機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第六章

1、關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)：關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)： 機(jī)械加工精度 機(jī)械加工表面質(zhì)量 加工誤差分析 第六章第六章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量6.16.1機(jī)械加工質(zhì)量的基本概念機(jī)械加工質(zhì)量的基本概念尺寸精度尺寸精度宏觀幾何形狀精度：宏觀幾何形狀精度：圓度、圓柱度、平面度等位置精度：位置精度：同軸度、平行度、圓跳動(dòng)等加工加工精度精度表面表面質(zhì)量質(zhì)量物理機(jī)械性能物理機(jī)械性能表層冷作硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力制造質(zhì)量制造質(zhì)量微觀幾何形狀誤差：微觀幾何形狀誤差：表面粗糙度波度波度機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量是指機(jī)器零件的加工精度和表面質(zhì)量。6.1.1 6.1.1 加工精度與工件獲得精度的方法加工精度與工件獲得精度的方法加工精度與加

2、工誤差加工精度與加工誤差加工精度：加工精度：指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)( (尺寸、形狀和位置尺寸、形狀和位置) )與理想幾何與理想幾何參數(shù)的參數(shù)的符合程度符合程度。加工誤差：加工誤差：指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)( (尺寸、形狀和位置尺寸、形狀和位置) )與理想幾何與理想幾何參數(shù)的參數(shù)的偏離程度。偏離程度。關(guān)系：關(guān)系：同一問(wèn)題兩種不同的說(shuō)法：加工精度在數(shù)值上通過(guò)加工誤差的大小來(lái)同一問(wèn)題兩種不同的說(shuō)法：加工精度在數(shù)值上通過(guò)加工誤差的大小來(lái)表示，表示，加工精度加工精度越越高高，誤差越小，反之加工精度越低，誤差就越大。，誤差越小，反之加工精度越低，誤

3、差就越大。尺寸精度、形狀精度和位置精度尺寸精度、形狀精度和位置精度尺寸精度：尺寸精度：加工后，零件的實(shí)際尺寸與零件理想尺寸的加工后，零件的實(shí)際尺寸與零件理想尺寸的符合符合程度。程度。 形狀精度：形狀精度：加工后，零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。加工后，零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。 位置精度：位置精度：加工后，零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置與理想位置的符合程度。加工后，零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置與理想位置的符合程度。 關(guān)系：關(guān)系： 三者之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。通常，形狀公差應(yīng)限制在位置公差之內(nèi)，三者之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。通常，形狀公差應(yīng)限制在位置公差之內(nèi)，而

4、位置誤差又要限制在尺寸公差之內(nèi)。而位置誤差又要限制在尺寸公差之內(nèi)。加工精度加工精度試切法：試切測(cè)量調(diào)整再試切試切測(cè)量調(diào)整再試切精度精度。調(diào)整法：預(yù)調(diào)好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置預(yù)調(diào)好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置定尺寸刀具法：常用于孔、螺紋和成形表面的加工常用于孔、螺紋和成形表面的加工自動(dòng)控制法：測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)等組成一個(gè)測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)等組成一個(gè)自動(dòng)控制的加工系統(tǒng)自動(dòng)控制的加工系統(tǒng) 尺寸精度位置精度劃線找正法獲得加工精度的方法獲得加工精度的方法軌跡法：刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡直接找正法形狀精度夾具定位法成形法：成形刀具展成法：刀具與工件作展成運(yùn)動(dòng)獲得加工精度的方法獲得加

5、工精度的方法相切法：旋轉(zhuǎn)類刀具 尺寸精度尺寸精度（1）試切法）試切法（2）調(diào)整法）調(diào)整法（3）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法 零件加工表面尺寸由刀具零件加工表面尺寸由刀具確定，孔（鉆、擴(kuò)、鉸）確定，孔（鉆、擴(kuò)、鉸）；鍵槽（鍵槽銑刀）；成；鍵槽（鍵槽銑刀）；成形刀具（成型表面）形刀具（成型表面） （4）自動(dòng)控制法）自動(dòng)控制法 數(shù)控加工（尺寸測(cè)量裝置數(shù)控加工（尺寸測(cè)量裝置+進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給機(jī)構(gòu)+控制裝置控制裝置加工過(guò)程中的尺寸測(cè)量加工過(guò)程中的尺寸測(cè)量+刀具補(bǔ)償調(diào)整刀具補(bǔ)償調(diào)整）機(jī)械加工精度的獲得方法機(jī)械加工精度的獲得方法a）b）試切法與調(diào)整法 形狀精度形狀精度（1）成形運(yùn)動(dòng)法：刀具相對(duì)于工件有規(guī)律的切削成

6、）成形運(yùn)動(dòng)法：刀具相對(duì)于工件有規(guī)律的切削成形運(yùn)動(dòng)形運(yùn)動(dòng) 例：軌跡法、展成法、相切法和成形刀具法例：軌跡法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形運(yùn)動(dòng)法：通過(guò)表面形狀檢驗(yàn)，人工修整）非成形運(yùn)動(dòng)法：通過(guò)表面形狀檢驗(yàn)，人工修整加工加工 機(jī)械加工精度的獲得方法機(jī)械加工精度的獲得方法 將工件直接放在機(jī)床上，工人可用百分表、劃針、將工件直接放在機(jī)床上，工人可用百分表、劃針、直角尺等或目測(cè)對(duì)被加工表面進(jìn)行找正，確定工件直角尺等或目測(cè)對(duì)被加工表面進(jìn)行找正，確定工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的正確位置之后再夾緊。在機(jī)床上相對(duì)刀具的正確位置之后再夾緊。 直接找正直接找正法法 多用于單件、多用于單件、小批生產(chǎn)小批生產(chǎn), ,精

7、度取精度取決于工人的技術(shù)決于工人的技術(shù)水平水平, ,費(fèi)時(shí)間、生費(fèi)時(shí)間、生產(chǎn)率低。產(chǎn)率低。 按圖紙要求。在工件表面按圖紙要求。在工件表面上劃出位置線以及加工線和上劃出位置線以及加工線和找正線，裝夾工件時(shí)，首先找正線，裝夾工件時(shí)，首先在機(jī)床上按找正線找正工件在機(jī)床上按找正線找正工件的位置，然后夾緊工件。的位置，然后夾緊工件。 按劃線找按劃線找適用于單件、中小批生產(chǎn)中適用于單件、中小批生產(chǎn)中復(fù)雜鑄件或鑄造精度較低的復(fù)雜鑄件或鑄造精度較低的粗加工工序。裝夾精度較低，粗加工工序。裝夾精度較低，一般在一般在0.20.5mm之間之間。 廣泛用于成批生產(chǎn)和廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。對(duì)于某大量生產(chǎn)中。對(duì)于某

8、些零件，即使批量不些零件，即使批量不大，但是為了達(dá)到某大，但是為了達(dá)到某些特殊的加工要求，些特殊的加工要求，仍需要設(shè)計(jì)制造專用仍需要設(shè)計(jì)制造專用夾具。夾具。該方法方便、迅速、該方法方便、迅速、精度高且穩(wěn)定。精度高且穩(wěn)定。 在夾具中裝夾在夾具中裝夾波度（介于宏觀與微觀之間）： 1000HL5022微觀幾何形狀誤差：表面粗糙度Ra/m： 50HL33宏觀幾何形精度：1000HL11加工表面質(zhì)量指表面粗糙度、波度及表面層的物理機(jī)械性能加工表面質(zhì)量指表面粗糙度、波度及表面層的物理機(jī)械性能幾何形狀誤差示意圖6.1.2 加工表面質(zhì)量 無(wú)氧銅鏡面三維形貌及表面輪廓曲線加工紋理方向及其符號(hào)標(biāo)注吸附層 8nm基

9、體材料纖維層壓縮區(qū) 幾十幾百微米熱影響區(qū)顯微硬度殘余應(yīng)力加工表面層沿深度變化示意圖6.1.2 加工表面質(zhì)量概念加工表面質(zhì)量概念 表面層金屬冷作硬化表面層金屬冷作硬化 表面層金屬金相組織變化表面層金屬金相組織變化 q 表面層金屬殘余應(yīng)力表面層金屬殘余應(yīng)力零件表面質(zhì)量表面粗糙度表面波度表面物理力學(xué)性能的變化表面微觀幾何形狀特征表面層冷作硬化表面層殘余應(yīng)力表面層金相組織的變化 表面質(zhì)量的內(nèi)容6.1.2加工表面質(zhì)量的基本概念二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響1、 表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響零件磨損三個(gè)階段：初期磨損階段；正常磨損階段；劇烈磨損階段磨損過(guò)程

10、的基本規(guī)律零件耐磨性的影響因素： 摩擦副的材料；潤(rùn)滑條件；表面質(zhì)量(接觸面積)。表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)，載荷加大時(shí)，磨損曲線向上、向右移動(dòng)，最佳表面粗糙度值也隨之右移。 初期磨損量與粗糙度的關(guān)系初期磨損量與粗糙度的關(guān)系 （1）表面粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響）表面粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響 v 表面粗糙度太大和太小都不耐磨表面粗糙度太大和太小都不耐磨l表面粗糙度太大，接觸表面的實(shí)際壓強(qiáng)增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加??；l表面粗糙度太小，也會(huì)導(dǎo)致磨損加劇。因?yàn)楸砻嫣饣?，存不住?rùn)滑油，接觸面間不易形成油膜，容易發(fā)生分子粘

11、結(jié)而加劇磨損。（2）表面層的冷作硬化對(duì)零件耐磨性的影響）表面層的冷作硬化對(duì)零件耐磨性的影響l 加工表面的冷作硬化，一般能提加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。高零件的耐磨性。因?yàn)樗鼓ゲ粮北砻鎸咏饘俚娘@微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。l 并非冷作硬化程度越高，耐磨性并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。就越高。這是因?yàn)檫^(guò)分的冷作硬化，將引起金屬組織過(guò)度“疏松”，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中可能會(huì)產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。1、 表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響T7A鋼車削后不同冷硬度與耐磨性的關(guān)系HB磨損量(m)（3）表面紋理對(duì)零件耐磨性的影響）表面紋理對(duì)零

12、件耐磨性的影響 表面紋理的形狀和刀紋方向?qū)δ湍バ砸灿杏绊?，表面紋理的形狀和刀紋方向?qū)δ湍バ砸灿杏绊懀蚴羌y理形狀和刀紋方向影響有效接觸面積和潤(rùn)原因是紋理形狀和刀紋方向影響有效接觸面積和潤(rùn)滑液的存留，一般，圓弧狀、凹坑狀表面紋理的耐滑液的存留，一般，圓弧狀、凹坑狀表面紋理的耐磨性好，尖峰狀的耐磨性差。磨性好，尖峰狀的耐磨性差。在運(yùn)動(dòng)副中，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的刀紋方向和運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)副中，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的刀紋方向和運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，耐磨性較好，兩者的刀紋方向和運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，耐磨性較好，兩者的刀紋方向和運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，耐磨性最差。方向垂直時(shí)，耐磨性最差。（1）表面粗糙度對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響）表面粗糙度對(duì)零

13、件疲勞強(qiáng)度的影響 對(duì)承受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位、劃痕和裂紋等容易引起應(yīng)力集中引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。 表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。2、 表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響（2）表面層冷作硬化與殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響）表面層冷作硬化與殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 l 適度的表面層冷作硬化能提高零件的

14、疲勞強(qiáng)度。適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。l 殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分: 殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低疲勞強(qiáng)度 殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而提提高零件的疲勞強(qiáng)度高零件的疲勞強(qiáng)度。3. 表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響p表面粗糙度對(duì)配合質(zhì)量的影響表面粗糙度對(duì)配合質(zhì)量的影響表面粗糙度對(duì)零件配合精度的影響表面粗糙度對(duì)零件配合精度的影響 表面粗糙度較大，則降低了配合精度。表面粗糙度較大，則降低了配合精度。表面殘余應(yīng)力對(duì)零件工作精度的影響表面殘余應(yīng)力對(duì)零

15、件工作精度的影響 表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響零件精表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響零件精度的穩(wěn)定性。度的穩(wěn)定性。p表表面殘余應(yīng)力面殘余應(yīng)力對(duì)配合質(zhì)量的影響對(duì)配合質(zhì)量的影響4. 表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響p表面粗糙度對(duì)零件耐腐蝕性能的影響表面粗糙度對(duì)零件耐腐蝕性能的影響 減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。因?yàn)榱慵砻嬖酱植?，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕因?yàn)榱慵砻嬖酱植?，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈。作用越強(qiáng)烈。 q表面殘余應(yīng)力對(duì)零件耐腐蝕性能的影響表面殘余應(yīng)力

16、對(duì)零件耐腐蝕性能的影響 零件表面殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不零件表面殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性；易進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性；表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。如如減小表面粗糙度減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測(cè)量精度；可提高零件的接觸剛度、密封性和測(cè)量精度；對(duì)滑動(dòng)零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。對(duì)滑動(dòng)零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。5. 表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能還有其它方面的影響表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能還有其它方面的影響零件表面質(zhì)量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高

17、耐磨性對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響對(duì)耐磨性的影響對(duì)耐腐蝕性能的影響對(duì)配合精度的影響粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度粗糙度越大、配合精度降低殘余應(yīng)力越大，配合精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之則降低耐腐蝕性二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響機(jī)床機(jī)床夾具夾具刀具刀具工件工件工藝工藝系統(tǒng)系統(tǒng)6.2.1 6.2.1 原始誤差與加工誤差原始誤差與加工誤差工藝系統(tǒng)：工藝系統(tǒng)：機(jī)床機(jī)床、夾具夾具、刀具刀具和和工件工件等組成的系統(tǒng)等組成的系統(tǒng)。 原始誤差：原始誤差：工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)的誤差，是的誤差，是直接引起加工誤差的直接引起加工誤差的原

18、因。原因。加工誤差：加工誤差： 工藝系統(tǒng)誤差導(dǎo)致的結(jié)果工藝系統(tǒng)誤差導(dǎo)致的結(jié)果 原原始始誤誤差差 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(jī)床誤差機(jī)床誤差刀具制造誤差刀具制造誤差?yuàn)A具誤差?yuàn)A具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殘余應(yīng)力引起變形殘余應(yīng)力引起變形測(cè)量誤差測(cè)量誤差工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)靜誤差靜誤差 工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差動(dòng)誤差 原理誤差原理誤差27研究加工精度的方法研究加工精度的方法 運(yùn)用物理學(xué)和力學(xué)原理，分析研究某一個(gè)或某幾個(gè)因素對(duì)加工精度的影響。 通過(guò)分析、計(jì)算、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)，得出單因素

19、與加工誤差間的關(guān)系。 以生產(chǎn)一批工件的實(shí)例結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。用以控制工藝過(guò)程的正常進(jìn)行，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)可以從中判斷誤差性質(zhì)，找出誤差出現(xiàn)的規(guī)律。1、單因素分析法、單因素分析法2、統(tǒng)計(jì)分析法、統(tǒng)計(jì)分析法 實(shí)際生產(chǎn)中，兩種方法常常結(jié)合應(yīng)用。先用統(tǒng)計(jì)分析法尋找誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步判斷加工誤差的可能原因，再適用單因素法進(jìn)行分析，試驗(yàn)，以便迅速有效地找出影響加工精度的主要原因。 6.2.26.2.2影響加工精度的因素影響加工精度的因素（）（）原理誤差原理誤差 由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差誤差。如用阿基米德蝸

20、桿近似地代替漸開(kāi)線蝸桿的原理誤差；用齒輪模數(shù)銑刀對(duì)齒輪如用阿基米德蝸桿近似地代替漸開(kāi)線蝸桿的原理誤差；用齒輪模數(shù)銑刀對(duì)齒輪表面成形銑削；另外車床車削模數(shù)螺紋，由于傳動(dòng)鏈不能直接產(chǎn)生表面成形銑削；另外車床車削模數(shù)螺紋，由于傳動(dòng)鏈不能直接產(chǎn)生，只能近似，只能近似，由此而產(chǎn)生螺距就是原理誤差而造成的。由此而產(chǎn)生螺距就是原理誤差而造成的。6.2.16.2.1影響加工精度的因素影響加工精度的因素（）（）機(jī)床誤差機(jī)床誤差 （一（一）主軸回轉(zhuǎn)誤差）主軸回轉(zhuǎn)誤差 （二）導(dǎo)軌誤差（二）導(dǎo)軌誤差 （三）傳動(dòng)鏈誤差（三）傳動(dòng)鏈誤差 機(jī)床的制造精度、安裝精度和使用過(guò)程中的磨損機(jī)床的制造精度、安裝精度和使用過(guò)程中的磨損

21、是機(jī)床誤差的根源。是機(jī)床誤差的根源。（一）機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌誤差 機(jī)床導(dǎo)軌副是機(jī)床中確定各主要部件位置關(guān)系機(jī)床導(dǎo)軌副是機(jī)床中確定各主要部件位置關(guān)系的基準(zhǔn)，的基準(zhǔn)，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。機(jī)床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)方面：機(jī)床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)方面： 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 1 1 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 2 2 前后導(dǎo)軌前后導(dǎo)軌的平行度誤差（的平行度誤差（扭曲扭曲度）度） 3 331.導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 1 此項(xiàng)誤差使刀尖在水平面內(nèi)產(chǎn)生位移此項(xiàng)誤差使刀尖在水平

22、面內(nèi)產(chǎn)生位移y , 造成工件在半徑方向的誤差造成工件在半徑方向的誤差Ry (這這時(shí)時(shí)Ry=y), 使工件表面產(chǎn)生圓柱度誤差使工件表面產(chǎn)生圓柱度誤差. 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 22020202202)(zZzRRRRRRzR Rzz2(2R0), 設(shè)設(shè)y= z=0.1mm, R0=20mm則：則：Ry= y=0.1mm, Rz=0.1/400 mm, Ry400Rz.34誤差敏感方向誤差敏感方向 202YYRRXRX 顯然：XYRR 對(duì)加工精度影響最大的方向，對(duì)加工精度影響最大的方向，稱為誤差敏感方向。稱為誤差敏感方向。誤差敏感方向一般為已加工誤差敏感方向一般為已加

23、工表面過(guò)切削點(diǎn)的法線方向。表面過(guò)切削點(diǎn)的法線方向。RYRYR0ya）誤差敏感方向RR =yYR0yb） 前后導(dǎo)軌前后導(dǎo)軌的平行度誤差（的平行度誤差（扭曲扭曲度）度） 3 由于導(dǎo)軌發(fā)生了扭曲由于導(dǎo)軌發(fā)生了扭曲, , 使使刀尖相對(duì)于工件在水平和垂直刀尖相對(duì)于工件在水平和垂直兩個(gè)方向上產(chǎn)生偏移兩個(gè)方向上產(chǎn)生偏移. . 設(shè)車床設(shè)車床中心高為中心高為H, H, 導(dǎo)軌寬度為導(dǎo)軌寬度為B, B, 則則導(dǎo)軌扭曲量導(dǎo)軌扭曲量引起工件半徑的引起工件半徑的變化量變化量RRy y為為: : BHRBHRyy: 通常通常, 車床車床H/B2/3；外圓磨床；外圓磨床H/B1, 可見(jiàn)此項(xiàng)誤差對(duì)加工精可見(jiàn)此項(xiàng)誤差對(duì)加工精度影

24、響很大度影響很大, 會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生圓柱度誤差會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生圓柱度誤差. 362 2、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的影響因素、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的影響因素 1 1）導(dǎo)軌的制造誤差）導(dǎo)軌的制造誤差 2 2）導(dǎo)軌的安裝誤差：）導(dǎo)軌的安裝誤差：對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的龍門(mén)刨床、龍門(mén)銑床和導(dǎo)軌磨床。他們的床身導(dǎo)軌為一細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、剛性較差，在本身自重作用下就容易變形，若安裝不正確或地基不良，都會(huì)造成導(dǎo)軌彎曲變形。 3)3)導(dǎo)軌的磨損：導(dǎo)軌的磨損：由于使用程度不同及受力不均，機(jī)床使用一段時(shí)間后，導(dǎo)軌全長(zhǎng)上各段的磨損量不等。并且在同一橫截面上個(gè)導(dǎo)軌面的磨損量也不相等。373 3、提高導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的措施、提高導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的措施制造誤差制造誤差 機(jī)

25、床設(shè)計(jì)制造時(shí)設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑、防護(hù)裝置、采取措施提高導(dǎo)向精度。安裝誤差安裝誤差 機(jī)床安裝時(shí)安裝時(shí)，應(yīng)校正好校正好水平和保證地基質(zhì)量。磨損誤差磨損誤差 使用時(shí)，注意調(diào)整調(diào)整導(dǎo)軌配合間隙配合間隙，同時(shí)保證良好的潤(rùn)滑和維護(hù)。38（二）主軸的回轉(zhuǎn)誤差（二）主軸的回轉(zhuǎn)誤差 1 1回轉(zhuǎn)精度：回轉(zhuǎn)精度： 機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線的相符合程度。 回轉(zhuǎn)誤差：回轉(zhuǎn)誤差： 機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移漂移。 機(jī)床主軸是用來(lái)裝加工件或刀具，并傳遞主要切削運(yùn)動(dòng)的重要零件，其回轉(zhuǎn)精度主要影響零件加工表面的幾何形狀精幾何形狀精度，位置精度和表面粗糙度度，位置精度和表面粗糙度。

26、2 2誤差產(chǎn)生原因：誤差產(chǎn)生原因： 由于主軸部件中軸承、軸頸、軸承座孔等的制造誤差和配合質(zhì)量，潤(rùn)滑條件，以及回轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力因素的影響。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的空間位置在周期性變化。3 3理想回轉(zhuǎn)軸線：理想回轉(zhuǎn)軸線：客觀存在，但無(wú)法確定，通常是以平均回轉(zhuǎn)軸線來(lái)代替。394 4分類：分類：b）端面圓跳動(dòng)a）徑向圓跳動(dòng)c）傾角擺動(dòng)主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式405.5.主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響 主軸徑向圓跳動(dòng)主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（鏜孔鏜孔） 考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在y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2e。則刀尖的坐標(biāo)值為：e徑向跳動(dòng)

27、對(duì)鏜孔精度影響式中 R 刀尖回轉(zhuǎn)半徑； 主軸轉(zhuǎn)角。() cossinXReYR顯然，鏜出的孔為一橢圓鏜出的孔為一橢圓。4142徑向跳動(dòng)對(duì)車外圓精度影響12345678 仍考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在y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2e。則刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡接近于正圓。結(jié)論：結(jié)論：主軸主軸徑向跳動(dòng)對(duì)徑向跳動(dòng)對(duì)車外圓時(shí)，基本不影響加車外圓時(shí)，基本不影響加工表面的加工誤差工表面的加工誤差e 主軸徑向圓跳動(dòng)主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（車外圓車外圓）4344主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響 主軸角度擺動(dòng)對(duì)加工誤差的影響與主軸徑向跳動(dòng)對(duì)加工誤差的影響相似，

28、主要區(qū)別在于主軸的角度擺動(dòng)不僅影響工件加工表面的圓度誤差，而且影響工件加工表面的圓柱度誤差。圓柱只有圓柱度誤差，沒(méi)有圓度誤差圓柱既有圓柱度誤差，又有圓度誤差圓主軸角度擺動(dòng)主軸角度擺動(dòng)46AB影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素圖1 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動(dòng)滑動(dòng)軸承鏜床類鏜床類切削力隨主軸回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn)，主軸徑總是以固定部位與軸承孔內(nèi)表面的不同部位接觸，因此軸承孔的圓度對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度影響最大，軸頸圓度影響不大。圖2 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng)車床類車床類切削力的方向大體不變，主軸軸頸以不同的部位與軸承內(nèi)孔的某一固定部位相接觸。因此影響主軸回轉(zhuǎn)精度的，主要是軸承處主軸軸頸的圓度

29、，軸承孔的圓度影響不大。1）軸承誤差的影響）軸承誤差的影響473）與軸承配合的零件誤差的影響）與軸承配合的零件誤差的影響2）軸承間隙的影響）軸承間隙的影響 軸承間隙對(duì)回轉(zhuǎn)精度也有影響，如軸承間隙過(guò)大，會(huì)使主軸工作時(shí)油膜厚度增大油膜承載能力降低，當(dāng)工作條件(載荷、轉(zhuǎn)速等)變化時(shí)，油楔厚度變化較大，主軸軸線漂移量增大。 由于軸承內(nèi)、外圈或軸瓦很薄，受力后容易變形，因此與之相配合的軸頸或箱體支承孔的圓度誤差，會(huì)使軸承圈或軸瓦發(fā)生變形而產(chǎn)生圓度誤差。與軸承圈端面配合的零件如軸肩、過(guò)渡套、袖承端蓋、螺母等的有關(guān)端面，如果有平面度誤差或與主軸回轉(zhuǎn)軸線不垂直，會(huì)使軸承圈滾道傾斜，造成主軸回轉(zhuǎn)軸線的徑向、軸向

30、漂移。箱體前后支承孔、主軸前后支承軸頸的同軸度會(huì)使軸承內(nèi)外圈滾道相對(duì)傾斜，同樣也會(huì)引起主軸回轉(zhuǎn)軸線的漂移。484）主軸轉(zhuǎn)速的影響）主軸轉(zhuǎn)速的影響 由于主軸部件質(zhì)量不平衡、機(jī)床各種隨機(jī)振動(dòng)以及回轉(zhuǎn)軸線的不穩(wěn)定隨主軸轉(zhuǎn)速增加而增加，使主軸在某個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)精度較高，超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，誤差就較大。5）主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形）主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形 主軸系統(tǒng)的剛度，在不同方向上往往不等，當(dāng)主軸上所受外力方向隨主軸回轉(zhuǎn)而變化時(shí)，就會(huì)因變形不一致而使主軸軸線漂移。 機(jī)床工作時(shí)，主軸系統(tǒng)的溫度將升高，使主軸軸向膨脹和徑向位移。由于軸承徑向熱變形不相等，前后軸承的熱變形也不相同，在裝卸工件和

31、進(jìn)行測(cè)量時(shí)主軸必須停車而使溫度發(fā)生變化，這些都會(huì)引起主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置變化和漂移而影響主軸回轉(zhuǎn)精度。497 7、提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施、提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施1 1）提高主軸部件的制造精度）提高主軸部件的制造精度 首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度其次是提高箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配合有關(guān)表而的加工精度。此外，還可在裝配時(shí)先測(cè)出滾動(dòng)軸承及主軸錐孔的徑向圓跳動(dòng)，然后調(diào)節(jié)徑向圓跳動(dòng)的方位，使誤差相互補(bǔ)償或抵消，以減少軸承誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響。2 2）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，消除間隙）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，消除間隙 對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊以消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過(guò)盈由于軸承內(nèi)外圈和滾動(dòng)體彈性變形的相互制約，既

32、增加了軸承剛度，又對(duì)軸承內(nèi)外圈滾道和滾動(dòng)體的誤差起均化作用，因而可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。503 3）使主軸回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上（誤差轉(zhuǎn)移）使主軸回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上（誤差轉(zhuǎn)移） 直接保證工件在加工過(guò)程中的回轉(zhuǎn)精度而不依賴于主軸，是保證工件形狀精度的最簡(jiǎn)單而又有效的方法。 如采用兩固定頂尖支承磨削外圓柱面。 在鏜床上加工箱體類零件孔。采用前后導(dǎo)向套的鏜模。511 1傳動(dòng)鏈精度（誤差）：傳動(dòng)鏈精度（誤差）： 傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差，它是螺紋、齒輪、蝸輪及其它按展成原理加工時(shí)，影響加工精度的主要因素。例. 用滾齒機(jī)加工直齒輪時(shí)，要求滾刀和工件之間具有

33、嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。即：滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，這種運(yùn)動(dòng)關(guān)系是由刀具與工件的傳動(dòng)鏈來(lái)保證的。 當(dāng)傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)元件如齒輪、蝸輪、蝸桿、絲桿、螺母等有制造誤差，裝配誤差和磨損時(shí)，就會(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，是被加工工件產(chǎn)生誤差。例如例如Y3150EY3150E范成鏈第一對(duì)齒輪有轉(zhuǎn)角誤差時(shí)，傳到工件的誤差為：范成鏈第一對(duì)齒輪有轉(zhuǎn)角誤差時(shí)，傳到工件的誤差為： 2. 減小傳動(dòng)鏈誤差的措施：減小傳動(dòng)鏈誤差的措施： 采用降速傳動(dòng)，前端誤差被縮小。采用降速傳動(dòng)，前端誤差被縮小。減少傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)目，即縮短傳動(dòng)鏈，可以減少誤差來(lái)源。減少傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)目，即縮短傳動(dòng)鏈，可以減少誤差來(lái)源。提高傳動(dòng)元件特別是末端元

34、件的制造和裝配精度，可減少傳動(dòng)鏈誤差提高傳動(dòng)元件特別是末端元件的制造和裝配精度，可減少傳動(dòng)鏈誤差減小末端傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，有利于提高傳動(dòng)精度。減小末端傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，有利于提高傳動(dòng)精度。消除間隙可以可減小反向死區(qū)對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響。消除間隙可以可減小反向死區(qū)對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響。ln12828284212828285672uu x合（）調(diào)整誤差調(diào)整誤差調(diào)整調(diào)整使刀具切削刃與工件定位基準(zhǔn)間在從切削開(kāi)始到切削終了都保持正使刀具切削刃與工件定位基準(zhǔn)間在從切削開(kāi)始到切削終了都保持正確的相對(duì)位置確的相對(duì)位置。包括機(jī)床，夾具，刀具的調(diào)整 誤差。不同的方式，產(chǎn)生誤差原因不同。1)1)試切法加工的調(diào)整誤差試切法加工的

35、調(diào)整誤差 試切法用于單件小批生產(chǎn)。產(chǎn)生誤差的原因有：度量誤差，加工余量的影響（吃刀量小打滑現(xiàn)象）和微進(jìn)給誤差（爬行刀具實(shí)際的移動(dòng)比手輪上轉(zhuǎn)動(dòng)的刻度數(shù)偏大或偏小）。2) 2) 調(diào)整法加工的調(diào)整誤差調(diào)整法加工的調(diào)整誤差大批大量生產(chǎn)中，采用行程擋塊，靠模，凸輪行程擋塊，靠模，凸輪等機(jī)構(gòu)控制刀具的軌跡和控制刀具的軌跡和行程行程。也使用對(duì)刀裝置對(duì)刀裝置來(lái)調(diào)整刀具與工件的相對(duì)位置。這些裝置和機(jī)構(gòu)的制制造精度和調(diào)整精度造精度和調(diào)整精度，以及與它們配合使用的離合器、電器開(kāi)關(guān)和控制閥等的離合器、電器開(kāi)關(guān)和控制閥等的靈敏度靈敏度就成了影響調(diào)整誤差的主要因素。 （4 4）工藝系統(tǒng)受力變形）工藝系統(tǒng)受力變形 工藝系統(tǒng)

36、在加工過(guò)程中，受到工藝系統(tǒng)在加工過(guò)程中，受到切削力、慣性力、重力、夾緊力切削力、慣性力、重力、夾緊力等等外力的作用。外力的作用。力力 系統(tǒng)變形，系統(tǒng)變形， 加工誤差。加工誤差。例如：例如： 在磨削中，為了消除工藝系統(tǒng)力變形對(duì)加工精度的影響，常采用在磨削中，為了消除工藝系統(tǒng)力變形對(duì)加工精度的影響，常采用“無(wú)進(jìn)給磨無(wú)進(jìn)給磨削削”或稱或稱“光磨光磨”的辦法，即的辦法，即磨削的最后幾次行程中，砂輪不再向工件進(jìn)刀磨削的最后幾次行程中，砂輪不再向工件進(jìn)刀。雖然不進(jìn)刀，但依然磨出火花。隨著行程次數(shù)的增加，火花逐漸減少，以至消失，雖然不進(jìn)刀，但依然磨出火花。隨著行程次數(shù)的增加，火花逐漸減少，以至消失，火花消失

37、表明工藝系統(tǒng)受力產(chǎn)生的彈性變形得到了恢復(fù)。光磨不但可以保證加工火花消失表明工藝系統(tǒng)受力產(chǎn)生的彈性變形得到了恢復(fù)。光磨不但可以保證加工精度，而且有利于降低表面粗糙度。由此可見(jiàn)，工藝系統(tǒng)的受力變形是機(jī)械加工精度，而且有利于降低表面粗糙度。由此可見(jiàn)，工藝系統(tǒng)的受力變形是機(jī)械加工精度中一項(xiàng)重要的原始誤差。精度中一項(xiàng)重要的原始誤差。 （4 4）工藝系統(tǒng)受力變形）工藝系統(tǒng)受力變形1）工藝系統(tǒng)剛度：）工藝系統(tǒng)剛度：加工表面法向切削力與工藝系統(tǒng)的法向加工表面法向切削力與工藝系統(tǒng)的法向變形變形 的比值的比值 pFk工藝系統(tǒng)的總變形量工藝系統(tǒng)的總變形量：系機(jī)刀夾工工藝系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)的剛度計(jì)算：剛度計(jì)算：11111

38、kkkkk刀工系夾機(jī)工件、刀具的剛度可簡(jiǎn)化后按材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算；工件、刀具的剛度可簡(jiǎn)化后按材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算；機(jī)床部件靜剛度主要通過(guò)測(cè)定獲得機(jī)床部件靜剛度主要通過(guò)測(cè)定獲得pFk主主主軸箱剛度：主軸箱剛度：尾座剛度：尾座剛度：pFk尾尾刀架剛度：刀架剛度：pFk刀架刀架靜態(tài)測(cè)定法：靜態(tài)測(cè)定法： 在機(jī)床不工作狀態(tài)，模擬車削時(shí)的受力的受力情況對(duì)機(jī)床施加靜載荷，然后測(cè)出機(jī)床部件在不同載荷下的變形，作出各部件的剛度特性曲線并計(jì)算剛度。57 右圖是對(duì)一車床進(jìn)行3次加載和卸載循環(huán)，繪制了他的剛度曲線。車床刀架變形曲線y（m）10203040500123F（KN）v 非線形關(guān)系，不完全是彈性變形v 加載

39、和卸載曲線不重合，所圍面積表示克服摩擦和接觸塑性變形所作功v 存在殘余變形，反復(fù)加載卸載后殘余變形0v 機(jī)床部件剛度比按實(shí)體估算值小許多，表明其變形受多種因素影響2）工藝系統(tǒng)變形對(duì)加工精度的影響：）工藝系統(tǒng)變形對(duì)加工精度的影響：由于工藝系統(tǒng)剛度變化引起的誤差（隨位由于工藝系統(tǒng)剛度變化引起的誤差（隨位置變化）置變化）22p111l xxFklklk 機(jī)床尾頭刀架考慮工件剛度情況：考慮工件剛度情況：2222111()()( )3plxxlxxFklklkEIL工機(jī)尾頭刀架工藝系統(tǒng)變形對(duì)加工精度的影響例子工藝系統(tǒng)變形對(duì)加工精度的影響例子機(jī)床受力變形引起機(jī)床導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線在垂直面內(nèi)的平行度誤差機(jī)床

40、受力變形引起機(jī)床導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線在垂直面內(nèi)的平行度誤差產(chǎn)生的加工誤差產(chǎn)生的加工誤差60工件變形引起的加工誤差工件為懸臂梁時(shí)工件為懸臂梁時(shí)：EILFyyg33max3max3LEIyFKy加工后工件形狀為加工后工件形狀為：61工件為簡(jiǎn)支梁時(shí)：當(dāng)x=0或x=L時(shí)，yg=0，變形最小當(dāng)x=L/2時(shí)，變形最大，EIlFYyg483max式中 yg 工件變形； E 工件材料彈性模量； I 工件截面慣性矩； Fy工件受到的切削力 x 受力點(diǎn)到支承點(diǎn)的距離 L工件的長(zhǎng)度62夾緊力影響【例1】薄壁套夾緊變形 解決：加開(kāi)口套專用專用卡爪卡爪開(kāi)口過(guò)開(kāi)口過(guò)渡環(huán)渡環(huán)提高刀具在加工中的剛度提高刀具在加工中的剛度孔加工

41、刀具（鉆頭、鉸刀、鏜刀）孔加工刀具（鉆頭、鉸刀、鏜刀）在使用中，通過(guò)增設(shè)附加支承（鉆套在使用中，通過(guò)增設(shè)附加支承（鉆套、鏜套）來(lái)提高刀具剛度、鏜套）來(lái)提高刀具剛度.鏜桿nf鏜刀工件鏜套工件鉆頭鉆模板鉆套nf 圖圖424 薄片工件的磨削薄片工件的磨削毛坯翹曲毛坯翹曲 b) 電磁工件臺(tái)吸緊電磁工件臺(tái)吸緊 c) 磨后松開(kāi)，工件翹曲磨后松開(kāi)，工件翹曲d) 磨削凸面磨削凸面 e) 磨削凹面磨削凹面 f) 磨后松開(kāi)，工件平直磨后松開(kāi)，工件平直【例2】薄壁工件磨削65【例】龍門(mén)銑橫梁龍門(mén)銑橫梁變形龍門(mén)銑橫梁變形補(bǔ)償重力影響解決：變形補(bǔ)償66 切削加工中，由于毛坯本身的誤差（形狀或位置）使切削深度不斷變化，從

42、而引起切削力的變化，促使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，因而工件表面上保留了與毛坯表面類似的形狀和位置誤差，但加工后殘留的誤差比毛坯誤差從數(shù)值上大大減少了，這一現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映”67切削力大小變化對(duì)加工精度的影響切削力大小變化對(duì)加工精度的影響68討論：討論：=工工 /毛毛= C /k系系 總是小于總是小于1，有修正誤差的能力，有修正誤差的能力 多次進(jìn)給多次進(jìn)給=1232. k系系越大，越大，就越小，復(fù)映到工件上的誤差越小就越小，復(fù)映到工件上的誤差越小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694、增加走刀次數(shù)，可大大減小工件的復(fù)映誤差：、增加走刀次數(shù)，可大大減小工件

43、的復(fù)映誤差：毛坯11g毛坯21212gg毛坯321323gg 若近似假設(shè)近似假設(shè)每次走刀后的誤差復(fù)映系數(shù)都相同，則車外圓時(shí)，工件的圓度誤差與走刀次數(shù)工件的圓度誤差與走刀次數(shù)x的關(guān)系為：的關(guān)系為：毛坯xg）為毛坯的圓度誤差（毛坯21ppaa其中其中70v減少誤差復(fù)映的方法減少誤差復(fù)映的方法1 1）增大工藝系統(tǒng)剛度；）增大工藝系統(tǒng)剛度；2 2）減少進(jìn)給量）減少進(jìn)給量f f，減小切削力；，減小切削力；3 3）增加走刀次數(shù)；）增加走刀次數(shù)；4 4）減小毛坯誤差值。）減小毛坯誤差值。71五、減小受力變形對(duì)加工精度影響措施五、減小受力變形對(duì)加工精度影響措施1）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 設(shè)計(jì)工藝裝

44、備時(shí)，盡量減少連接面數(shù)目，注意剛度的匹配，防止局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件、支承件時(shí)，合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀。 2）提高連接表面接觸剛度）提高連接表面接觸剛度 提高機(jī)床部件中零件接合表面的接觸質(zhì)量 給機(jī)床部件預(yù)加載荷 提高工件定位基準(zhǔn)的精度和降低表面粗糙度值。3）采用輔助支承）采用輔助支承（中心架，跟刀架，鏜桿支承等）1、提高工藝系統(tǒng)剛度、提高工藝系統(tǒng)剛度724）采用合理裝夾和加工方式）采用合理裝夾和加工方式支座零件不同安裝方法2、減小載荷及其變化、減小載荷及其變化（5） 工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度影響工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度影響工件內(nèi)應(yīng)力工件內(nèi)應(yīng)力 外部載荷去除后仍殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力為內(nèi)應(yīng)力

45、 內(nèi)應(yīng)力是由于材料內(nèi)部宏觀或微觀的組織發(fā)生不均勻的體積變化而造成 內(nèi)應(yīng)力往往處于一種不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。在外部因素作用下，內(nèi)應(yīng)力重新分配，工件變形，破壞原有的加工精度。舉例：鑄件殘余應(yīng)力形成過(guò)程BAC鑄件：B部分比A、C部分厚A、C部分冷卻快，先凝固；B部分冷卻慢，后凝固。先凝固的A、C部分阻止B部分凝固收縮。B受拉應(yīng)力，A、C受壓應(yīng)力使用時(shí)，A部開(kāi)口：A內(nèi)壓應(yīng)力消失，B、C內(nèi)應(yīng)力重新分配，鑄件變形75例： 機(jī)床床身鑄件，為提高導(dǎo)軌面的耐磨性，采用局部激冷采用局部激冷的工藝的工藝使他冷卻更快一些，這樣可以獲得高的硬度，但鑄件內(nèi)應(yīng)力更大，導(dǎo)軌表面 經(jīng)粗經(jīng)粗加工刨去一層，引起內(nèi)應(yīng)力重加工刨去一層，引

46、起內(nèi)應(yīng)力重新分布，產(chǎn)生彎曲變形，新分布，產(chǎn)生彎曲變形，新平衡過(guò)程需較長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)軌精加工后除去大部分變形，但內(nèi)部還在變化，合格的導(dǎo)軌面喪失原有的精度。 合理設(shè)計(jì)工件結(jié)構(gòu)：各部壁厚均勻，結(jié)構(gòu)對(duì)合理設(shè)計(jì)工件結(jié)構(gòu)：各部壁厚均勻，結(jié)構(gòu)對(duì)稱稱 采取熱處理措施采取熱處理措施 鑄、鍛、焊接零件毛坯在加工前安排時(shí)效、退火和回火； 重要零件加工過(guò)程中安排時(shí)效：粗、精加工之間安排時(shí)效 采取噴丸、振動(dòng)等措施采取噴丸、振動(dòng)等措施 合理安排工藝過(guò)程粗、精加工分開(kāi)合理安排工藝過(guò)程粗、精加工分開(kāi) 時(shí)效處理時(shí)效處理減小工件內(nèi)應(yīng)力的措施減小工件內(nèi)應(yīng)力的措施工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)熱

47、源工藝系統(tǒng)熱源 內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源 動(dòng)力源（電機(jī)、液壓系統(tǒng)）產(chǎn)生熱量動(dòng)力源（電機(jī)、液壓系統(tǒng)）產(chǎn)生熱量 傳動(dòng)系統(tǒng)摩擦生熱傳動(dòng)系統(tǒng)摩擦生熱 切削過(guò)程產(chǎn)生熱量切削過(guò)程產(chǎn)生熱量 （車削（車削30%、鉆削、鉆削50%、磨削、磨削80%的切削熱傳遞給工件）的切削熱傳遞給工件） 外部熱源外部熱源 陽(yáng)光、照明、取暖設(shè)備陽(yáng)光、照明、取暖設(shè)備精密機(jī)床要求恒溫環(huán)境精密機(jī)床要求恒溫環(huán)境受熱變形影響受熱變形影響機(jī)床熱變形的影響機(jī)床熱變形的影響工件熱變形的影響工件熱變形的影響刀具熱變形的影響刀具熱變形的影響 機(jī)床體積大，熱容量大，達(dá)到熱平衡的時(shí)間長(zhǎng)；機(jī)床體積大，熱容量大，達(dá)到熱平衡的時(shí)間長(zhǎng)； 機(jī)床各部分受熱變形不均勻，破壞

48、原有的位置精度。機(jī)床各部分受熱變形不均勻，破壞原有的位置精度。車、銑、鏜床：主軸箱發(fā)熱；車、銑、鏜床：主軸箱發(fā)熱；磨床：磨頭軸承和液壓系統(tǒng)磨床：磨頭軸承和液壓系統(tǒng)機(jī)床熱變形的影響機(jī)床熱變形的影響 車床主軸發(fā)熱使主軸箱在垂直面向內(nèi)和水平向內(nèi)發(fā)生偏移和傾斜。在垂直向內(nèi)，主軸箱的溫升使主軸升高，又因主軸前軸承的發(fā)熱量大于后軸承的發(fā)熱量，主軸前端比后端高，由于主軸箱熱量傳給床身，床身導(dǎo)軌向上臺(tái)起，故而加劇了主軸的傾斜。車床受熱變形a） 車床受熱變形形態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 / h0 1 2 3 450150100200位移 /m20406080溫升 / Yy前軸承溫升b） 溫升與變形曲線79龍門(mén)刨床、導(dǎo)軌磨床等機(jī)

49、床 床身熱變形是影響加工精度的主要因素：因其床身較長(zhǎng)、導(dǎo)軌稍有溫差，就會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲變形。 床身上下表面產(chǎn)生溫差的原因，不僅是由于工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱所知，環(huán)境溫度的影響也很大。導(dǎo)軌磨床受熱變形80雙端面磨床： 切削熱噴向床身中部的頂面，使其局部受熱而產(chǎn)生中凸變形。使兩砂輪的端面產(chǎn)生傾斜。 81立銑床受熱變形形態(tài)立式平面磨床： 主軸承和主電機(jī)的發(fā)熱傳到立柱，使立柱內(nèi)側(cè)溫度高于外側(cè)，因而引起立柱的彎曲變形。 工件熱變形的影響工件熱變形的影響 熱脹冷縮產(chǎn)生尺寸誤差 車、磨軸類零件時(shí)的熱伸長(zhǎng)公式 受熱不均勻CC1mmLLLLoo工件平均溫升，工件熱膨脹系數(shù)，工件熱變形方向尺寸，尺寸誤差/加工中

50、加工后刀具熱變形的影響曲線：刀具熱變形的影響曲線：A：車刀熱伸長(zhǎng)曲線B：車刀冷縮短曲線C：加工一批短小軸件的刀具熱伸長(zhǎng)曲線 tm：加工時(shí)間 ts：裝卸時(shí)間控制工藝系統(tǒng)熱變形的措施控制工藝系統(tǒng)熱變形的措施減少熱量產(chǎn)生和傳入加強(qiáng)散熱能力均衡溫度場(chǎng)控制環(huán)境溫度：恒溫室熱補(bǔ)償措施結(jié)構(gòu)上：隔離電機(jī)、液壓系統(tǒng)等熱源結(jié)構(gòu)上：隔離電機(jī)、液壓系統(tǒng)等熱源 縮短傳動(dòng)鏈，減少摩擦生熱縮短傳動(dòng)鏈，減少摩擦生熱 正確選擇切削用量、磨削用量正確選擇切削用量、磨削用量及時(shí)刃磨刀具、修整砂輪及時(shí)刃磨刀具、修整砂輪采用高效冷卻方式（噴霧冷卻、冷凍采用高效冷卻方式（噴霧冷卻、冷凍機(jī)強(qiáng)制冷卻）機(jī)強(qiáng)制冷卻）機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)、熱

51、補(bǔ)償結(jié)構(gòu)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)、熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)熱變形發(fā)生在誤差非敏感方向熱變形發(fā)生在誤差非敏感方向預(yù)熱預(yù)熱eg：精密絲杠磨削，利用公式求工件熱伸長(zhǎng)引起的螺距誤差，：精密絲杠磨削，利用公式求工件熱伸長(zhǎng)引起的螺距誤差，采用校正機(jī)構(gòu)，改變切削參數(shù)采用校正機(jī)構(gòu)，改變切削參數(shù)85例例1：磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹解決解決：導(dǎo)軌下加回油槽平面磨床補(bǔ)償油溝86例例2：立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決解決：采用熱空氣加熱立柱后壁（圖4-41）。均衡立柱前后壁溫度場(chǎng)加工中心熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)立柱車床主軸箱定位面位置選擇y-zyzz查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素后，設(shè)法對(duì)其直接進(jìn)行查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素

52、后，設(shè)法對(duì)其直接進(jìn)行消除或減弱，如細(xì)長(zhǎng)軸加工用跟刀架會(huì)導(dǎo)致工件彎曲消除或減弱，如細(xì)長(zhǎng)軸加工用跟刀架會(huì)導(dǎo)致工件彎曲變形變形，現(xiàn)采用反拉法切削工件受拉不受壓不會(huì)因偏心現(xiàn)采用反拉法切削工件受拉不受壓不會(huì)因偏心壓縮而產(chǎn)生彎曲變形壓縮而產(chǎn)生彎曲變形一、直接減小或一、直接減小或消除原始誤差消除原始誤差二、補(bǔ)償或抵消二、補(bǔ)償或抵消原始誤差原始誤差誤差補(bǔ)償法是在充分掌握誤差變化規(guī)律的條件下，人誤差補(bǔ)償法是在充分掌握誤差變化規(guī)律的條件下，人為地造出一種新的原始誤差，去抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中為地造出一種新的原始誤差，去抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差，盡量使兩者大小相等、方向相反而存在的原始誤差，盡量使兩者大小相等、

53、方向相反而達(dá)到使誤差抵消得盡可能徹底的目的。達(dá)到使誤差抵消得盡可能徹底的目的。6.2.3 提高加工精度的措施提高加工精度的措施三、誤差轉(zhuǎn)移法三、誤差轉(zhuǎn)移法誤差轉(zhuǎn)移法就是把原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差誤差轉(zhuǎn)移法就是把原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差的非敏感方向。例如，轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)位刀架采用的非敏感方向。例如，轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)位刀架采用“立立刀刀”安裝法安裝法; 利用鏜模進(jìn)行鏜孔，主軸與鏜桿浮動(dòng)聯(lián)接。利用鏜模進(jìn)行鏜孔，主軸與鏜桿浮動(dòng)聯(lián)接。圖圖 反拉法切削細(xì)長(zhǎng)軸反拉法切削細(xì)長(zhǎng)軸 a) 正向進(jìn)給正向進(jìn)給 b) 反向進(jìn)給反向進(jìn)給通過(guò)導(dǎo)軌凸起補(bǔ)償橫梁變形通過(guò)導(dǎo)軌凸起補(bǔ)償橫梁變形螺紋加工校正機(jī)構(gòu)螺紋加工校正

54、機(jī)構(gòu)1工件工件2絲杠螺母絲杠螺母 3車床絲杠車床絲杠 4杠桿杠桿 5校正尺校正尺 6滾柱滾柱 7工作尺面工作尺面立軸轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移立軸轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移五、就地加工法五、就地加工法全部零件按經(jīng)濟(jì)精度制造，然后裝配成部件或產(chǎn)品，且全部零件按經(jīng)濟(jì)精度制造，然后裝配成部件或產(chǎn)品，且各零部件之間具有工作時(shí)要求的相對(duì)位置，最后以一個(gè)各零部件之間具有工作時(shí)要求的相對(duì)位置，最后以一個(gè)表面為基準(zhǔn)加工另一個(gè)有位置精度要求的表面，實(shí)現(xiàn)最表面為基準(zhǔn)加工另一個(gè)有位置精度要求的表面，實(shí)現(xiàn)最終精加工，這就是終精加工，這就是“就地加工就地加工”法，也稱自身加工修配法。法，也稱自身加工修配法。六、主動(dòng)測(cè)量

55、六、主動(dòng)測(cè)量與閉環(huán)控制與閉環(huán)控制加工過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量出工件實(shí)際尺寸，根據(jù)測(cè)量結(jié)果控加工過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量出工件實(shí)際尺寸，根據(jù)測(cè)量結(jié)果控制刀具與工件的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。制刀具與工件的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。四、誤差分組法四、誤差分組法誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)測(cè)量誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)測(cè)量按大小分為按大小分為n組，每組尺寸誤差就縮減為原來(lái)的組，每組尺寸誤差就縮減為原來(lái)的1/n。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具位置，使整批工然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具位置，使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。件的尺寸分散范圍大大縮小。956.2.4 機(jī)械機(jī)械加工誤差的加工誤差

56、的綜合綜合分析分析方法方法 前面分析了影響加工精度的原始誤差，從原始誤差中找出影響加工誤差的規(guī)律，實(shí)際上加工誤差是一綜合誤差。 同一加工誤差產(chǎn)生的原因可以是多種多樣的同一加工誤差產(chǎn)生的原因可以是多種多樣的，實(shí)際上分析問(wèn)題總是從加工誤差著手，根據(jù)原始誤差作用規(guī)律尋找原始誤差，現(xiàn)在一般采用統(tǒng)計(jì)分析的方法分析加工誤差，找出規(guī)律，然后在這些規(guī)律中尋找原始誤差的影響，從而消除原始誤差。961、系統(tǒng)誤差、系統(tǒng)誤差 在連續(xù)加工一批工件時(shí)，其大小和方向均不改變，或按一定規(guī)律變化的加工誤差。常值系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差其大小和方向均不改變。如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形，調(diào)整誤差，機(jī)

57、床、夾具、量具的磨損等因素引起的加工誤差。變值系統(tǒng)誤差誤差大小和方向按一定規(guī)律變化。如機(jī)床、夾具、刀具在熱平衡前的熱變形，刀具磨損等因素引起的加工誤差。 按數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論，各種加工誤差按他們?cè)谝慌慵谐霈F(xiàn)的規(guī)律，可分為兩大類：系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。97在連續(xù)加工一批工件時(shí)，其大小和方向隨機(jī)變化的加工誤差。 隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機(jī)因素共同作用而引起的。 隨機(jī)誤差服從統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。 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；定位誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等。2、隨機(jī)誤差、隨機(jī)誤差98解決途徑解決途徑常值性誤差常值性誤差調(diào)整變值性誤差變值性誤差自動(dòng)周期補(bǔ)償隨機(jī)誤差隨機(jī)誤

58、差盡量減小盡量減小99定義：以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)對(duì)許多工件進(jìn)行檢查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，從中找出規(guī)律性的東西，進(jìn)而獲得解決問(wèn)題的途徑。過(guò)程：母體試樣數(shù)據(jù)作圖結(jié)論措施抽樣測(cè)定處理分析研究處理1003、實(shí)驗(yàn)分布圖（直方圖）的繪制方法、實(shí)驗(yàn)分布圖（直方圖）的繪制方法基本概念： 樣本樣本：用于抽取測(cè)量的一批工件 樣本容量樣本容量n n ：抽取樣本的件數(shù)；樣本容量通常取 n = 50200 隨機(jī)變量隨機(jī)變量x x：任意抽取的零件的加工尺寸。 極差極差R R：抽取的樣本尺寸的最大值和最小值之差。 R=Xmax-Xmin 組距組距d d：將樣本尺寸按大小順序排列，并分為k組，組距為d 1KRd101頻數(shù)

59、頻數(shù)m mi i：同一尺寸或同一誤差組的零件數(shù)量mi稱為頻數(shù)。頻率頻率f fi i：頻數(shù)與樣本容量的比值。nmfii平均值平均值 ：表示樣本的尺寸分散中心。標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差S S：反映了一批工件的尺寸分散程度11niixxn2111niisxxnx102繪制步驟1）采集數(shù)據(jù)）采集數(shù)據(jù) 樣本容量通常取 n = 502002）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值 按表2-2初選分組數(shù) k； 確定組距 d： 取整，dd 確定分組數(shù) k：maxmin11xxRdkk 確定各組組界、組中值（第一組以Xmin為組中值） 統(tǒng)計(jì)各組頻數(shù)1Rkdkjddjx32121min， 103-14

60、.5-8.55-3.5y y （頻數(shù)）（偏差值）（平均偏差）（平均偏差）-15-10-5（公差帶中心）（公差帶中心）（公差帶下限）（公差帶下限）（公差帶上限）（公差帶上限）3）計(jì)算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差）計(jì)算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差:4）畫(huà)直方圖）畫(huà)直方圖：以工件尺寸（誤差）為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)。104從實(shí)驗(yàn)分布曲線可以看出： 工件尺寸的工件尺寸的分散范圍分散范圍是是 ； 存在常值系統(tǒng)誤差：存在常值系統(tǒng)誤差： 樣本零件的尺寸基本符合正態(tài)分布規(guī)律。樣本零件的尺寸基本符合正態(tài)分布規(guī)律。)(minmaxXX105正態(tài)分布正態(tài)分布 式中 和 分別為 正態(tài)分布隨機(jī)變量總體平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。 平均值 =0，