機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課件第六章

1、第第6章章 機(jī)械加工精度影響因素及控制機(jī)械加工精度影響因素及控制 尺寸精度尺寸精度 形狀精度形狀精度 位置精度位置精度 波紋度波紋度 幾何精度幾何精度 表面層物理機(jī)械性能表面層物理機(jī)械性能 表層材料的冷作硬化表層材料的冷作硬化 表層材料的金相組織變化表層材料的金相組織變化 表層材料的殘余應(yīng)力表層材料的殘余應(yīng)力 微觀幾何形狀精度微觀幾何形狀精度 宏觀幾何形狀精度宏觀幾何形狀精度 圓度、圓柱度、直圓度、圓柱度、直 線度、平面度等線度、平面度等 （表面粗糙度）（表面粗糙度） 6.1 機(jī)械加工精度的概念及其獲得方法機(jī)械加工精度的概念及其獲得方法 6.1.1 機(jī)械加工精度的概念機(jī)械加工精度的概念 機(jī)械加

2、工精度是指零件經(jīng)機(jī)械加工后的實(shí)際機(jī)械加工精度是指零件經(jīng)機(jī)械加工后的實(shí)際 幾何參數(shù)（尺寸，形狀、表面相互位置）與零件幾何參數(shù)（尺寸，形狀、表面相互位置）與零件 的理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合的程度愈高，的理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合的程度愈高， 加工精度也愈高。實(shí)際加工的零件不可能做得與加工精度也愈高。實(shí)際加工的零件不可能做得與 理想零件完全一致，經(jīng)加工后零件的實(shí)際幾何參理想零件完全一致，經(jīng)加工后零件的實(shí)際幾何參 數(shù)與零件的理想幾何參數(shù)的偏離的程度，稱(chēng)為加數(shù)與零件的理想幾何參數(shù)的偏離的程度，稱(chēng)為加 工誤差。工誤差。 6.1.2 機(jī)械加工精度獲得方法機(jī)械加工精度獲得方法 （1）尺寸精度獲得方法

3、）尺寸精度獲得方法 1試切法試切法 試切法切削軸試切法切削軸 MovieCh4（加工精度）（加工精度）試切法試切法.swf 2）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法 定尺寸刀具加工定尺寸刀具加工 3 3）調(diào)整法）調(diào)整法 n調(diào)整法是按零件規(guī)定的尺寸預(yù)先調(diào)整好刀具調(diào)整法是按零件規(guī)定的尺寸預(yù)先調(diào)整好刀具 與工件的相對(duì)機(jī)床的位置，并在一批零件的與工件的相對(duì)機(jī)床的位置，并在一批零件的 加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變，以保證工件加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變，以保證工件 被加工尺寸。然后進(jìn)行加工。被加工尺寸。然后進(jìn)行加工。 (MovieCh4(MovieCh4（加工精度）（加工精度） 調(diào)整法調(diào)整法.swf).swf) 4

4、4）自動(dòng)控制法）自動(dòng)控制法 自動(dòng)控制法是用尺寸測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和自動(dòng)控制法是用尺寸測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和 控制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工控制系統(tǒng)，使加控制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工控制系統(tǒng)，使加 工過(guò)程中的測(cè)量、補(bǔ)償調(diào)整和切削加工自動(dòng)工過(guò)程中的測(cè)量、補(bǔ)償調(diào)整和切削加工自動(dòng) 完成以保證加工尺寸精度的方法。完成以保證加工尺寸精度的方法。 5 5）主動(dòng)控制法）主動(dòng)控制法 （MovieCh4MovieCh4（加工精度）（加工精度） 主動(dòng)測(cè)量法主動(dòng)測(cè)量法.swf.swf） 6.1.3 形狀和相互位置精度形狀和相互位置精度 獲得幾何形狀精度的方法：獲得幾何形狀精度的方法： （1 1）軌跡法：）軌跡法：通過(guò)刀尖運(yùn)動(dòng)的軌

5、跡來(lái)獲得通過(guò)刀尖運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)獲得 形狀精度的方法形狀精度的方法 車(chē)錐孔車(chē)錐孔 MovieCh2（機(jī)床夾具）（機(jī)床夾具）軌跡法軌跡法.swf （2）仿形法：）仿形法： 刀具依照仿形裝置進(jìn)給獲得刀具依照仿形裝置進(jìn)給獲得 工件形狀精度的方法工件形狀精度的方法 仿形車(chē)削仿形車(chē)削 成形車(chē)削成形車(chē)削 MovieCh2MovieCh2（機(jī)床夾具）（機(jī)床夾具） 成形法成形法.swf.swf 3）成形法：利用成形刀具對(duì)工件加工獲得形狀精）成形法：利用成形刀具對(duì)工件加工獲得形狀精 度的方法度的方法 n4）相切法：利用回轉(zhuǎn)形狀的刀具對(duì)工件加工）相切法：利用回轉(zhuǎn)形狀的刀具對(duì)工件加工 獲得形狀精度的方法獲得形狀精度的方

6、法 n（MovieCh2（機(jī)床夾具）（機(jī)床夾具）相切法相切法.swf） （5 5）展成法：）展成法：利用工件和刀具的展成切削運(yùn)利用工件和刀具的展成切削運(yùn) 動(dòng)進(jìn)行加工的方法動(dòng)進(jìn)行加工的方法 （MovieCh2MovieCh2（機(jī)床夾具）（機(jī)床夾具） 展成法展成法.swf.swf） 獲得相互位置精度的方法：獲得相互位置精度的方法： n直接找正定位法直接找正定位法：用劃針或百分表直接在機(jī)床上用劃針或百分表直接在機(jī)床上 找正工件位置找正工件位置 n劃線找正定位法：劃線找正定位法：先按零件圖在毛坯上劃好線，先按零件圖在毛坯上劃好線， 再以所的劃線為基準(zhǔn)找正它在機(jī)床的位置再以所的劃線為基準(zhǔn)找正它在機(jī)床的位

7、置 n夾具定位法：夾具定位法：在機(jī)床上安裝好夾具，工件放在夾在機(jī)床上安裝好夾具，工件放在夾 具中定位具中定位 n機(jī)床控制法：機(jī)床控制法：利用機(jī)床的相對(duì)位置精度保證位置利用機(jī)床的相對(duì)位置精度保證位置 精度精度 6.1.4 三種精度之間的關(guān)系三種精度之間的關(guān)系 一般情況下，形狀精度最高，位置精一般情況下，形狀精度最高，位置精 度次之，尺寸精度最低。度次之，尺寸精度最低。 機(jī)械加工時(shí)，由機(jī)械加工時(shí)，由機(jī)床、夾具、刀具機(jī)床、夾具、刀具 和工件和工件構(gòu)成的統(tǒng)一體稱(chēng)為工藝系統(tǒng)構(gòu)成的統(tǒng)一體稱(chēng)為工藝系統(tǒng) 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 由于工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)由于工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài) 以及加工過(guò)程中的物理力學(xué)現(xiàn)象以及加

8、工過(guò)程中的物理力學(xué)現(xiàn)象 而產(chǎn)生的各種誤差稱(chēng)為原始誤差。而產(chǎn)生的各種誤差稱(chēng)為原始誤差。 6.2 影響機(jī)械加工精度的因素影響機(jī)械加工精度的因素 u原始誤差與加工精度的關(guān)系原始誤差與加工精度的關(guān)系 R Y R R R =X 2 0 2 Y Y R R X RX 顯然：顯然： XY RR 誤差敏感方向 Y R0 X a） Y R0 X b） 誤差敏感方向誤差敏感方向影響加工精度最大的那個(gè)方向影響加工精度最大的那個(gè)方向 （即通過(guò)刀刃的（即通過(guò)刀刃的加工表面的法向加工表面的法向）。）。 當(dāng)原始誤差當(dāng)原始誤差方向方向恰為恰為加工表面法線方向加工表面法線方向時(shí)，時(shí)， 引起的加工誤差為引起的加工誤差為最大最大；

9、 當(dāng)原始誤差的當(dāng)原始誤差的方向方向恰為恰為加工表面的切線方向加工表面的切線方向 時(shí)，引起的加工誤差為時(shí)，引起的加工誤差為最小最?。?當(dāng)原始誤差的方向與誤差敏感方向一致時(shí)，當(dāng)原始誤差的方向與誤差敏感方向一致時(shí)， 對(duì)加工精度的影響最大。對(duì)加工精度的影響最大。 u原始誤差與加工精度的關(guān)系原始誤差與加工精度的關(guān)系 原原 始始 誤誤 差差 工藝系統(tǒng)的制造誤差工藝系統(tǒng)的制造誤差 （幾何誤差）（幾何誤差） 刀具制造誤差刀具制造誤差 夾具制造誤差?yuàn)A具制造誤差 機(jī)床制造誤差機(jī)床制造誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件

10、殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下 的誤差的誤差 工件相對(duì)于工件相對(duì)于 刀具運(yùn)動(dòng)狀刀具運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)下的誤差態(tài)下的誤差 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差 導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 傳動(dòng)誤差傳動(dòng)誤差 與工藝過(guò)程有關(guān)的與工藝過(guò)程有關(guān)的 原始誤差原始誤差(動(dòng)誤差動(dòng)誤差) 加工原理誤差加工原理誤差 其他原始誤差其他原始誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 刀具磨損刀具磨損 6.2.1 加工原理誤差加工原理誤差 在加工中由于采用近似的加工運(yùn)動(dòng)方在加工中由于采用近似的加工運(yùn)動(dòng)方 式或近似的刀具切刃形狀而產(chǎn)生的誤差。式或近似的刀具切刃形狀而產(chǎn)生的誤差。 如在普通車(chē)

11、床上車(chē)削蝸桿；在臥式銑床上如在普通車(chē)床上車(chē)削蝸桿；在臥式銑床上 用模數(shù)銑刀銑齒輪。用模數(shù)銑刀銑齒輪。 用模數(shù)銑刀銑齒輪時(shí)的齒形誤差用模數(shù)銑刀銑齒輪時(shí)的齒形誤差 （1）機(jī)床的幾何誤差）機(jī)床的幾何誤差 機(jī)床幾何誤差的來(lái)源機(jī)床幾何誤差的來(lái)源 機(jī)床制造誤差機(jī)床制造誤差 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差 導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差 傳動(dòng)鏈誤差傳動(dòng)鏈誤差 1). 1). 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差 主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線理想回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。的變動(dòng)量。 2 2）將）將動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)傳遞給工件或刀具。給工件或刀具。 主軸各瞬時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線的平均位置主軸各瞬時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線的平均位置 徑

12、向跳動(dòng)、軸向跳動(dòng)和角度擺動(dòng)徑向跳動(dòng)、軸向跳動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本型式三種基本型式 1 1） 裝夾工件、刀具或夾具的裝夾工件、刀具或夾具的基準(zhǔn)基準(zhǔn)； 主軸軸肩端面的平面度及其與回轉(zhuǎn)軸線有垂主軸軸肩端面的平面度及其與回轉(zhuǎn)軸線有垂 直度誤差；直度誤差； 軸承承載端面與回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。軸承承載端面與回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。 車(chē)端面車(chē)端面可以引起所加工端面的垂直度、平可以引起所加工端面的垂直度、平 面度誤差和面度誤差和軸向尺寸精度誤差軸向尺寸精度誤差； 加工螺紋加工螺紋產(chǎn)生螺距誤差。產(chǎn)生螺距誤差。 主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線的方向作主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線的方向作純純軸向軸向躥動(dòng)躥動(dòng) 主軸軸

13、向竄動(dòng)對(duì)端面加工精度的影響主軸軸向竄動(dòng)對(duì)端面加工精度的影響 l 徑向跳動(dòng)產(chǎn)生的原因徑向跳動(dòng)產(chǎn)生的原因 加加 工工 方方 式式 不不 同同 主軸各段軸頸的同軸度誤差；主軸各段軸頸的同軸度誤差； 軸承誤差（圓度）軸承誤差（圓度）； 軸承之間的同軸度誤差、軸承之間的同軸度誤差、 主軸軸頸誤差（圓度）；主軸軸頸誤差（圓度）； 主軸撓度主軸撓度 影影 響響 也也 不不 同同 主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的變動(dòng)量主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的變動(dòng)量 工件回轉(zhuǎn)型工件回轉(zhuǎn)型( (車(chē)削）車(chē)削）：切削力作用切削力作用方向是不變的方向是不變的 主軸軸頸的圓度誤差主軸軸頸的圓度誤差將在回轉(zhuǎn)過(guò)程

14、中引起軸將在回轉(zhuǎn)過(guò)程中引起軸 線位置產(chǎn)生瞬時(shí)變化，線位置產(chǎn)生瞬時(shí)變化，對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度 影響較大；影響較大； 軸承內(nèi)孔徑的圓度誤差軸承內(nèi)孔徑的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度 影響較小。影響較小。 軸承的內(nèi)孔圓度誤差軸承的內(nèi)孔圓度誤差將使主軸在回轉(zhuǎn)的過(guò)程將使主軸在回轉(zhuǎn)的過(guò)程 中產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，中產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，引起鏜孔的圓度誤差引起鏜孔的圓度誤差； 主軸軸頸的圓度誤差主軸軸頸的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度影對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度影 響響較小較小。 刀具回轉(zhuǎn)型刀具回轉(zhuǎn)型 ：切削力作用方向是變化的：切削力作用方向是變化的 工件回轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng)工件回轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng) 1 2 3 4

15、5 6 7 8 A 假設(shè)主軸軸線沿假設(shè)主軸軸線沿X軸作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：軸作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)： x=Acos X2+Y2=R2+A2Sin2 車(chē)削出的工件表面接近于一個(gè)真圓。車(chē)削出的工件表面接近于一個(gè)真圓。 車(chē)削加工時(shí)，徑向跳動(dòng)對(duì)工件的車(chē)削加工時(shí)，徑向跳動(dòng)對(duì)工件的圓度圓度影響很影響很 ??；但與定位基準(zhǔn)有同軸度誤差??；但與定位基準(zhǔn)有同軸度誤差, ,并產(chǎn)生并產(chǎn)生圓柱度圓柱度 誤差。誤差。 l徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響：徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響： 考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在X X方向上作簡(jiǎn)諧方向上作簡(jiǎn)諧 直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為

16、A A。 當(dāng)鏜刀轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)當(dāng)鏜刀轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角時(shí)（位置角時(shí)（位置1），刀尖軌跡的水平），刀尖軌跡的水平 分量和垂直分量分別計(jì)算得：分量和垂直分量分別計(jì)算得： X=(A+R)cos Y=Rsin。 將上兩式平方相加得將上兩式平方相加得: : X2/(A+R)2+Y2/R2=1 鏜出的孔為橢圓形鏜出的孔為橢圓形 AA R Om 1 1， ， Acos O 2 3 4 O Y= Rsin X=(A+R）cos 鏜孔時(shí)純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響鏜孔時(shí)純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響 主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差可以引起工件的圓度誤差主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差可以引起工件的圓度誤差 和圓柱度誤差；和圓柱度誤差； l徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影

17、響：徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響： 主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線成傾斜一個(gè)角主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線成傾斜一個(gè)角 度作擺動(dòng)度作擺動(dòng) 角度擺動(dòng)可視為徑向圓跳動(dòng)與角度擺動(dòng)可視為徑向圓跳動(dòng)與的綜合。的綜合。 凡引起凡引起徑向圓跳動(dòng)徑向圓跳動(dòng)與與的因素均會(huì)影的因素均會(huì)影 響主軸的角度擺動(dòng)。響主軸的角度擺動(dòng)。 l 角度擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響：角度擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響： 車(chē)削加工時(shí)工件每一橫截面內(nèi)的圓度誤差很小，但車(chē)削加工時(shí)工件每一橫截面內(nèi)的圓度誤差很小，但 軸平面有圓柱度誤差（錐度）。軸平面有圓柱度誤差（錐度）。 車(chē)外圓：得到圓形工件，但產(chǎn)生圓柱度誤差（錐體）車(chē)外圓：得到圓形工件，但產(chǎn)生圓柱度

18、誤差（錐體） 車(chē)端面：產(chǎn)生平面度誤差車(chē)端面：產(chǎn)生平面度誤差 鏜孔時(shí)，由于主軸的純角度擺動(dòng)鏜孔時(shí)，由于主軸的純角度擺動(dòng) 使得主軸回轉(zhuǎn)軸線使得主軸回轉(zhuǎn)軸線 與工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，與工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，使鏜出的孔呈橢圓形使鏜出的孔呈橢圓形 （5 5） 對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，以消除間隙。對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，以消除間隙。 （1 1） 提高主軸及箱體的制造精度；提高主軸及箱體的制造精度； （2 2） 選用高精度軸承；選用高精度軸承； （3 3） 提高主軸部件裝配精度；提高主軸部件裝配精度； （4 4） 對(duì)高速主軸部件要進(jìn)行動(dòng)平衡對(duì)高速主軸部件要進(jìn)行動(dòng)平衡; ; 2 2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌誤差 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的

19、直線度導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度 前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲） 機(jī)床導(dǎo)軌精度要求：機(jī)床導(dǎo)軌精度要求： l確定各主要部件位置關(guān)系的基準(zhǔn)確定各主要部件位置關(guān)系的基準(zhǔn); l是實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的主要部件是實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的主要部件。 影響直線運(yùn)動(dòng)的主要因素影響直線運(yùn)動(dòng)的主要因素 直接影響工件的加工精度。直接影響工件的加工精度。 導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響 當(dāng)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為當(dāng)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為y y時(shí)時(shí), ,引起工件引起工件 在半徑方向的誤差為：在半徑方向的誤差為： R=R=y y l車(chē)、磨削外圓時(shí)，車(chē)、

20、磨削外圓時(shí)，為誤差敏感方向，對(duì)加工為誤差敏感方向，對(duì)加工 精度影響最大；精度影響最大； 導(dǎo)軌向外凸導(dǎo)軌向外凸 導(dǎo)軌向內(nèi)凹導(dǎo)軌向內(nèi)凹 工件產(chǎn)生腰鼓形誤差；工件產(chǎn)生腰鼓形誤差； 工件產(chǎn)生鞍形誤差；工件產(chǎn)生鞍形誤差； l銑削、刨削平面時(shí)，銑削、刨削平面時(shí)，為誤差非敏感方向，對(duì)為誤差非敏感方向，對(duì) 加工精度影響最小。加工精度影響最小。 （以臥式車(chē)床為例）（以臥式車(chē)床為例） 圖示幻燈片 36 Y Y o D R= Y 水平面水平面 導(dǎo)軌水平面內(nèi)直線度導(dǎo)軌水平面內(nèi)直線度 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差 床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)有直線度誤差，

21、會(huì)引起刀床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)有直線度誤差，會(huì)引起刀 尖產(chǎn)生切向位移尖產(chǎn)生切向位移Z Z，造成工件在半徑方向產(chǎn)生的，造成工件在半徑方向產(chǎn)生的 誤差為：誤差為： RZ2/ D 設(shè)：設(shè)：Z=Y=0. 1mm ，D=40mm ， 則由于水平面內(nèi)原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差：則由于水平面內(nèi)原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差： R= Y =0.1mm, 由于垂直面內(nèi)原始誤差產(chǎn)生的加工誤差：由于垂直面內(nèi)原始誤差產(chǎn)生的加工誤差： R Z2/D =0.00025mm 圖示圖示 垂直平面垂直平面 導(dǎo)軌垂直面直線度導(dǎo)軌垂直面直線度 Z d R Z2/ D Z 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差 R d/2 對(duì)對(duì)平面磨

22、床，龍門(mén)刨床平面磨床，龍門(mén)刨床 及銑床及銑床等，等，誤差敏感方向?yàn)檎`差敏感方向?yàn)?加工表面的法線方向，加工表面的法線方向， 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤 差會(huì)引起工件相對(duì)于砂輪差會(huì)引起工件相對(duì)于砂輪 （刀具）產(chǎn)生法向位移，其（刀具）產(chǎn)生法向位移，其 誤差將直接反映到被加工工誤差將直接反映到被加工工 件上，造成形狀誤差。件上，造成形狀誤差。 龍門(mén)刨床導(dǎo)軌垂直面內(nèi)直線度誤差龍門(mén)刨床導(dǎo)軌垂直面內(nèi)直線度誤差 1刨刀刨刀 2工件工件 3工作臺(tái)工作臺(tái) 4床身導(dǎo)軌床身導(dǎo)軌 原始誤差原始誤差引起工件相對(duì)于刀具產(chǎn)生相對(duì)位移，若產(chǎn)生引起工件相對(duì)于刀具產(chǎn)生相對(duì)位移，若產(chǎn)生 在在加工表面法向方向加

23、工表面法向方向（誤差敏感方向），（誤差敏感方向），對(duì)加工精度對(duì)加工精度 有直接影響有直接影響；產(chǎn)生在加工表面切向方向（誤差非敏感；產(chǎn)生在加工表面切向方向（誤差非敏感 方向）方向） ，可忽略不計(jì)。，可忽略不計(jì)。 前后導(dǎo)軌平行度誤差的影響前后導(dǎo)軌平行度誤差的影響 床身前后導(dǎo)軌有平行床身前后導(dǎo)軌有平行 度誤差（扭曲）時(shí)，度誤差（扭曲）時(shí)， 會(huì)使車(chē)床溜板在沿床會(huì)使車(chē)床溜板在沿床 身移動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜，身移動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜， 從而使從而使刀尖相對(duì)工件刀尖相對(duì)工件 產(chǎn)生偏移，使工件產(chǎn)產(chǎn)生偏移，使工件產(chǎn) 生形狀誤差生形狀誤差（鼓形、（鼓形、 鞍形、錐度）鞍形、錐度）。 從幾何關(guān)系中可得出：從幾何關(guān)系中可得出： y

24、(H/B) 一般車(chē)床一般車(chē)床H2B/3，外圓磨，外圓磨 床床HB， 因此該項(xiàng)原始誤差對(duì)加工因此該項(xiàng)原始誤差對(duì)加工 精度的影響很大。精度的影響很大。 車(chē)床前后導(dǎo)軌扭曲的最終結(jié)果反映在工件上，車(chē)床前后導(dǎo)軌扭曲的最終結(jié)果反映在工件上， 將產(chǎn)生加工誤差將產(chǎn)生加工誤差y y。 機(jī)床制造精度；機(jī)床制造精度； 導(dǎo)軌磨損：使用過(guò)程中的磨損及磨損不均勻?qū)к壞p：使用過(guò)程中的磨損及磨損不均勻 （2班制工作班制工作9個(gè)月個(gè)月0.03mm）；）； 機(jī)床安裝質(zhì)量（機(jī)床安裝質(zhì)量（重型機(jī)床因自重導(dǎo)軌下沉重型機(jī)床因自重導(dǎo)軌下沉23mm） 提高導(dǎo)軌精度的措施提高導(dǎo)軌精度的措施 提高機(jī)床導(dǎo)軌、溜板的制造精度及安裝精度提高機(jī)床導(dǎo)軌

25、、溜板的制造精度及安裝精度 采用耐磨合金鑄鐵導(dǎo)軌、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、滾采用耐磨合金鑄鐵導(dǎo)軌、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、滾 動(dòng)導(dǎo)軌等動(dòng)導(dǎo)軌等 采用靜壓導(dǎo)軌，利用壓力油或壓力空氣的均化作用，采用靜壓導(dǎo)軌，利用壓力油或壓力空氣的均化作用， 可有效提高工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)精度和精度保持性?？捎行岣吖ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)精度和精度保持性。 在車(chē)螺紋、插齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件在車(chē)螺紋、插齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件 之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，機(jī)床機(jī)床 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。 傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)?/p>

26、末兩端傳動(dòng)元件傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件 間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。 傳動(dòng)鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差。傳動(dòng)鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差。 滾、插、磨（展成法磨齒）齒輪等加工滾、插、磨（展成法磨齒）齒輪等加工齒距精度齒距精度 車(chē)、磨、銑螺紋車(chē)、磨、銑螺紋螺距精度螺距精度 舉例：舉例：以滾齒機(jī)為例加以說(shuō)明以滾齒機(jī)為例加以說(shuō)明 1n1 8028282842eac1 i 2028282856fbd72 差 11 K 若滾刀上的齒輪若滾刀上的齒輪Z1有轉(zhuǎn)角誤差有轉(zhuǎn)角誤差 ， 造成工作臺(tái)的轉(zhuǎn)角誤差造成工作臺(tái)的轉(zhuǎn)角誤差 為：為： 1 1n 若傳動(dòng)鏈中第若傳動(dòng)鏈中第i個(gè)元件有轉(zhuǎn)角誤差個(gè)元件有轉(zhuǎn)角

27、誤差 j 該元件造成工作臺(tái)的轉(zhuǎn)角誤差該元件造成工作臺(tái)的轉(zhuǎn)角誤差 為：為： jn jnjj k kj該元件至工作臺(tái)之間的傳動(dòng)比該元件至工作臺(tái)之間的傳動(dòng)比誤差誤差 傳遞系數(shù)傳遞系數(shù) kj1（升速傳動(dòng)），誤差被放大（升速傳動(dòng)），誤差被放大 kj1（降速傳動(dòng)），誤差被縮?。ń邓賯鲃?dòng)），誤差被縮小 12j 1 k n nnnnj j jnjj k 減減少傳動(dòng)環(huán)節(jié)少傳動(dòng)環(huán)節(jié)，縮短傳動(dòng)鏈縮短傳動(dòng)鏈，以減少誤差來(lái)以減少誤差來(lái) 源源。 提高提高傳動(dòng)元件傳動(dòng)元件，特別是提高特別是提高 （如車(chē)床絲杠螺母副、滾齒機(jī)分度蝸如車(chē)床絲杠螺母副、滾齒機(jī)分度蝸輪）輪）的的制制 造精度和裝配精度。造精度和裝配精度。 傳動(dòng)鏈中按降

28、速比遞增的原則分配各傳動(dòng)副傳動(dòng)鏈中按降速比遞增的原則分配各傳動(dòng)副 的傳動(dòng)比的傳動(dòng)比。傳動(dòng)鏈末端傳動(dòng)副的傳動(dòng)鏈末端傳動(dòng)副的降速傳動(dòng)比降速傳動(dòng)比越越 大大，則傳動(dòng)鏈中其余各傳動(dòng)元件誤差對(duì)傳動(dòng)精則傳動(dòng)鏈中其余各傳動(dòng)元件誤差對(duì)傳動(dòng)精 度的影響就越小。度的影響就越小。 使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床 具有正確的位置。具有正確的位置。 l夾具夾具誤差誤差 主要是指夾具的定位元件、主要是指夾具的定位元件、 導(dǎo)向元件及夾具體等導(dǎo)向元件及夾具體等零件零件的的 加工與裝配誤差加工與裝配誤差 l夾具誤差影響工件的尺寸精度與夾具誤差影響工件的尺寸精度與位置精度位置精度 夾具的制造精度夾具的制造精度 夾具

29、的磨損夾具的磨損 精加工時(shí)取工件公差的精加工時(shí)取工件公差的1/21/3; 粗加工時(shí)取工件公差的粗加工時(shí)取工件公差的1/51/10。 （3） 刀具誤差刀具誤差 圖例圖例 車(chē)刀的尺寸磨損車(chē)刀的尺寸磨損 圖例圖例 車(chē)刀磨損過(guò)程車(chē)刀磨損過(guò)程 l提高制造精度，正確刃磨刀具；提高制造精度，正確刃磨刀具； l正確選擇刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切正確選擇刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切 削用量；削用量； l采用冷卻潤(rùn)滑液；采用冷卻潤(rùn)滑液； l采用誤差補(bǔ)償裝置。采用誤差補(bǔ)償裝置。 一批工件采用一批工件采用調(diào)整法調(diào)整法加工時(shí)因加工時(shí)因定位不準(zhǔn)定位不準(zhǔn) 確確而引起的而引起的 尺寸或位置的最大變動(dòng)量尺寸或位置的最大變動(dòng)量。

30、調(diào)整法調(diào)整法 - - 按試切好的工件或標(biāo)準(zhǔn)樣件或?qū)Φ栋丛嚽泻玫墓ぜ驑?biāo)準(zhǔn)樣件或?qū)Φ?裝置等，調(diào)整刀具相對(duì)于工件加工表面的位裝置等，調(diào)整刀具相對(duì)于工件加工表面的位 置，并在加工過(guò)程中保持這一位置，從而獲置，并在加工過(guò)程中保持這一位置，從而獲 得零件所要求的尺寸精度。得零件所要求的尺寸精度。 調(diào)整法多用于成批、大量生產(chǎn)。調(diào)整法多用于成批、大量生產(chǎn)。 基準(zhǔn)不重合誤差、基準(zhǔn)位置誤差基準(zhǔn)不重合誤差、基準(zhǔn)位置誤差 定義：定義： 定位誤差 H O A O2 O1 W 定位基準(zhǔn)面和定位元件本定位基準(zhǔn)面和定位元件本 身制造得不準(zhǔn)確或定位副身制造得不準(zhǔn)確或定位副 間的配合間隙所引起的工間的配合間隙所引起的工 件最

31、大位置變動(dòng)量，稱(chēng)件最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)基基 準(zhǔn)位置誤差（定位副制造準(zhǔn)位置誤差（定位副制造 不準(zhǔn)確誤差不準(zhǔn)確誤差。 H2 H1 6.2.3工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 （1） 工藝系統(tǒng)剛度的概念工藝系統(tǒng)剛度的概念 磨削內(nèi)孔時(shí)砂輪軸的變形磨削內(nèi)孔時(shí)砂輪軸的變形細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)工件受力變形細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)工件受力變形 工藝系統(tǒng)的剛度是以誤差敏感方向上的切削工藝系統(tǒng)的剛度是以誤差敏感方向上的切削 力和在該力方向上所引起的刀具和工件間相對(duì)力和在該力方向上所引起的刀具和工件間相對(duì) 變形位移的比值表示的，即：變形位移的比值表示的，即： y F k gdjxt yyyy j y j k F y

32、d y d k F y g y g k F y gdj xt kkk k 111 1 （2 2） 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 1 1） 機(jī)床剛度對(duì)加工精度的影響機(jī)床剛度對(duì)加工精度的影響 22 )( 1 )( 11 L x kL xL kk Fyyy wzjtdj ydjxxt 22 )( 1 )( 11 1 L x kL xL kk y F k wzjtdj xt y xt 2） 工件剛度對(duì)加工精度的影響工件剛度對(duì)加工精度的影響 EI LF y y 48 3 max EIL xxL L x kL xL kk Fy wzjtdj yxt 3 )( )( 1 )( 1

33、1 22 22 2） 刀具剛度對(duì)加工精度的影響刀具剛度對(duì)加工精度的影響 3 3 L EI ktg （3） 切削力變化引起加工誤差切削力變化引起加工誤差 xt p k Ca y 1 1 xt p k Ca y 2 2 m xt pp xt k C aa k C yyg)( 2121 21ppm aa 1p yFz Fz afC 2p yFz Fz afC m g （4） 其它作用力變化引起加工誤差其它作用力變化引起加工誤差 xtxt y xt y k g W k g W F k g W F yy 222 minmax 2 龍門(mén)機(jī)床橫梁變形造成工件加工誤差龍門(mén)機(jī)床橫梁變形造成工件加工誤差 龍門(mén)機(jī)床

34、橫梁重力轉(zhuǎn)移龍門(mén)機(jī)床橫梁重力轉(zhuǎn)移 （5） 機(jī)床剛度的測(cè)定機(jī)床剛度的測(cè)定 ）靜態(tài)測(cè)定法）靜態(tài)測(cè)定法 ）工作狀態(tài)測(cè)定法（生產(chǎn)法）工作狀態(tài)測(cè)定法（生產(chǎn)法） （6 6）影響機(jī)床部件剛度的因素）影響機(jī)床部件剛度的因素 1 1）連接表面的接觸變形）連接表面的接觸變形 2 2）薄弱零件本身的變形）薄弱零件本身的變形 3 3）摩擦的影響）摩擦的影響 4 4）間隙的影響）間隙的影響 （6）減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑）減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑 1）提高工藝系統(tǒng)剛度）提高工藝系統(tǒng)剛度 2）減少切削力及其變化）減少切削力及其變化 6.2.4 6.2.4 殘余應(yīng)力重新分布引起的誤差殘余應(yīng)力重新分布引起的誤差 （1）

35、毛坯制造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力毛坯制造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 （2） 冷校直產(chǎn)生的殘余應(yīng)力冷校直產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 （3）減少或消除殘余應(yīng)力的措施）減少或消除殘余應(yīng)力的措施 6.2.5 工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差 （1） 工藝系統(tǒng)的熱源工藝系統(tǒng)的熱源 1）內(nèi)部熱源）內(nèi)部熱源 2）外部熱源）外部熱源 （2 2）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響 1 1） 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響 為了減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響，為了減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響， 目前采取的主要措施有：目前采取的主要措施有： 1) 1) 減少機(jī)床的熱源影響減少機(jī)

36、床的熱源影響; ; 2) 2) 采取隔熱措施采取隔熱措施; ; 3) 3) 均勻機(jī)床零部件的溫升均勻機(jī)床零部件的溫升; ; 4) 4) 工藝措施的改進(jìn)；工藝措施的改進(jìn)； 5) 5) 采用恒溫措施采用恒溫措施; ; 6) 6) 使用熱變形自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)。使用熱變形自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)。 2）工件的熱變形對(duì)加工精度的影響）工件的熱變形對(duì)加工精度的影響 3）刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響）刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響 6.2.6 保證和提高加工精度的途徑保證和提高加工精度的途徑 （1）消除與減小原始誤差）消除與減小原始誤差 （2）補(bǔ)償或抵消原始誤差）補(bǔ)償或抵消原始誤差 （3）轉(zhuǎn)移原始誤差）轉(zhuǎn)移原始誤差 （4）

37、誤差均化誤差均化 （5） 加工過(guò)程中的主動(dòng)控制加工過(guò)程中的主動(dòng)控制 掌握加工誤差的性質(zhì)；掌握加工誤差的性質(zhì)； 掌握加工誤差的正態(tài)分布圖分析方法和點(diǎn)圖分掌握加工誤差的正態(tài)分布圖分析方法和點(diǎn)圖分 析方法。析方法。 加工誤差加工誤差 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 常值系統(tǒng)誤差常值系統(tǒng)誤差 變值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差 （1 1） 加工誤差的性質(zhì)加工誤差的性質(zhì) 在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變，或在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變，或 按一定規(guī)律變化的加工誤差。按一定規(guī)律變化的加工誤差。 l誤差大小和方向按一定規(guī)律變化誤差大小和方向按一定規(guī)律變化 l誤差大小和方向均不改變誤差大小和

38、方向均不改變 如：如：機(jī)床、夾具、量具、刀具的制造誤差；工藝系統(tǒng)機(jī)床、夾具、量具、刀具的制造誤差；工藝系統(tǒng) 受力變形受力變形 如：一定時(shí)間內(nèi)，如：一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)床、夾具、量具的磨損；機(jī)床、夾具、量具的磨損； 如：如：機(jī)床、夾具、刀具的受熱變形及刀具的磨損；機(jī)床、夾具、刀具的受熱變形及刀具的磨損； 如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機(jī)變化如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機(jī)變化 而造成的加工誤差；而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；內(nèi)應(yīng)力定位誤差；夾緊誤差；內(nèi)應(yīng)力 引起的變形引起的變形等。等。 在順序加工一批工件中，其大小和方向隨機(jī)變化的在順序加工一批工件中，其大小和方向隨機(jī)變化的 加工誤

39、差。加工誤差。 通過(guò)調(diào)整消除通過(guò)調(diào)整消除 通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)償消除通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)償消除 只能縮小范圍，無(wú)法消除只能縮小范圍，無(wú)法消除 （2） 機(jī)械制造中常見(jiàn)的誤差分布規(guī)律機(jī)械制造中常見(jiàn)的誤差分布規(guī)律 y F（z） 正態(tài)分布曲線 ( z = 0 ) x(z)0z -+ 無(wú)變值系統(tǒng)誤差（或無(wú)變值系統(tǒng)誤差（或 有而不顯著）；有而不顯著）； 1 1）正態(tài)分布正態(tài)分布 必須滿足的條件：必須滿足的條件： 在各隨機(jī)誤差中沒(méi)有一個(gè)是起主導(dǎo)作用的在各隨機(jī)誤差中沒(méi)有一個(gè)是起主導(dǎo)作用的； 各隨機(jī)誤差是相互獨(dú)立的；各隨機(jī)誤差是相互獨(dú)立的； x y 0 a）雙峰分布 3）雙峰分布：雙峰分布：兩次調(diào)整下加兩次調(diào)整下加 工的工件或兩臺(tái)

40、機(jī)床加工的工工的工件或兩臺(tái)機(jī)床加工的工 件混在一起件混在一起. . x y 0 b）平頂分布 x y 0 c）偏向分布 2）平頂分布：平頂分布：工件瞬時(shí)尺寸分工件瞬時(shí)尺寸分 布呈正態(tài)，可看成是隨著時(shí)間布呈正態(tài)，可看成是隨著時(shí)間 而平移而平移的眾多正態(tài)誤差分布曲的眾多正態(tài)誤差分布曲 線組合的結(jié)果線組合的結(jié)果（如刀具和砂輪（如刀具和砂輪 均勻磨損）。均勻磨損）。 4）偏態(tài)分布：偏態(tài)分布：如工藝系統(tǒng)如工藝系統(tǒng) 存在顯著的熱變形，或試切存在顯著的熱變形，或試切 法加工孔時(shí)寧小勿大，加工法加工孔時(shí)寧小勿大，加工 外圓時(shí)寧大勿小外圓時(shí)寧大勿小. . 圖4-46 幾種非正態(tài)分布 （1 1）正態(tài)分布曲線）正態(tài)

41、分布曲線 1) 1) 正態(tài)分布的數(shù)學(xué)模型、正態(tài)分布的數(shù)學(xué)模型、 特征參數(shù)和特殊點(diǎn)特征參數(shù)和特殊點(diǎn) 概率密度方程：概率密度方程： y 分布曲線的縱坐標(biāo)，表示工件的分布密度（頻率密度）；分布曲線的縱坐標(biāo)，表示工件的分布密度（頻率密度）； x 分布曲線的橫坐標(biāo)，表示工件的尺寸或誤差；分布曲線的橫坐標(biāo)，表示工件的尺寸或誤差； 2 2 1() ( )exp 22 xx y x (,0)x n i i x n x 1 ; 1 l 一批零件的均方根差一批零件的均方根差: : ;)( 1 1 2 n i i xx n n一批工件的數(shù)目（樣本數(shù)）。一批工件的數(shù)目（樣本數(shù)）。 正態(tài)分布曲線的特征參數(shù)：正態(tài)分布曲線

42、的特征參數(shù)： l算術(shù)平均值算術(shù)平均值（分散中心）（分散中心） x l算術(shù)平均值算術(shù)平均值是確定曲線位置的參數(shù)是確定曲線位置的參數(shù)。 若若 x 改變時(shí)，整個(gè)曲線沿改變時(shí)，整個(gè)曲線沿軸平移，但曲線形狀不變軸平移，但曲線形狀不變 圖例圖例 使使 產(chǎn)生變化的主要原因是：產(chǎn)生變化的主要原因是：x常值系統(tǒng)誤差常值系統(tǒng)誤差的影響。的影響。 的大小反映機(jī)床調(diào)整位置的不同。的大小反映機(jī)床調(diào)整位置的不同。 x 值越大值越大則曲線形狀越平坦，尺寸分散范圍越大，則曲線形狀越平坦，尺寸分散范圍越大， 加工精度越低加工精度越低。 影響影響的因素的因素： 值越小值越小則曲線形狀越陡，尺寸分散范圍越小，則曲線形狀越陡，尺寸分

43、散范圍越小， 加工精度越高；加工精度越高； l均方根偏差均方根偏差決定了分布曲線的形狀和分散范圍。決定了分布曲線的形狀和分散范圍。 的大小反映了機(jī)床加工精度的高低。的大小反映了機(jī)床加工精度的高低。 圖例圖例 隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差，隨機(jī)性誤差越大則隨機(jī)性誤差越大則越大越大。 概率密度函數(shù)在概率密度函數(shù)在 處有最大值：處有最大值： x 1 0.24y 特殊點(diǎn)特殊點(diǎn) l頂點(diǎn)：頂點(diǎn)： l拐點(diǎn)：拐點(diǎn)： Xx (2)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 =0 =0，=1=1的正態(tài)分布的正態(tài)分布x標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 令： 則利用上式，可將非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布進(jìn)行計(jì) 算。 稱(chēng) z 為標(biāo)準(zhǔn)化變量 xx z

44、 2 1 2 1 ( ),0 2 x y xex 2 1 2 1 ( ),0 2 x x y xex )( 1 2 exp 2 1 2 )( exp 2 1 )( 2 2 2 zy zxx xy y x 0 分布曲線下所包含的全部面積代表一批加工零件，即分布曲線下所包含的全部面積代表一批加工零件，即 100%零件的實(shí)際尺寸都在這一分布范圍內(nèi)。零件的實(shí)際尺寸都在這一分布范圍內(nèi)。 l工件尺寸在某區(qū)間的概率工件尺寸在某區(qū)間的概率 x l工件尺寸在某區(qū)間的概率工件尺寸在某區(qū)間的概率 對(duì)于正態(tài)分布曲線來(lái)說(shuō)，分布曲線下所包含面積由下對(duì)于正態(tài)分布曲線來(lái)說(shuō)，分布曲線下所包含面積由下 式?jīng)Q定：式?jīng)Q定： 表7-2

45、 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率密度函數(shù)積分表 正態(tài)分布曲線的分散范圍為正態(tài)分布曲線的分散范圍為 3 ，工藝上稱(chēng)該原，工藝上稱(chēng)該原 則為則為6準(zhǔn)則。準(zhǔn)則。 在在 3范圍內(nèi)，曲線圍成的面積為范圍內(nèi)，曲線圍成的面積為99.73%。 l工件尺寸在某區(qū)間的概率工件尺寸在某區(qū)間的概率 x x 【例例】 在車(chē)床上車(chē)削一批軸。圖紙要求為在車(chē)床上車(chē)削一批軸。圖紙要求為 。 mm ， mm，已知軸徑尺寸誤差按正態(tài)分布，已知軸徑尺寸誤差按正態(tài)分布， 0.08 0.07 10 9.99x 0.03 問(wèn)這批加工工件的合格品率是多少？不合格品率是多少？廢品問(wèn)這批加工工件的合格品率是多少？不合格品率是多少？廢品 率是多少？率是多少？

46、解：作圖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換解：作圖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換 查表得查表得 ( )(3)0.49865z 0.5(3)0.50.498650.001350.135% 偏大不合格品率為偏大不合格品率為 這些不合格品可修復(fù)。這些不合格品可修復(fù)。 3 03. 0 99. 908.10 1 1 xx z ( )(2)0.4772z 0.5(2)2.28% 查表得查表得 偏小不合格品率為偏小不合格品率為 不合格品率為：不合格品率為：2.28%+0.135%=2.415%； 合格品率為合格品率為 ：1 2.415%=97.585%； 廢品率為廢品率為 ：2.28%。 這些不合格品不可修復(fù)，屬這些不合格品不可修復(fù)，屬 于廢

47、品。于廢品。 2 03. 0 99. 993. 9 2 2 xx z 是指工藝過(guò)程在時(shí)是指工藝過(guò)程在時(shí) 間歷程上保持間歷程上保持特征參特征參 數(shù)均值數(shù)均值 和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差 值穩(wěn)定不變值穩(wěn)定不變的性能。的性能。 （3 3） 分布圖分析分布圖分析 x 工藝過(guò)程的穩(wěn)定性工藝過(guò)程的穩(wěn)定性 工藝過(guò)程不穩(wěn)定，存在變值性系統(tǒng)誤差工藝過(guò)程不穩(wěn)定，存在變值性系統(tǒng)誤差 1 1 66 xx 若若 工藝過(guò)程穩(wěn)定工藝過(guò)程穩(wěn)定 1 1 66 xx 若若 1 1） 判別加工誤差的性質(zhì)：判別加工誤差的性質(zhì)： 分布曲線的應(yīng)用分布曲線的應(yīng)用 2 2） 確定工藝系統(tǒng)能力及其等級(jí)確定工藝系統(tǒng)能力及其等級(jí) 3 3） 估算合格率或不合

48、格率估算合格率或不合格率 0.5( )Qz y x0 33 公差帶 T xmax xmin x 樣本容量取為：樣本容量取為：n(50200)。 ?。喝。簄100 按加工順序逐個(gè)測(cè)量，按加工順序逐個(gè)測(cè)量，表表7-3 3 3異常數(shù)據(jù)的剔除異常數(shù)據(jù)的剔除： k x3x 1樣本容量的確定樣本容量的確定： 2.2. 樣本數(shù)據(jù)的測(cè)量樣本數(shù)據(jù)的測(cè)量： 則則xk為異常數(shù)據(jù)。為異常數(shù)據(jù)。 4 4實(shí)際分布圖的繪制：實(shí)際分布圖的繪制： 本例中樣本本例中樣本100剔除剔除3個(gè)異常數(shù)據(jù)個(gè)異常數(shù)據(jù) 直方圖直方圖 直方圖直方圖以工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐以工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐 標(biāo)，作出該批工件加工

49、尺寸的實(shí)驗(yàn)分布圖標(biāo)，作出該批工件加工尺寸的實(shí)驗(yàn)分布圖. . 頻數(shù)頻數(shù)同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)量同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)量. 例：例：磨削一批銷(xiāo)軸外徑為：磨削一批銷(xiāo)軸外徑為： 0 0.04 9.65mm （4）實(shí)際分布圖的繪制：實(shí)際分布圖的繪制： （1 1）確定尺寸間隔數(shù)）確定尺寸間隔數(shù) j j： 參考參考P320P320表表7474選取選取 n=100n=100，所以應(yīng)初選，所以應(yīng)初選 j =10j =10 x(xmaxxmin) / j （2 2）確定尺寸間隔大?。海┐_定尺寸間隔大小： x(xmaxxmin) / j =(9.647-9.616)/10 =0.0031mm 圓整為：圓整為： x0

50、.003mm 表7-4 （3 3）畫(huà)實(shí)際分布圖）畫(huà)實(shí)際分布圖 4實(shí)際分布圖的繪制：實(shí)際分布圖的繪制： 確定：確定：各組組界、組中值各組組界、組中值 統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)：各組頻數(shù)各組頻數(shù) 確定：確定：分組數(shù)分組數(shù) k = j+1 （5）理論分布圖的繪制）理論分布圖的繪制 xn f n f xxx )( 1 工件總數(shù) 理論頻數(shù)頻率 尺寸間隔大小 概率 頻率密度頻率密度 y 最大概率密度最大概率密度 max max f y nx 拐點(diǎn)處概率密度值拐點(diǎn)處概率密度值 f y nx 最大值處的理論最大值處的理論頻數(shù)：頻數(shù)： maxmax fyxn 兩拐點(diǎn)處的理論兩拐點(diǎn)處的理論頻數(shù)：頻數(shù)： fyxn 1 0.24y

51、 計(jì)算三個(gè)特殊點(diǎn)處的頻數(shù)計(jì)算三個(gè)特殊點(diǎn)處的頻數(shù) m axm ax 11 0.40.40.0039717 0.007 fyxnxn 11 0.240.240.0039710 0.007 fxnxn y 實(shí)際分布曲線與正態(tài)分布曲線基本相符，說(shuō)明加工實(shí)際分布曲線與正態(tài)分布曲線基本相符，說(shuō)明加工 過(guò)程中沒(méi)有過(guò)程中沒(méi)有變 變； ； 平均值平均值 與公差帶中心重合，說(shuō)明不存在與公差帶中心重合，說(shuō)明不存在常 常； ； 根據(jù)平均值根據(jù)平均值 是否與公差帶中心重合，來(lái)判斷是否是否與公差帶中心重合，來(lái)判斷是否 存在常：存在常： （6 6）工藝過(guò)程的分布圖分析工藝過(guò)程的分布圖分析： x x 1 1） 判別加工誤差的

52、性質(zhì)：判別加工誤差的性質(zhì)： 平均值平均值 與公差帶中心不重合，說(shuō)明存在與公差帶中心不重合，說(shuō)明存在常 常。 。 實(shí)際分布曲線不符合正態(tài)分布時(shí)，如出現(xiàn)的分布實(shí)際分布曲線不符合正態(tài)分布時(shí)，如出現(xiàn)的分布 曲線呈平頂分布、雙峰分布或偏態(tài)分布時(shí)，說(shuō)明加工曲線呈平頂分布、雙峰分布或偏態(tài)分布時(shí)，說(shuō)明加工 過(guò)程中有突出的過(guò)程中有突出的變 變存在。 存在。 x （2 2） 確定工序能力及其等級(jí)確定工序能力及其等級(jí) q工序能力工序能力是指某工序能否穩(wěn)定地加工出合格產(chǎn)品是指某工序能否穩(wěn)定地加工出合格產(chǎn)品 的能力。的能力。 q 把工件尺寸公差把工件尺寸公差T與分散范圍與分散范圍6的比值稱(chēng)為該工的比值稱(chēng)為該工 序的序的

53、工序能力系數(shù)工序能力系數(shù)CP，用以判斷生產(chǎn)能力。用以判斷生產(chǎn)能力。 CP按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： CP =T/6 根據(jù)工藝能力系數(shù)的大小，將工藝能力分成根據(jù)工藝能力系數(shù)的大小，將工藝能力分成5 5級(jí)：級(jí)： Cp1.67為為特級(jí)特級(jí)，說(shuō)明工藝能力過(guò)高，不一定經(jīng)濟(jì)；，說(shuō)明工藝能力過(guò)高，不一定經(jīng)濟(jì)； 1.67Cp1.33為為一級(jí)一級(jí)，說(shuō)明工藝能力足夠，可以允許，說(shuō)明工藝能力足夠，可以允許 一定的波動(dòng)；一定的波動(dòng)； 1.33CP1.00為為二級(jí)二級(jí)，說(shuō)明工藝能力勉強(qiáng)，必須密切說(shuō)明工藝能力勉強(qiáng)，必須密切 注意；注意； 1.00Cp0.67為為三級(jí)三級(jí)，說(shuō)明工藝能力不足，可能出少量，說(shuō)明工藝能力不足，可能

54、出少量 不合格品；不合格品； Cp0.67為為四級(jí)四級(jí)，說(shuō)明工藝能力不行，必須加以改進(jìn)，說(shuō)明工藝能力不行，必須加以改進(jìn) 本例：本例： （3）確定不合格品率）確定不合格品率 dmin=9.65-0.04=9.61mm dmax=9.65+0=9.65mm X 3=9.632-0.021 =9.611mm X 3 dmin X 3=9.632+0.021 =9.653mm X + 3 dmax （3）確定不合格品率）確定不合格品率 不合格品都是尺寸過(guò)大不合格產(chǎn)品不合格品都是尺寸過(guò)大不合格產(chǎn)品可修復(fù)可修復(fù) 1） 采用的大樣本，能比較實(shí)際的反映總體采用的大樣本，能比較實(shí)際的反映總體； 2） 能區(qū)分常值

55、誤差，但不能區(qū)分變值系統(tǒng)誤差能區(qū)分常值誤差，但不能區(qū)分變值系統(tǒng)誤差； 3） 具有事后性，不能及時(shí)提供過(guò)程信息具有事后性，不能及時(shí)提供過(guò)程信息； 4） 計(jì)算較復(fù)雜計(jì)算較復(fù)雜； 5) 只適用于工藝過(guò)程穩(wěn)定的場(chǎng)合。只適用于工藝過(guò)程穩(wěn)定的場(chǎng)合。 工藝過(guò)程的分布圖分析法特點(diǎn)：工藝過(guò)程的分布圖分析法特點(diǎn)： 根據(jù)加工表面輪廓的特征（波距根據(jù)加工表面輪廓的特征（波距L與波高與波高H的比值），的比值）， 可將可將幾何形狀誤差分為以下三種幾何形狀誤差分為以下三種： LH1000：稱(chēng)為：稱(chēng)為宏觀幾何形狀誤差宏觀幾何形狀誤差，例如圓度誤差、圓柱，例如圓度誤差、圓柱 度誤差等，它們度誤差等，它們屬于加工精度屬于加工精度范疇；范疇； LH501000，稱(chēng)為，稱(chēng)為波紋度波紋度，它是由，它是由機(jī)械加工振動(dòng)引起機(jī)械加工振動(dòng)引起的；的； LH50，稱(chēng)為微觀幾，稱(chēng)為微觀幾 何形狀誤差，亦稱(chēng)何形狀誤差，亦稱(chēng)表面表面 粗糙度。粗糙度。 根據(jù)加工表面輪廓的特征（波距根據(jù)加工表面輪廓的特征（波距L與波高與波高H的比值），的比值）， 可將可將幾何形狀誤差分為以下三種幾何形狀誤差分為以下三種： LH1000：稱(chēng)為：