機械加工質(zhì)量分析與控制ppt課件

1、 機械加工精度機械加工精度機械加工質(zhì)量分析與控制機械加工質(zhì)量分析與控制 產(chǎn)質(zhì)量量是企業(yè)的生命線產(chǎn)質(zhì)量量是企業(yè)的生命線 按現(xiàn)代質(zhì)量觀它包括設(shè)計質(zhì)量、制造質(zhì)量和效力質(zhì)量按現(xiàn)代質(zhì)量觀它包括設(shè)計質(zhì)量、制造質(zhì)量和效力質(zhì)量 零件制造質(zhì)量是保證產(chǎn)質(zhì)量量的根底零件制造質(zhì)量是保證產(chǎn)質(zhì)量量的根底一、加工精度的根本概念一、加工精度的根本概念 加工質(zhì)量目的分加工精度和加工外表質(zhì)量加工質(zhì)量目的分加工精度和加工外表質(zhì)量 加工精度指零件加工后實踐幾何參數(shù)加工精度指零件加工后實踐幾何參數(shù)(尺寸、外形尺寸、外形和位和位置置)與理想幾何參數(shù)相符的程度。符合程度愈高，與理想幾何參數(shù)相符的程度。符合程度愈高，加工精加工精度愈高。實踐

2、值與理想值之差稱為加工誤差。度愈高。實踐值與理想值之差稱為加工誤差。 零件的加工精度包括零件的加工精度包括 尺寸精度、外形精度、位置精度尺寸精度、外形精度、位置精度 通常尺寸精度要求高通常尺寸精度要求高, ,形位精度要求也越高形位精度要求也越高常用加工誤差的大小來評價加工精度的高低常用加工誤差的大小來評價加工精度的高低加工誤差越小，加工精度越高加工誤差越小，加工精度越高 獲得加工精度的方法獲得加工精度的方法 1 1獲得尺寸精度的方法獲得尺寸精度的方法 1 1試切法試切法 用于單件小批消費用于單件小批消費 2 2調(diào)整法調(diào)整法 用于成批大量消費用于成批大量消費 3 3定尺寸刀具法定尺寸刀具法 消費

3、率高，刀具制消費率高，刀具制造復雜造復雜 4 4自動控制法自動控制法 切削丈量補償調(diào)整切削丈量補償調(diào)整2 2獲得外形精度的方法獲得外形精度的方法 1 1軌跡法軌跡法 利用刀尖運動軌跡構(gòu)成工件外利用刀尖運動軌跡構(gòu)成工件外表外形表外形 2 2成形刀具法成形刀具法 由刀刃的外形構(gòu)成工件外表外由刀刃的外形構(gòu)成工件外表外形形 3 3展成法展成法 由切削刃包絡(luò)面構(gòu)成工件外表由切削刃包絡(luò)面構(gòu)成工件外表外形外形3 3獲得相互位置精度的方法獲得相互位置精度的方法 主要由機床精度、夾具精度和工件的裝夾精度主要由機床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證來保證二、影響加工精度的要素二、影響加工精度的要素1. 1. 原

4、始誤差原始誤差 零件加工的誤差是由于工件與刀具在切削過程零件加工的誤差是由于工件與刀具在切削過程中相互位置發(fā)生變動而呵斥。工件和刀具安裝在中相互位置發(fā)生變動而呵斥。工件和刀具安裝在夾具和機床上，工件、刀具、夾具、機床構(gòu)成了夾具和機床上，工件、刀具、夾具、機床構(gòu)成了一個完好的工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)的種種誤差，是一個完好的工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)的種種誤差，是呵斥零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。呵斥零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。 原始原始誤差誤差 加工前誤差加工前誤差加工中誤差加工中誤差加工后誤差加工后誤差調(diào)整誤差調(diào)整誤差機床誤差機床誤差刀具制造誤差刀具制造誤差夾具誤差夾具誤差加工原理誤差加工

5、原理誤差工件裝夾誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損刀具磨損剩余應(yīng)力引起變形剩余應(yīng)力引起變形丈量誤差丈量誤差工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)熱變形. .工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差 1 1加工原理誤差加工原理誤差 近似的成形運動或刃形所產(chǎn)生的誤差，多為外近似的成形運動或刃形所產(chǎn)生的誤差，多為外形誤差形誤差2 2機床的誤差機床的誤差 1 1主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差 主軸回轉(zhuǎn)誤差概念主軸回轉(zhuǎn)誤差概念 主軸回轉(zhuǎn)時實踐回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的主軸回轉(zhuǎn)時實踐回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的偏移量偏移量 三種根本方式：三種根本方式： a. a. 純徑向跳動純徑向跳動 b. b.軸向竄動軸向竄動

6、c. c.純角度擺動純角度擺動 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要要素影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要要素 軸承本身誤差、軸承間隙、軸承間同軸度誤差軸承本身誤差、軸承間隙、軸承間同軸度誤差，各段軸，各段軸 頸、軸孔的同軸度誤差主軸系統(tǒng)的剛度和熱變頸、軸孔的同軸度誤差主軸系統(tǒng)的剛度和熱變形等。形等。 但它們對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式但它們對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式而不同而不同主軸采用滑動軸承的車床類，主軸受力方向一定，主軸頸主軸采用滑動軸承的車床類，主軸受力方向一定，主軸頸圓度誤差影響較大，軸承內(nèi)徑圓度誤差沒影響圓度誤差影響較大，軸承內(nèi)徑圓度誤差沒影響鏜床主軸受力隨鏜刀旋轉(zhuǎn)方向不斷變化軸承孔誤差影響大

7、鏜床主軸受力隨鏜刀旋轉(zhuǎn)方向不斷變化軸承孔誤差影響大滾動軸承構(gòu)造復雜，影響主軸精度要素也較復雜滾動軸承構(gòu)造復雜，影響主軸精度要素也較復雜除軸承本身精度外，與配合件精度有很大關(guān)系如主軸軸除軸承本身精度外，與配合件精度有很大關(guān)系如主軸軸頸、支承座孔等精度頸、支承座孔等精度產(chǎn)生軸向竄動主要緣由是主軸軸肩端面和軸承承載端面產(chǎn)生軸向竄動主要緣由是主軸軸肩端面和軸承承載端面對主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。對主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。主軸不同方式的回轉(zhuǎn)誤差引起的加工誤差不同主軸不同方式的回轉(zhuǎn)誤差引起的加工誤差不同 車床上加工外圓內(nèi)孔時，主軸徑向跳動引起工車床上加工外圓內(nèi)孔時，主軸徑向跳動引起工件圓度和件圓度和圓柱

8、度誤差，對工件端面無影響；圓柱度誤差，對工件端面無影響； 軸向竄動對圓柱外表影響不大，對端面垂直度軸向竄動對圓柱外表影響不大，對端面垂直度平面度影平面度影響大，車削螺紋時會呵斥導程的周期性誤差；響大，車削螺紋時會呵斥導程的周期性誤差； 純角度擺動會呵斥車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差純角度擺動會呵斥車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差； 在鏜孔在鏜孔時，會鏜出的孔為橢圓形。時，會鏜出的孔為橢圓形。純角度擺動會呵斥車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔純角度擺動會呵斥車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔時，假設(shè)工件進給會使鏜出的孔為橢圓形。時，假設(shè)工件進給會使鏜出的孔為橢圓形。提高主軸及支承座孔的加工精度，選用高精度軸承，提

9、高提高主軸及支承座孔的加工精度，選用高精度軸承，提高主軸部件裝配精度、預緊和平衡等，提高主軸回轉(zhuǎn)精度。主軸部件裝配精度、預緊和平衡等，提高主軸回轉(zhuǎn)精度。2 2機床導軌誤差機床導軌誤差 導軌精度要求主要有以下三方面：導軌精度要求主要有以下三方面： 在程度面內(nèi)的直線度以臥式車床為例在程度面內(nèi)的直線度以臥式車床為例1將直接反映在工件加工外表法線方向誤差敏感將直接反映在工件加工外表法線方向誤差敏感方向方向上，誤差上，誤差R =1 ，對加工精度影響最大。，對加工精度影響最大。刀尖在程度面內(nèi)的運動軌跡呵斥工件軸向外形誤差刀尖在程度面內(nèi)的運動軌跡呵斥工件軸向外形誤差。 在垂直面內(nèi)的直線度在垂直面內(nèi)的直線度

10、對工件的尺寸和外形誤差影響比對工件的尺寸和外形誤差影響比1小得多小得多對臥式車床對臥式車床R 22/D 假設(shè)設(shè)假設(shè)設(shè)2= 0.1mm,D=40mm，那么，那么R =0.00025mm，影響可忽略不計。，影響可忽略不計。 而對平面磨床、龍而對平面磨床、龍門刨床誤差將直接反映在工件上。門刨床誤差將直接反映在工件上。導軌在垂直面內(nèi)的直線度的特殊情況為斜坡狀，導軌在垂直面內(nèi)的直線度的特殊情況為斜坡狀，加工的工件軸向外形為鞍形。加工的工件軸向外形為鞍形。 前后導軌的平行度扭曲前后導軌的平行度扭曲 臥式車床或外圓磨床假設(shè)前后導軌存在平行度誤差時，臥式車床或外圓磨床假設(shè)前后導軌存在平行度誤差時，刀具和工件之

11、間相對位置發(fā)生變化，刀尖運動軌跡是一刀具和工件之間相對位置發(fā)生變化，刀尖運動軌跡是一條空間曲線，使工件產(chǎn)生外形誤差。條空間曲線，使工件產(chǎn)生外形誤差。 假設(shè)扭曲誤差為假設(shè)扭曲誤差為3,工件誤差工件誤差R(H/B)3 ，普通車床，普通車床H/B2/3，外圓磨床，外圓磨床H/B1，誤差對加工精度影響很大，誤差對加工精度影響很大除導軌制造誤差外，導軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量，也除導軌制造誤差外，導軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量，也是呵斥導軌誤差的重要要素。導軌磨損是機床精度下降是呵斥導軌誤差的重要要素。導軌磨損是機床精度下降的主要緣由之一?？刹捎媚湍ズ辖痂T鐵、鑲鋼導軌、貼的主要緣由之一。可采用耐磨合金鑄鐵、鑲

12、鋼導軌、貼塑導軌、滾動導軌導軌外表淬火等措施。塑導軌、滾動導軌導軌外表淬火等措施。機床傳動鏈誤差機床傳動鏈誤差 指機床內(nèi)傳動鏈始末兩端的傳動元件間相對運指機床內(nèi)傳動鏈始末兩端的傳動元件間相對運動的誤差，動的誤差， 普通用傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。產(chǎn)普通用傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。產(chǎn)生的緣由生的緣由 是傳動鏈中各傳動元件的制造誤差、裝配誤差是傳動鏈中各傳動元件的制造誤差、裝配誤差及磨損等。及磨損等。假設(shè)傳動齒輪假設(shè)傳動齒輪 i 在某一時辰產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為在某一時辰產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為i，那么它所，那么它所呵斥傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差：呵斥傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差：wi =Ki i Ki 為該

13、軸到末端元件的總傳動比，稱為誤差傳送系數(shù)，為該軸到末端元件的總傳動比，稱為誤差傳送系數(shù)，假設(shè)假設(shè)Ki大于大于1那么誤差被擴展；反之，假設(shè)那么誤差被擴展；反之，假設(shè)Ki小于小于1誤差被誤差被減少。減少。各傳動件對工件精度影響的總和為：各傳動件對工件精度影響的總和為： = wi= Ki i 減少傳動鏈誤差的措施：減少傳動鏈誤差的措施： 盡能夠縮短傳動鏈，減少傳動元件數(shù)目；盡能夠縮短傳動鏈，減少傳動元件數(shù)目； 盡量采用降速傳動，誤差被減少；盡量采用降速傳動，誤差被減少； 提高傳動元件、特別是末端元件的制造和提高傳動元件、特別是末端元件的制造和 裝配精度；裝配精度； 消除傳動間隙；消除傳動間隙；采用誤

14、差補償機構(gòu)或自動補償安裝。采用誤差補償機構(gòu)或自動補償安裝。3 3刀具的幾何誤差刀具的幾何誤差 包括刀具切削部、裝夾部的制造誤差及包括刀具切削部、裝夾部的制造誤差及刀具安裝誤差刀具安裝誤差 定尺寸刀具定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影響工件尺寸刀具尺寸精度直接影響工件尺寸精度精度 成形刀具成形刀具 刀具外形精度直接影響工件外形刀具外形精度直接影響工件外形精度精度 展成刀具展成刀具 刀刃外形精度會影響工件加工精刀刃外形精度會影響工件加工精度度 普通刀具普通刀具 制造精度對工件加工精度無直接制造精度對工件加工精度無直接影響影響4 4夾具的幾何誤差夾具的幾何誤差 包括夾具制造誤差、安裝誤差及磨損包括夾具制

15、造誤差、安裝誤差及磨損 對工件尺寸精度和位置精度影響很大對工件尺寸精度和位置精度影響很大5 5定位誤差定位誤差 包括基準不重合誤差、定位副制造不準包括基準不重合誤差、定位副制造不準確誤差確誤差 直接影響工件的尺寸精度和位置精度直接影響工件的尺寸精度和位置精度6 6調(diào)整誤差調(diào)整誤差 在工序的調(diào)整任務(wù)中所存在的誤差即調(diào)整在工序的調(diào)整任務(wù)中所存在的誤差即調(diào)整誤差誤差 一次調(diào)整后存在的誤差對這一批零件的影一次調(diào)整后存在的誤差對這一批零件的影響是不變的。響是不變的。 但大批量加工中存在多次調(diào)但大批量加工中存在多次調(diào) 整，不能夠每次完全一樣。整，不能夠每次完全一樣。 對全部零件來說，每次調(diào)整對全部零件來說

16、，每次調(diào)整 誤差為偶爾性誤差。機床調(diào)誤差為偶爾性誤差。機床調(diào) 整誤差可了解為零件尺寸分整誤差可了解為零件尺寸分 布曲線中心的最大偏移量。布曲線中心的最大偏移量。加工中不產(chǎn)生廢品的加工中不產(chǎn)生廢品的條件：條件：fb+tTfb+tT3.3.工藝系統(tǒng)的受力變形工藝系統(tǒng)的受力變形1 1根本概念根本概念2零件剛度零件剛度 假設(shè)零件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低假設(shè)零件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低，其變形，其變形 對加工精度影響比較大，最大變形量按資料力學公對加工精度影響比較大，最大變形量按資料力學公式估算。式估算。長軸兩頂尖裝夾按簡支梁計算，三爪卡盤裝夾按懸長軸兩頂尖裝夾按簡支梁計算，三爪

17、卡盤裝夾按懸臂梁計算臂梁計算1工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)抵抗變形的才干可用工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)抵抗變形的才干可用工藝系統(tǒng)剛度 k系系來描畫。來描畫。垂直作用于工件加工外表的徑向切削分力垂直作用于工件加工外表的徑向切削分力Fy與工與工藝系統(tǒng)在藝系統(tǒng)在該方向上的變形該方向上的變形y之間的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度之間的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度 k系系 k系系= Fy / y 柔度柔度 w= 1/ k3刀具剛度刀具剛度 外圓刀具在加工外表法線方向上的剛度很大變形外圓刀具在加工外表法線方向上的剛度很大變形可忽略；可忽略； 鏜小孔刀桿剛度很差，變形對加工精度影響很大鏜小孔刀桿剛度很差，變形對加工精度影響

18、很大，刀桿變，刀桿變 形按資料力學公式估算。形按資料力學公式估算。4機床部件剛度機床部件剛度機床部件剛度機床部件剛度 機床構(gòu)造外形復雜，剛度計算主要經(jīng)過實驗方法機床構(gòu)造外形復雜，剛度計算主要經(jīng)過實驗方法來測定。來測定。 變形與載荷不成線性關(guān)系；變形與載荷不成線性關(guān)系； 加載與卸載曲線不加載與卸載曲線不重合；重合； 有剩余變形存在；實踐剛度比估算的小有剩余變形存在；實踐剛度比估算的小5工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響 1工藝系統(tǒng)的變形工藝系統(tǒng)的變形 總變形總變形 y系系 = y機機+ y夾夾+ y刀刀+ y工工 k系系= Fy / y系，系，k機機= Fy

19、 / y機機 ， k夾夾= Fy / y夾夾 ， k刀刀= Fy / y刀刀 ， k工工= Fy / y工工 所以，所以， k系系= 1/(1/ k機機+ 1/ k夾夾+ 1/ k刀刀+ 1/ k工工) 工藝系統(tǒng)剛度比剛度最小環(huán)節(jié)的剛度還要差工藝系統(tǒng)剛度比剛度最小環(huán)節(jié)的剛度還要差 2工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響 切削力位置的變化對加工精度的影響切削力位置的變化對加工精度的影響 設(shè)刀具工件剛度很大設(shè)刀具工件剛度很大 總變形總變形 y系系= y刀架刀架+ yx設(shè)刀具工件剛度很大設(shè)刀具工件剛度很大 總變形總變形 y系系= y刀架刀架+ yx y主主=FA/k主主=

20、Fy(l-x) /(l k主主)，y尾尾=FB /k尾尾=Fyx /(l k尾尾) y系系= y刀架刀架+ yx=Fy 當當x = 0時，時， y系系= ？;當當 x = l 時，時， y系系= ？ 當當 x = k尾尾l /(k主主+ k尾尾)時，時，y系系min= Fy ly尾尾- y主主xyx- y主主=yx =y尾尾x ll-x l+y主主1 k刀刀架架+1 k主主1 k尾尾x l2l-x l2+假設(shè)工件剛性較差應(yīng)思索其變形，按簡支梁計算假設(shè)工件剛性較差應(yīng)思索其變形，按簡支梁計算 y工工= y系系= y刀架刀架+yx+y工工Fy 3EI(l-x)2x2l1 k刀刀架架+1 k主主+ k

21、尾尾討論：討論：1. 在在 x 處工件半徑處工件半徑 Rx=R+ y刀架刀架+yx+y工工 半徑誤差半徑誤差R= Rx-R= y刀架刀架+yx+y工工= y系系2. 一次走刀中假設(shè)一次走刀中假設(shè) y系為常量，不會呵斥工件外系為常量，不會呵斥工件外形形 誤差和尺寸不一誤差和尺寸不一3.假設(shè)工件剛性大假設(shè)工件剛性大l/D5，可不思索，可不思索 y工，工， y系是系是 x 的二次函數(shù)的二次函數(shù) 圓柱度誤差圓柱度誤差 = ymax- ymin4. 假設(shè)工件為細長軸剛性很差，系統(tǒng)變形主要是假設(shè)工件為細長軸剛性很差，系統(tǒng)變形主要是工工 件變形，當件變形，當 x=l/2時，時， y工工max=Fyl3/(4

22、8EI) 切削力大小變化對加工精度的影響切削力大小變化對加工精度的影響毛毛 = ap1 ap2工工 = y1 y2誤差復映系數(shù)誤差復映系數(shù)=工工 /毛毛 Fy=Cy f yapxHBSn =C apx C ap Fy1= C (ap1 y1 ) C ap1 Fy2= C (ap2 y2 ) C ap2 工 = y1 y2=(Fy1- Fy2)/k系 = (C ap1 C ap2) /k系=工 /毛= C(ap1 ap2) /(k系(ap1 ap2)= C /k系=工工 /毛毛= C /k系系 總是小于總是小于1，有修正誤差的才干，有修正誤差的才干 多次進給多次進給=1232. k系越大，系越大

23、，就越小，復映到工件上的誤差越就越小，復映到工件上的誤差越小小3. C減小，減小， 就越小，應(yīng)采取減小就越小，應(yīng)采取減小Fy的措施的措施討論：討論： 夾緊變形對加工精度的影響夾緊變形對加工精度的影響工件剛性差薄件、圓環(huán)裝夾不當會產(chǎn)生受力變形工件剛性差薄件、圓環(huán)裝夾不當會產(chǎn)生受力變形機床部件、工件分量對加工精度的影響機床部件、工件分量對加工精度的影響其它作用力對加工精度的影響其它作用力對加工精度的影響 傳動力撥桿、離心力改動方向會使工藝傳動力撥桿、離心力改動方向會使工藝系系 統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)變形統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)變形3 3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 減小切削力及其變化；減小切削力及其

24、變化； 提高系統(tǒng)中零件的配合質(zhì)量；提高系統(tǒng)中零件的配合質(zhì)量；縮短切削力作用點和支撐點的間隔，設(shè)置輔縮短切削力作用點和支撐點的間隔，設(shè)置輔 助支承提高部件剛度助支承提高部件剛度4.4.工藝系統(tǒng)的熱變形工藝系統(tǒng)的熱變形工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下會產(chǎn)生很復雜的變形，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下會產(chǎn)生很復雜的變形，導致工件產(chǎn)生加工誤差導致工件產(chǎn)生加工誤差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 包括切削熱、摩擦熱和派生熱源包括切削熱、摩擦熱和派生熱源2外部熱源外部熱源 包括環(huán)境溫度、輻射熱包括環(huán)境溫度、輻射熱2工件熱變形對加工精度的影響工件熱變形對加工精度的影響 1工件均勻受熱工件均勻受熱 車

25、鏜軸套類零件圓柱面，長度及徑向受熱變車鏜軸套類零件圓柱面，長度及徑向受熱變形。形。 假設(shè)在受熱時丈量到達規(guī)定尺寸，冷卻后尺假設(shè)在受熱時丈量到達規(guī)定尺寸，冷卻后尺寸變小，寸變小， 能夠出現(xiàn)尺寸超差。能夠出現(xiàn)尺寸超差。 2工件不均勻受熱工件不均勻受熱 銑、刨、磨平面等，工件單面受熱產(chǎn)生彎曲銑、刨、磨平面等，工件單面受熱產(chǎn)生彎曲變形變形 磨削細長軸時工件溫生逐漸添加磨削細長軸時工件溫生逐漸添加3刀具熱變形對加工精度的影響刀具熱變形對加工精度的影響主要是主軸部件、床身導軌及兩者相對位置的熱變形主要是主軸部件、床身導軌及兩者相對位置的熱變形4機床熱變形對加工精度的影響機床熱變形對加工精度的影響5 5熱變

26、形的控制熱變形的控制1 1減少發(fā)熱和采取隔熱；減少發(fā)熱和采取隔熱； 2 2強迫冷卻，平衡溫度場；強迫冷卻，平衡溫度場； 3 3從構(gòu)造上采取措施減少熱變形；從構(gòu)造上采取措施減少熱變形； 4 4控制環(huán)境溫度?？刂骗h(huán)境溫度。5.5.工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的緣由及消除措施內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的緣由及消除措施1、鑄鍛焊、熱處置等因工件壁厚不均熱脹冷縮不、鑄鍛焊、熱處置等因工件壁厚不均熱脹冷縮不均及均及 金相組織變化等導致體積變化，毛坯產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)金相組織變化等導致體積變化，毛坯產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，力， 處于暫時平衡形狀，切削時平衡形狀被突破。處于暫時平衡形狀，切削時平衡形狀被突破。2、冷校直產(chǎn)生的

27、內(nèi)應(yīng)力、冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 可在熱處置后進展時效可在熱處置后進展時效 處置來消除剩余應(yīng)力。處置來消除剩余應(yīng)力。 常用人工時效、振動時常用人工時效、振動時 效和天然時效等方法。效和天然時效等方法。 工件假設(shè)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力處于不穩(wěn)定形狀會逐漸變形工件假設(shè)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力處于不穩(wěn)定形狀會逐漸變形三、加工誤差的統(tǒng)計分析三、加工誤差的統(tǒng)計分析1.1加工誤差的分類加工誤差的分類1系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 常值系統(tǒng)誤差：原理機床刀夾量具制造調(diào)整常值系統(tǒng)誤差：原理機床刀夾量具制造調(diào)整誤差誤差 變值系統(tǒng)誤差：機床刀具熱變形、刀具磨損變值系統(tǒng)誤差：機床刀具熱變形、刀具磨損2隨機誤差隨機誤差: 誤差復映定位夾緊操作誤差內(nèi)應(yīng)誤差復映定

28、位夾緊操作誤差內(nèi)應(yīng)力變形力變形對系統(tǒng)誤差可循其規(guī)律加以調(diào)整或補償來消除對系統(tǒng)誤差可循其規(guī)律加以調(diào)整或補償來消除對隨機誤差只能減少其變動范圍無法完全消除對隨機誤差只能減少其變動范圍無法完全消除2正態(tài)分布正態(tài)分布 1正態(tài)分布的數(shù)學模型、特征參數(shù)和特殊點正態(tài)分布的數(shù)學模型、特征參數(shù)和特殊點 正態(tài)分布曲線方程正態(tài)分布曲線方程 兩個特征參數(shù)：兩個特征參數(shù)： 算術(shù)平均值算術(shù)平均值 x 和規(guī)范偏和規(guī)范偏向向正態(tài)分布的特殊點正態(tài)分布的特殊點 處概率密度處概率密度 函數(shù)有最大值函數(shù)有最大值 x= x處處 為拐點為拐點2 規(guī)范正態(tài)分布規(guī)范正態(tài)分布 = 0，= 1 實踐消費中為非規(guī)實踐消費中為非規(guī)范范 正態(tài)分布需轉(zhuǎn)

29、換正態(tài)分布需轉(zhuǎn)換 令令 z =(x- )/xxx即圖中陰影面積即圖中陰影面積可利用概率密度可利用概率密度積分表計算積分表計算3 工件尺寸在某區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸在某區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸落在工件尺寸落在 3范圍內(nèi)的概范圍內(nèi)的概率為率為 99.73%假設(shè)尺寸分布中心與假設(shè)尺寸分布中心與公差中心重合，不公差中心重合，不產(chǎn)生廢品的條件是：產(chǎn)生廢品的條件是：T 6 Q廢廢= 0.5 (x)假設(shè)中心不重合存在常值系統(tǒng)誤差假設(shè)中心不重合存在常值系統(tǒng)誤差系，系，T 6系系x例：軸例：軸20-0.1，= 0.025，xT = -(0.03) 求常值系統(tǒng)誤差、隨機誤差，合格率、不求常值系統(tǒng)誤差、隨機誤差，合格率、

30、不合格率合格率x0解：解： 公差帶中心公差帶中心 xT = 19.95 尺寸分布中心尺寸分布中心 = xT += 19.95 +0.03 = 19.98 常值系統(tǒng)誤差常值系統(tǒng)誤差系系 = - xT = 0.03 隨機誤差隨機誤差 6= 6 0.025 = 0. 15 或或3=0.075xx 計算合格率、不合格率計算合格率、不合格率 6= 0. 15 T = 0.1， Cp=T /6= 0.1/0. 15 =0.67工件極限尺寸工件極限尺寸 xmin= xA= 19.9 ， xmax= xB= 20 zA =( - xA)/= (19.98 -19.9)/0.025=3.2 (zA)= 0.49

31、931 zB =( xB - )/= (20 -19.98)/0.025 =0.8 (zB)= 0.2881合格率合格率=(zA)+(zB)= 0.49931+0.2881=0.78741=78.741%廢品率廢品率 0.5-0.49931=0.069% 0.5-0.2881=21.19% 可修復可修復xx 2. 工藝過程的分布圖分析工藝過程的分布圖分析1工藝過程的穩(wěn)定性工藝過程的穩(wěn)定性 指均值和規(guī)范差穩(wěn)定不變的性能，取決于變值系指均值和規(guī)范差穩(wěn)定不變的性能，取決于變值系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差2工藝過程分布圖分析工藝過程分布圖分析 制造分布圖了解質(zhì)量目的分布、加工才干、能否制造分布圖了解質(zhì)量目的分布、加

32、工才干、能否有廢品有廢品 1樣本容量確實定樣本容量確實定 通常取通常取 n =50200 2樣本數(shù)據(jù)整理與計算樣本數(shù)據(jù)整理與計算 剔除異常數(shù)據(jù)，確定尺寸分散范圍剔除異常數(shù)據(jù)，確定尺寸分散范圍R、尺寸間、尺寸間隔數(shù)隔數(shù) j、 區(qū)間寬度區(qū)間寬度x 3繪制實踐分布圖繪制實踐分布圖 縱坐標為頻數(shù)：同間隔尺寸工件數(shù)目縱坐標為頻數(shù)：同間隔尺寸工件數(shù)目 4繪制實際分布圖繪制實際分布圖 縱坐標將概率密度轉(zhuǎn)換成頻數(shù)，分散范圍縱坐標將概率密度轉(zhuǎn)換成頻數(shù)，分散范圍3 實際最大頻數(shù)實際最大頻數(shù) fmax=ymaxn x 對應(yīng)對應(yīng) x = 處處 拐點處頻數(shù)拐點處頻數(shù) f= yn x 對應(yīng)對應(yīng) x = 處處xx5工藝過程

33、分布圖分析工藝過程分布圖分析 判別加工誤差性質(zhì)判別加工誤差性質(zhì) 系統(tǒng)誤差、隨機誤差系統(tǒng)誤差、隨機誤差 確定工序才干及等級確定工序才干及等級 工序才干系數(shù)工序才干系數(shù)Cp指滿足加工精度的程度指滿足加工精度的程度 Cp=T /6 確定不合格率確定不合格率 2 2分布圖分析法特點分布圖分析法特點 1 1采用大樣本，較接近實踐地反映工藝過采用大樣本，較接近實踐地反映工藝過程總體；程總體； 2 2能將常值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；能將常值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開； 3 3在全部樣本加工后繪出曲線，不能反映在全部樣本加工后繪出曲線，不能反映先后順先后順 序，不能將變值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)序，不能將變值系統(tǒng)誤差從

34、誤差中區(qū)分開；分開； 4 4不能及時提供工藝過程精度的信息，事不能及時提供工藝過程精度的信息，事后分析；后分析； 5 5計算復雜，只適宜工藝過程穩(wěn)定的場所計算復雜，只適宜工藝過程穩(wěn)定的場所。點圖分析法點圖分析法 計算簡單，能及時提供自動控制信息，計算簡單，能及時提供自動控制信息，可用于穩(wěn)定過程、也可用于不穩(wěn)定過程?？捎糜诜€(wěn)定過程、也可用于不穩(wěn)定過程。 3. 工藝過程的點圖分析工藝過程的點圖分析1逐點點圖逐點點圖 依次丈量每件尺寸記入橫坐標為零件號縱為尺寸的依次丈量每件尺寸記入橫坐標為零件號縱為尺寸的圖表中圖表中2均值均值-極差點圖極差點圖 采用順序小樣本采用順序小樣本46 ，由小樣本均值點圖和

35、極，由小樣本均值點圖和極差點差點 圖組成，橫坐標為小樣本組序號。詳細作法如下：圖組成，橫坐標為小樣本組序號。詳細作法如下： 定期測小樣本尺寸；定期測小樣本尺寸； 計算均值計算均值 和極差和極差R： R =xmax- xmin 確定中心線確定中心線 和和 R 小樣本組小樣本組20 30 確定上下控制線確定上下控制線 ES 、EI 、UCL、LCL，定期描，定期描點點xx均值點圖上下控制線確實定：均值點圖上下控制線確實定：極差點圖上下控制線確實定：極差點圖上下控制線確實定：均值點圖反映了質(zhì)量目的分布中心均值點圖反映了質(zhì)量目的分布中心(系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差)的變化的變化 極差點圖反映了質(zhì)量目的分布范圍極

36、差點圖反映了質(zhì)量目的分布范圍(隨機誤差隨機誤差)的變化的變化3均值均值-極差點圖分析極差點圖分析 消費過程穩(wěn)定的標志：消費過程穩(wěn)定的標志： 沒有點子超出控制線；沒有點子超出控制線； 大部分點在中線附近動搖，小部分點在控制線附大部分點在中線附近動搖，小部分點在控制線附近；近； 點子無明顯規(guī)律性點子無明顯規(guī)律性 消費過程不穩(wěn)定的標志：消費過程不穩(wěn)定的標志： 點子超出控制線或密集在控制線附近；點子超出控制線或密集在控制線附近； 延續(xù)點以上出如今中線一側(cè)；延續(xù)點以上出如今中線一側(cè)； 明顯規(guī)律性，如上升或下降傾向；明顯規(guī)律性，如上升或下降傾向； 點子有周期性動搖點子有周期性動搖根據(jù)點子分布情況及時查找緣由采取措施根據(jù)點子分布情況及時查找緣由采取措施1.假設(shè)極差假設(shè)極差R未超控制線，闡明加工中瞬時尺寸分未超控制線，闡明加工中瞬時