一、简答题1. 解决精密丝杠磨削弯曲的方法有哪些?
解决精密丝杠磨削弯曲的方法有:
1)减小背吃刀量。
2)调整中心架撑块和支承块,以轻轻接触到工件为宜。
3)调整尾座顶尖的顶紧力。
4)及时修整砂轮,并根据工件材料和表面粗糙度要求确定砂轮修整的粗细。
5)切削液供应要充分。
6)工件转速要适当降低。
7)丝杠不在磨床上磨削时应垂直吊放,避免因自重产生弯曲变形。
2. 磨削热对精密丝杠的精度有何影响?
磨削热对精密丝杠的精度有以下影响:磨削热将引起工件的温度升高,材料弯曲变形,尤其是磨削长丝杠时更加明显。磨削热过高将引起丝杠表面烧伤,产生裂纹。磨削热还会直接影响工件的螺距精度。
3. 螺旋线误差大对精密丝杠有何影响?
螺旋线误差是综合误差,它的形成是螺距的相邻误差、累积误差和中径变动误差等因素的集合。螺旋线误差大将影响上述几项误差,进而影响位移精度。
螺旋线误差大的原因主要是由于中心孔质量不好,丝杠加工旋转时重量不平衡,中心架支承圆跳动或圆度误差太大,交换齿轮精度差或装夹有误差,母丝杠有轴向窜动或弯曲,头架精度不好或主轴转速不匀,砂轮主轴刚性差,顶尖顶紧力过大或未顶紧,以及背吃刀量太大等。
4. 丝杠中径误差大对精密丝杠的精度有何影响?
丝杠中径尺寸的变动和轴线的不直,会间接引起螺距误差和配合间隙的均匀性,降低位移精度,在加工中很难保证螺旋面的准确性。
丝杠中径误差大,主要影响精密丝杠的传动平稳性及精度,要求丝杠中径圆度误差在1~3μm,圆柱度误差在1~5μm,中径轴线的径向圆跳动误差为1~5μm,表面粗糙度值为Ra0.4~0.5μm。
丝杠中径误差大的原因主要是中心孔不圆,60°锥孔接触不良或中心架支承圆不圆,工作台移动时倾斜,工作台运动受到外部的擦碰引起阻力不匀,头架与尾座顶尖与工作台运动方向不平行,中心架未调好以及丝杠两侧面磨削量不均匀,对线操作时磨削等。
5. 丝杠螺距相邻误差大对精密丝杠精度有何影响?
丝杠螺距相邻误差大的主要原因是母丝杠轴向窜动,螺距误差大,工作台运动时外部有擦碰,主要影响精密丝杠的传动准确性及精度;校正尺面不平滑,触头磨损引起圆跳动突变,磨多线螺纹时径向分度有误差等。
其中工作台运动时外部有擦碰,主要影响精密丝杠传动精度的准确性,故要求丝杠相邻螺距公差为0.001~0.004mm。校正尺面不平滑,主要影响精密丝杠的校正精度。
6. 丝杠螺距累积误差大对精密丝杠精度有何影响?
螺距累积误差大的主要原因是母丝杠本身的累积误差,丝杠中径全长上有锥度,螺距交换齿轮的实际传动比与理论传动比有误差,被磨丝杠与机床母丝杠的温差太大以及机床导轨精度丧失等。
螺距累积误差大主要影响精密丝杠的传动精度和运动精度,要求丝杠螺距累积误差全长不大于0.01mm。
7. 丝杠表面有波纹对精密丝杠精度有何影响?
螺纹表面有波纹主要是由振动、砂轮不平衡、中心孔表面粗糙、砂轮过钝等原因引起的。丝杠表面有波纹主要影响精密丝杠的表面粗糙度,从而影响接触精度,故一般要求丝杠表面无波纹,表面粗糙度值为Ra0.04~0.05μm。
8. 何谓精密丝杠?
精密丝杠是机床上的重要部件,它有较高的尺寸精度、形状和位置精度,较小的表面粗糙度值,且通常为细长的柔性轴,加工时容易变形,其精度会直接影响到机床传动的准确性。
丝杠的主要精度包括:
1)丝杠中径精度。
2)螺纹螺距误差精度。
3)螺纹牙型角精度误差。
9. 机床母丝杠温度如何控制?
机床母丝杠的精度直接影响被加工丝杠的精度。虽然母丝杠的精度一般高于被加工丝杠的精度,但在磨削过程中,由于磨削发热,被加工丝杠的温度要比室温高,也高于母丝杠的温度,这样就使被加工丝杠和母丝杠的热伸长不一致,此时,温度影响已远远超过母丝杠所能保证的精度。因此,许多长丝杠磨床往往将其母丝杠设计成空心的,中间通入恒温油,这样既可以有效地控制母丝杠的温度,降低对恒温厂房的要求,同时也可以根据被加工丝杠的热变形情况,调整母丝杠温度,达到校正螺距误差的目的。
10. 高精度主轴同轴度的检测方法是什么?
同轴度检测时,以定位基准中心孔作为检测基准,用杠杆指示表对几处的径向圆跳动进行测量,来测量同轴度,精度要求高时可用精密测量仪器来测量。
11. 电动测量有何特点?
检测精度高,灵敏度高,能实现远距离测量,能进行和、差测量和微分、积分等各种运算,易实现自动测量和控制。
常用电动测量仪器:电动测微仪,如电感式测微仪、电容式测微仪、差动变压器式测微仪;电感式电子水平仪、圆度仪、电动轮廓仪等。
12. 气动测量有何特点?
气动测量(如气动量仪)是利用被测工件的几何参数的变动引起空气压力或流量变化的原理来进行测量的。气动测量具有以下特点:
1)可实现主动测量。
2)测量精度高(0.01mm),涂标式气动量可达0.0005mm。
3)工作稳定可靠,测量范围广泛。
4)可实现非接触测量。
13. 什么是最大实体原则?
被测要素的实际轮廓应遵守最大实体实效边界,当其实际尺寸偏离最大实体尺寸时,允许几何误差值超出在最大实体状态下给出的公差值的一种要求,称为最大实体要求,又称最大实体原则。
最大实体要求是一种几何公差与尺寸公差间的相关要求。当被测要素或基准要素偏离其最大实体状态时,几何公差可获得补偿值,即所允许的几何误差值,可以在原设计的基础上增大。
例如,孔轴的局部实际尺寸在极限之内,其体外作用尺寸不得超过最大实体实效尺寸的一种公差要求。
14. 如何测量面对面的对称度误差?
测量面对面的对称度误差,通常采用平板工作面或定位块表面体现基准和被测表面,以测得其中心面,求出对称度误差。
如图2-11-1所示为用差值法测量面对面对称度误差的示例。此种方法主要用于检测被测实际中心平面平行于基准中心平面的对称度误差。测量时,置工件于平板上,测出被测表面与平板的距离a,将工件翻转后,测出另一被测表面与平板之间的距离b,则a、b之差为该测量面两对应点的对称度误差,取其测量截面内对应两测点的最大差值作为对称度误差。
15. 如何检测面对线的对称度误差?
如图2-11-2所示为翻转打表法测量轴上键槽的中心平面对基准轴线的对称度误差的示例。测量时,将指示表的测头与定位块3的上表面接触,沿被测轴的径向拉动测量架,并稍微转动被测轴,使定位块上表面与平板工作面平行(当指示表在移动过程中示值稳定不变即表示两者平行)。然后将指示表调零,将被测轴在V形架上翻转180°,使定位块的下表面朝上,然后按照上述方法进行调整,使该表面平行于平板工作面,再用指示表进行测量,测得该截面的示值为a(注意,第二次测量时指示表的零位不能动)。则该截面的对称度误差f
x为
式中d——轴的实际直径(mm);
h——槽深。
再沿键槽长度方向多处测量,取长度方向上两点的最大读数差为长度方向上的对称度误差f'。
再取以上两个方向测得误差的最大值作为该工件的对称度误差。
16. 如何检测线对面的对称度误差?
检测线对面的对称度误差应根据零件结构选择以下检测方法:
1)壁厚差法。如图2-11-3所示,给出零件中间孔的轴线对上下两表面基准中心面A的对称度公差要求,如图2-11-3a所示,检测时,用卡尺直接测得A、B和C、D位置处壁厚,如图2-11-3b所示,并分别求出A与B、C与D的壁厚差,取两个壁厚差值的最大值,作为该零件的对称度误差。
2)指示表法。如图2-11-4所示,给出零件中间孔的轴线对左右两槽的公共中心面对称度公差要求,如图2-11-4a所示,检测时,将被测零件1支承在平板6上,并在左右两槽内分别装入基准定位块4,由基准定位块模拟基准中心平面。在被测孔内插入无间隙配合的心轴2,由心轴模拟被测轴线,如图2-11-4b所示。
先调整公共基准中心平面与平板工作面平行,方法是:公共基准中心平面由槽深1/2处的槽宽中点确定。按此位置先调整一端定位块,使其两侧示值相等(即调至与测量基面等高)。然后再调另一端定位块,使其两侧示值与调水平一端的定位块读数差(绝对值)相等。该位置即为公共基准中心平面平行于平板工作面的测量位置。
测量位置确定后,再分别测量出定位块和心轴至平板工作面间的距离L和L
1。然后根据定位块的厚度α,求得基准中心平面到平板的高度H=L+α/2;根据心轴的直径d,求得心轴中心到平板工作面的高度H
1=L
1+α/2。由此求得被测轴线对公共基准中心平面的变动量。其中被测心轴到平板的距离L
1应从心轴两端进行测量,取其中最大变动量的两倍,作为该零件的对称度误差,即f=2|H-H
1|。
测量心轴时的位置应尽量靠近零件表面,否则应根据两边测量距离,将测量结构按比侈折算、求得被测长度的对称度误差。
17. 如何使用综合量规检验线的位置度误差?
使用综合量规检验线的位置度误差的方法如图2-11-5所示。
位置度是用来控制被测要素的实际位置对理想位置的偏离程度。在成批大量生产中,零件的位置度误差常用综合量规测量;在单件和小批量生产中,可使用通用量具或量仪测量。
用综合量规测量如图2-11-5所示的零件,其
孔的位置度可用图2-11-5b所示的综合量规进行测量。
该综合量规是固定式结构的,其中4个量规销的直径是在被测孔处在最小极限尺寸,位置度误差值为最大允许值时能通过的尺寸,所以,量规销直径d=最大实际尺寸-位置度公差=
。测量时,将4个量规销插入被测孔中,使零件A面与量规的D面贴平,B面和C面按要求分别与量规的E面和F面接触。若各面能同时接触,则零件即为合格,否则就不合格。
如图2-11-6所示的零件,其中4×φ8.02孔的位置度误差可用工具显微镜测量。零件以底面A定位,B、C面分别与工具显微镜的目镜分划板坐标系统对准。由基准B、C测得四个孔的轴线的实际坐标尺寸,然后按定义将测得的坐标尺寸与理想尺寸位置进行比较,即得出位置度误差。
18. 何谓跳动误差的检测原则?
测量跳动原则,顾名思义,主要是用于测量跳动(包括圆跳动和全跳动)。跳动是按其检测方式来定义的,有独特的特征,它是在被测实际要素绕基准轴线回转过程中,沿给定方向(径向、端面、斜向)测量它对某基准点(或线)的变动量(指示表最大与最小读数之差)。它不同于其他形位误差的测量,故独自成为一种检测原则。具体原则是:
1)测量时被测要素必须绕基准轴线回转。
2)检测圆跳动误差时,应在给定测量面内对被测要素进行测量。被测零件不得产生轴向移动。
3)检测全跳动误差时,应使指示表沿理想素线移动过程中,对被测要素进行测量。该理想素线是指相对于基准轴线为理想位置的直线,即径向全跳动为平行于基准轴线的直线,端面全跳动为垂直于基准轴线的直线。
19. 如何测量内圆表面径向圆跳动误差?
测量内圆表面径向圆跳动误差的方法如下:
测量时以V形架模拟基准轴线,工件放在V形架上且轴向定位,将指示表固定好后,触头伸入内圆,调整好触头刚刚接触内圆表面,工件回转一周,指示表最大差值为该截面上的径向圆跳动。按上法测若干截面,取各截面上测得的最大值为该工件的径向圆跳动。
径向圆跳动与同轴度、圆度的关系:
①径向圆跳动综合反映同轴度误差和同一断面的形状误差,如圆度。可以说径向圆跳动等于同轴度加圆度。
②由于径向圆跳动测量方法简便,在车间常用径向圆跳动的方法来检测同轴度。
③若同轴度误差为零,由于圆度误差的存在,径向圆跳动仍可有显示。
④若径向圆跳动误差小于给定的同轴度公差时,同轴度合格;若径向圆跳动误差大于同轴度公差时,不能说同轴度一定不合格,有可能是形状误差(圆度)的影响,这时应进一步检测同轴度才能确定工件是否合格。
⑤同轴度是轴线之间的位置关系,跳动是同一断面内被测表面上各点到基准轴线间距离的最大变动量。
20. 如何检测内、外圆柱表面间的径向圆跳动误差?
检测内、外圆柱表面间的径向圆跳动误差时,若给定以内孔轴线为基准,基准轴线通常采用心轴来体现。若给定以外圆柱面轴线为基准,则采用V形槽来体现。
如图2-11-7所示,给出外圆表面对孔的轴线径向圆跳动公差(图2-11-7a)。将被测零件固定在导向心轴1上,同时安装在两顶尖座5之间(或V形架上,见图2-11-7b)。在被测零件回转一周过程中,指示表读数最大差值即为单个测量平面上的径向圆跳动误差。
按上述方法,测量若干个截面,取各截面上测得的跳动量中的最大值,作为该零件的径向圆跳动误差。
如图2-11-8所示,给出内孔表面对外圆轴线的径向圆跳动公差的测量方法。
当图样上给出以两中心孔的公共轴线为基准的径向圆跳动误差时,应采用顶尖座中心模拟基准,检测其径向圆跳动误差,如图2-11-9所示。
21. 如何检测以外圆柱面轴线为基准的端面圆跳动误差?
检测以外圆柱面轴线为基准的端面圆跳动误差,通常是以V形架模拟基准轴线。
端面圆跳动的检测如图2-11-10所示,零件支撑在V形架上,并经轴向定位。测量时,工件绕基准轴线作无轴向移动的回转,测头与被测端面接触,指示表在工件一转中读数的最大差值为该测量圆柱面上的端面圆跳动。一般测量若干不同直径位置的跳动,取其中最大值作为该工件的端面圆跳动。
另外,以外圆柱面轴线为基准的端面圆跳动检测方法还有导向套筒法,如图2-11-11所示。
22. 如何检测以孔的轴线为基准的端面圆跳动误差?
检测以孔的轴线为基准的端面圆跳动误差,通常是以定位心轴模拟基准轴线。
检测以孔的轴线为基准的端面圆跳动误差的方法有心轴法,如图2-11-12所示。
23. 如何检测斜向圆跳动误差?
斜向圆跳动误差是指图样上给定方向上的跳动允许变动范围。因此,斜向圆跳动误差的检测方向应是图样上给定的方向。
检测斜向圆跳动误差的方法如图2-11-13所示,将被测工件固定在导向套筒内,且在轴向固定,指示表侧头的测量方向要垂直于被侧面。在工件回转一周的过程中,指示表读数的最大差值为单个测量圆锥面上的斜向圆跳动。测量若干圆锥面上的斜向圆跳动,取其中最大值作为该工件的斜向圆跳动误差。
24. 如何检测径向全跳动误差?
径向全跳动误差是指被测零件回转过程中,指示表沿平行于基准轴线的理想素线移动时,在被测表面整个范围内的径向跳动量。因此,检测径向全跳动误差,应首先确定理想素线的方向。生产中通常采用平板或量仪表面作为模拟素线。
径向全跳动的检测如图2-11-14所示,零件装在两个同轴导向套内,并作轴向固定。在被测零件连续回转过程中,指示表沿基准轴线的方向作直线运动,在给定方向上测得的最大与最小读数之差,即为零件的径向全跳动误差。
基准轴线也可用一对V形架或两顶尖来模拟,这样更为方便。
25. 如何检测端面全跳动误差?
检测端面全跳动误差,应首先确定理想素线的方向。生产中通常也采用平板或量仪表面作为模拟素线。
端面全跳动的检测如图2-11-15所示工件,将其支撑在导向套筒内且在轴向固定,导向套筒应与平板垂直。在工件连续回转中,指示表沿其径向作直线移动,在整个测量过程中,指示表读数最大差值为该工件端面全跳动误差。
端面全跳动的公差带与平面及轴线的垂直度公差带相同,都是两平行平面,因此可以用测量端面全跳动的方法来测得平面对轴线的垂直度误差。