的理想几何参数的符合程度。理想的几何参数,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、锥面和直线等;对表面之间的相互位置而言,就是绝对的平行、垂直、同轴、对称等。零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。

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心的相符合程度。

形状精度:指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。

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。

通常在设计机器零件及规定零件加工精度时,应注意将形状误差控制在位置公差内,位置误差又应小于尺寸公差。即精密零件或零件重要表面,其形状精度要求应高于位置精度要求,位置精度要求应高于尺寸精度要求。

加工精度等级划分

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。公差等级从IT01,IT0,IT1,IT2,IT3至IT18一共有20个,其中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,一般上IT7、IT8是加工精度中等级别。

一般来说,按照国际精度公差等级的划分,IT6广泛的应用于机械加工重要配合指数。IT6表示配合表面有较高均匀性的要求,能保证相当高的配合性质,使用稳定可靠,加工中心可以完成钻、铣、镗、扩、铰、刚性攻丝等多种工序加工。

公差等级的选择及应用

IT01

用于特别精密的尺寸传递基准,例如特别精密的标准量块

IT0

用于特别精密的尺寸传递基准及宇航中特别重要的精密配合尺寸。例如,特别精密的标准量块,个别特别重要的精密机械零件尺寸,校对检验IT6级轴用量规的校对量规

IT1

用于精密的尺寸传递基准、高精密测量工具特别重要的极个别精密配合尺寸。例如,高精密标准量规,校对检验IT7至IT9级轴用量规的校对量规,个别特别重要的精密机械零件尺寸

IT2

用于高精密的测量工具,特别重要的精密配合尺寸。例如检验IT6至IT7级工件用量规的尺寸制造公差,校对检验IT8至IT11级轴用量规的校对塞规,个别特别重要的精密机械零件尺寸

IT3

用于精密测量工具,小尺寸零件的高精度的精密配合以及和C级滚动轴承配合的轴径与外壳孔径。例如,检验IT8至IT11级工件用量规和校对检验IT9至IT13级轴用量规的校对量规,与特别精密的P4级滚动轴承内环孔(直径至100mm)相配的机床主轴,精密机械和高速机械的轴颈,与P4级向心球轴承外环相配合的壳体孔径,航空及航海工业中导航仪器上特殊精密的个别小尺寸零件的精度配合。

IT4

用于精密测量工具、高精度的精密配合和P4级、P5级滚动轴承配合的轴径和外壳孔径。例如,检验IT9至IT12级工件用量规和校对IT12至IT14级轴用量规的校对量规,与P4级轴承孔(孔径>100mm)及与P5级轴承孔相配的机床主轴,精密机械和高速机械的轴颈,与P4级轴承相配的机床外壳孔,柴油机活塞销及活塞销座孔径,高精度(1级至4级)齿轮的基准孔或轴径,航空及航海工业中用仪器的特殊精密的孔径

IT5

用于配合公差要求很小,形状公差要求很高的条例下,这类公差等级能使配合性质比较稳定,相当于旧国标中最高精度,用于机床、发动机和仪表中特别重要的配合尺寸,一般机械中应用较少。例如,检验IT11至IT14级工件用量规和校对IT14至IT15级轴用量规的校对量规,与P5级滚动轴承相配的机床箱体孔,与E级滚动轴承孔相配的机床主轴,精密机械及高速机械的轴颈,机床尾架套筒,高精度分度盘轴颈,分度头主轴,精密丝杠基准轴颈,高精度镗套的外径等;发动机中主轴仪表中的精密孔的配合,5级精度齿轮的其孔及5级、6级精度齿轮的基准轴

IT6

配合表面有较高均匀性的要求,能保证相当高的配合性质,使用稳定可靠,相当于旧国标2级轴和1级精度孔,广泛的应用于机械中的重要配合例如,检验IT12至IT15级工件用量规和校对IT15至IT16级轴用量规的校对量规;与E级轴承相配的外壳孔及与滚子轴承相配的机床主轴轴颈,机床制造中装配式青铜蜗轮、轮壳外径安装齿轮、蜗轮、联轴器、皮带轮、凸轮的轴颈;机床丝杠支承轴颈、矩形花键的定心直径、摇臂钻床的立柱等;机床夹具的导向件的外径尺寸,精密仪器中的精密轴,航空及航海仪表中的精密轴,自动化仪表,邮电机械,手表中特别重要的轴,发动机中气缸套外径,曲轴主轴颈,活塞销、连杆衬套,连杆和轴瓦外径;6级精度齿轮的基准孔和7级、8级精度齿轮的基准轴颈,特别精密如1级或2级精度齿轮的顶圆直径

IT7

在一般机械中广泛应用,应用条件IT6相似,但精度稍低,相当于旧国标中级精度轴或2级精度孔的公差。例如检验IT14至IT16级工件用量规和校对IT16级轴用量规的校对量规;机床中装配式青铜蜗轮轮缘孔径,联轴器、皮带轮、凸轮等的孔径,机床卡盘座孔,摇臂钻床的摇臂孔,车床丝杠的轴承孔,机床夹头导向件的内孔,发动机中连杆孔、活塞孔,铰制螺柱定位孔;纺织机械中的重要零件,印染机械中要求较高的零件,精密仪器中精密配合的内孔,电子计算机、电子仪器、仪表中重要内孔,自动化仪表中重要内孔,7级、8级精度齿轮的基准孔和9级、10级精密齿轮的基准轴

IT8

在机械制造中属于中等精度,在仪器、仪表及钟表制造中,由于基本尺寸较小,所以属于较高精度范围,在农业机械、纺织机械、印染机械、自行车、缝纫机、医疗器械中应用量广。例如,检验IT16级工件用量规,轴承座衬套沿宽度方向的尺寸配合,手表中跨齿轴,棘爪拨针轮等与夹板的配合无线电仪表中的一般配合,

IT9

应用条件与IT8相类似,但精度低于IT8时采用,比旧国标4级精度公差值稍大。例如,机床中轴套外径与孔,操纵件与轴,空转皮带轮与轴,操纵系统的轴与轴承等的配合,纺织机械、印染机械中一般配合零件,发动机中机油泵体内孔,气门导管内孔,飞轮与飞轮套的配合,自动化仪表中的一般配合尺寸,手表中要求较高零件的未注公差的尺寸,单键联接中键宽配合尺寸,打字机中运动件的配合尺寸

IT10

应用条件与IT9相类似,但要求精度低于IT9时采用,相当于旧国标的5级精度公差。例如,电子仪器、仪表中支架上的配合,导航仪器中绝缘衬套孔与汇电环衬套轴,打字机中铆合件的配合尺寸,手表中基本尺寸小于18 mm时要求一般的未注公差的尺寸,及大于18 mm要求较高的未注公差尺寸,发动机中油封挡圈孔与曲轴皮带轮毂配合的尺寸

IT11

广泛应用于间隙较大,且有显著变动也不会引起危险的场合,亦可用于配合精度较低,装配后允许有较大的间隙,相当于旧国标的6级精度公差。例如,机床上法兰盘止口与孔、滑块与滑移齿轮、凹槽等;农业机械、机车车箱部件及冲压加工的配合零件,钟表制造中不重要的零件,手表制造用的工具及设备中未注公差的尺寸,纺织机械中较粗糙的活动配合,印染机械中要求较低的配合尺寸,磨床制造中的螺纹联接及粗糙的动联接,不作测量基准用的齿轮顶圆直径公差等

IT12

配合精度要求很低,装配后有很大的间隙,适用于基本上无配合要求的部位,要求较高的未注公差的尺寸极限偏差,比旧国标的7级精度公差稍小。例如,非配合尺寸及工序间尺寸,发动机分离杆,手表制造中工艺装备的未注公差尺寸,计算机工业中金属加工的未注公差尺寸的极限偏差,机床制造业中扳手孔和扳手座的联接等

IT13

应用条件与IT12相类似,但比旧国标7级精度公差值稍大。例如,非配合尺寸及工序间尺寸,计算机、打字机中切削加工零件及圆片孔,二孔中心距的未注公差尺寸

IT14

用于非配合尺寸及不包括在尺寸链中的尺寸,相当于旧国标的8级精度公差。例如,在机床、汽车、拖拉机、冶金机械、矿山机械、石油化工、电机、电器、仪器仪表、航空航海、医疗器械、钟表、自行车、缝纫机、造纸与纺织机械等机械加工零件中未注公差尺寸的极限偏差

IT15

用于非配合尺寸及不包括在尺寸链中的尺寸,相当于旧国标的9级精度公差。例如、冲压件、木模铸造零件、重型机床制造,当基本尺寸大于3 150 mm时的未注公差的尺寸极限偏差

IT16

用于非配合尺寸,相当于旧国标的10级精度公差。例如,打字机中浇铸件尺寸,无线电制造业中箱体外形尺寸,手术器械中的一般外形尺寸,压弯延伸加工用尺寸,纺织机械中木件的尺寸,塑料零件的尺寸,木模制造及自由锻造的尺寸

IT17 IT18

用于非配合尺寸,相当于旧国标的11级或12级精度的公差,用于塑料成型尺寸,手术器械中的一般外形尺寸,冷作和焊接用尺寸的公差

铣削加工精度等级

铣削是加工中心最为重要的加工工序,可以说加工中心所有的加工过程都是通过铣削来展开。铣削根据主轴运动方向和工件进给的不同分为逆铣和顺铣。通过使用旋转多刃刀具来切削工件,是加工中心高效率且常见的加工方法。适于加工平面、沟槽、各种复杂异面和曲面模具等特殊型面。

铣削中的精铣加工精度公差等级一般可达IT16—IT8,在这一公差精度的加工标准下工件的表面粗糙度为0.63—5μm。

钻削加工精度等级

钻削是加工中心另一重要的加工工序,钻削是孔加工的一种基本方法,钻孔经常在钻床和车床上进行,一些精度要求高的也可以在用加工中心来完成。

钻削的加工精度较低,公差等级一般只能达到IT10,工件表面粗糙度一般为12.5—6.3μm,但是在钻削完成后常常采用扩孔和铰孔的方式来进行后续的半精加工和精加工。

镗削加工精度等级

镗削一般用于内径部位的加工。是一种使用刀具扩大孔或切削圆形轮廓的内径的加工工艺,一般用于从半粗加工到精加工中。对钢型工件的镗孔精度的公差等级可达IT9—IT7,表面粗糙度为2.5—0.16μm。

目前的机械加工工序中,研磨的精度要求最高,公差等级最低。而冲压和压铸的公差等级教高,了解每项工序的精度公差我们才可以让数控加工中心发挥高精的特点。

加工精度调整方法

1.对工艺系统进行调整

试切法调整:

通过试切—测量尺寸—调整刀具的吃刀量—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,主要用于单件小批生产。

调整法:

通过预先调整好机床、夹具、工件和刀具的相对位置获得所需尺寸。此法生产率高,主要用于大批大量生产。

2.减小机床误差

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采用高精度的多油锲动压轴承;

③采用高精度的静压轴承

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提高与轴承相配合表面的加工精度;

③测量及调节相应件的径向跳动范围,使误差补偿或相抵消。

2)对滚动轴承适当预紧

①可消除间隙;

②增加轴承刚度;

③均化滚动体误差。

3)使主轴回转精度不反映到工件上

3.减少传动链传动误差

1)传动件数少,传动链短,传动精度高;

2)采用降速传动(i<1),是保证传动精度的重要原则,且越接近末端的传动副,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

主要从:

1)提高系统的刚度,特别是提高工艺系统中薄弱环节的刚度;

2)减小载荷及其变化

提高系统刚度:

①合理的结构设计

尽量减少连接面的数目;

防止有局部低刚度环节出现;

应合理选择基础件、支撑件的结构和截面形状。

②提高连接表面的接触刚度

提高机床部件中零件间结合面的质量;

给机床部件以预加载荷;

提高工件定位基准面的精度和减小它的表面粗糙度值。

③采用合理的装夹和定位方式

减小载荷及其变化:

合理选择刀具几何参数和切削用量,以减小切削力;

毛胚分组,尽量使调整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采用较小的切削用量;

②零件精度要求高时,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,从结构、润滑等方面改善其摩擦特性,减少发热或用隔热材料;

⑤采用强制式风冷、水冷等散热措施。

2)均衡温度场

3)采用合理的机床部件结构及装配基准

①采用热对称结构——在变速箱中,将轴、轴承、传动齿轮等对称布置,可使箱壁温升均匀,箱体变形减小;

②合理选择机床零部件的装配基准。

4)加速达到传热平衡

5)控制环境温度

7.减少残余应力

1)增加消除内应力的热处理工序;

2)合理安排工艺过程。

影响加工精度因素有哪些?

1.加工原理误差

加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。

例如:

加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀,为使滚刀制造方便,采用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误差。又如车削模数蜗杆时,由于蜗杆的螺距等于蜗轮的周节(即mπ),其中m是模数,而π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π化为近似的分数值(π=3.1415)计算,这就将引起刀具对于工件成形运动(螺旋运动)的不准确,造成螺距误差。

在加工中,一般采用近似加工,在理论误差可以满足加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺寸公差),来提高生产率和经济性。

2.调整误差

机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。

3.机床误差

机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。主要包括机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的传动误差。

机床导轨导向误差

1)导轨导向精度——导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度。主要包括:

①导轨在水平面内直线度Δy和垂直面内的直线度Δz(弯曲);

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误差或垂直度误差。

2)导轨导向精度对切削加工的影响主要考虑导轨误差引起刀具与工件在误差敏感方向的相对位移。车削加工时误差敏感方向为水平方向,垂直方向引起的导向误差产生的加工误差可以忽略;镗削加工时误差敏感方向随刀具回转而变化;刨削加工时误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误差。

机床主轴回转误差

机床主轴回转误差是指实际回转轴线对于理想回转轴线的漂移。主要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误差或端面平面度误差;

③加工螺纹时,将产生螺距周期误差。

2)主轴径向圆跳动对加工精度的影响:

①若径向回转误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,圆度误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心运动,无论车、镗都能得到一个半径为刀尖到平均轴线距离的圆。

3)主轴几何轴线倾角摆动对加工精度的影响:

①几何轴线相对于平均轴线在空间成一定锥角的圆锥轨迹,从各截面看相当于几何轴心绕平均轴心作偏心运动,而从轴向看各处偏心值不同;

②几何轴线在某一平面内作摆动,从各截面看相当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。

机床传动链的传动误差

机床传动链的传动误差是指传动链中首末两端传动元件之间的相对运动误差。

4.夹具的制造误差和磨损

夹具的误差主要指:

1)定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差;

2)夹具装配后,以上各种元件工作面间的相对尺寸误差;3)夹具在使用过程中工作表面的磨损。金属加工微信,内容不错,值得关注。

5.刀具的制造误差和磨损

刀具误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)的刀刃形状误差会影响加工表面的形状精度。

4)一般刀具(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。

6.工艺系统受力变形

工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形,从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系,导致加工误差的产生,并影响加工过程的稳定性。主要考虑机床变形、工件变形以及工艺系统的总变形。

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,即产生圆柱度误差。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。

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,造成的加工误差。

7.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误差占加工总误差的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均匀受热两种

8.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。

9.加工现场环境影响

加工现场往往有许多细小金属屑,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,对于高精度加工,一些细小到目视不到的金属屑都会影响到精度。这个影响因素会被识别出来但并无十分到位的方法来杜绝,往往对操作员的作业手法依赖很高。

加工精度的测量方法

加工精度根据不同的加工精度内容以及精度要求,采用不同的测量方法。一般来说有以下几类方法:

1)按是否直接测量被测参数,可分为直接测量和间接测量。

直接测量:直接测量被测参数来获得被测尺寸。例如用卡尺、比较仪测量。间接测量:测量与被测尺寸有关的几何参数,经过计算获得被测尺寸。

显然,直接测量比较直观,间接测量比较繁琐。一般当被测尺寸或用直接测量达不到精度要求时,就不得不采用间接测量。

2)按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值,可分为绝对测量和相对测量。

绝对测量:读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。

相对测量:读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。如用比较仪测量轴的直径,需先用量块调整好仪器的零位,然后进行测量,测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值,这就是相对测量。一般说来相对测量的精度比较高些,但测量比较麻烦。

3)按被测表面与量具量仪的测量头是否接触,分为接触测量和非接触测量。

接触测量:测量头与被接触表面接触,并有机械作用的测量力存在。如用千分尺测量零件。

非接触测量:测量头不与被测零件表面相接触,非接触测量可避免测量力对测量结果的影响。如利用投影法、光波干涉法测量等。

4)按一次测量参数的多少,分为单项测量和综合测量。

单项测量:对被测零件的每个参数分别单独测量。

综合测量:测量反映零件有关参数的综合指标。如用工具显微镜测量螺纹时,可分别测量出螺纹实际中径、牙型半角误差和螺距累积误差等。

综合测量一般效率比较高,对保证零件的互换性更为可靠,常用于完工零件的检验。单项测量能分别确定每一参数的误差,一般用于工艺分析、工序检验及被指定参数的测量。

5)按测量在加工过程中所起的作用,分为主动测量和被动测量。

主动测量:工件在加工过程中进行测量,其结果直接用来控制零件的加工过程,从而及时防治废品的产生。

被动测量:工件加工后进行的测量。此种测量只能判别加工件是否合格,仅限于发现并剔除废品。

6)按被测零件在测量过程中所处的状态,分为静态测量和动态测量。

静态测量:测量相对静止。如千分尺测量直径。

动态测量:测量时被测表面与测量头模拟工作状态中作相对运动。

动态测量方法能反映出零件接近使用状态下的情况,是测量技术的发展方向。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,只要加工误差在零件图要求的公差范围内,就认为保证了加工精度。

以上就是关于加工精度的等级、测量方法与影响因素的一系列知识介绍,对于机械零件加工来讲精度是一个非常重要的指标,在进行应用加工机床中,必须检验其加工精度,根据精度偏差和加工中心参数进行调节,加工状态用标准件检验其加工精度。

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