機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第19講(2015)

1、第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制 第二節(jié)第二節(jié) 影響機(jī)械加工精度的因素影響機(jī)械加工精度的因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差二、裝夾誤差二、裝夾誤差三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制4-13 在三臺(tái)車床上分別加工三批工件的外圓表在三臺(tái)車床上分別加工三批工件的外圓表面，加工后經(jīng)測(cè)量，三批工件分別產(chǎn)生了如圖面，加工后經(jīng)測(cè)量，三批工件分別產(chǎn)生了如圖4-76所示的形狀誤差，試分析產(chǎn)生上述形狀誤差的所示的形狀誤差，試分析產(chǎn)生上述形狀誤差的主要原因。主要原因。 圖圖4-76 習(xí)題習(xí)題4-13圖

2、圖第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制四、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差四、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)在熱源作用下產(chǎn)生的局部變形，會(huì)破壞工藝系統(tǒng)在熱源作用下產(chǎn)生的局部變形，會(huì)破壞刀具與工件的正確位置關(guān)系，使工件產(chǎn)生加工誤刀具與工件的正確位置關(guān)系，使工件產(chǎn)生加工誤差。差。熱變形對(duì)加工精度影響較大，特別是在精密加工熱變形對(duì)加工精度影響較大，特別是在精密加工和大件加工中，熱變形所引起的加工誤差通常會(huì)和大件加工中，熱變形所引起的加工誤差通常會(huì)占到工件加工總誤差的占到工件加工總誤差的40%70%。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（一）（一） 工藝系統(tǒng)的熱源工藝

3、系統(tǒng)的熱源（1） 切削熱切削熱 切削加工過程中，消耗能量的絕大切削加工過程中，消耗能量的絕大部分轉(zhuǎn)化為切削熱。切削熱將傳入工件、刀具、部分轉(zhuǎn)化為切削熱。切削熱將傳入工件、刀具、切屑和周圍介質(zhì)，它是工藝系統(tǒng)中工件和刀具熱切屑和周圍介質(zhì)，它是工藝系統(tǒng)中工件和刀具熱變形的主要熱源。變形的主要熱源。車削時(shí)傳給工件的熱量占總切削熱的車削時(shí)傳給工件的熱量占總切削熱的30%左右；左右；銑削、刨削時(shí)小于銑削、刨削時(shí)小于30%；鉆削和鏜削時(shí)往往超過；鉆削和鏜削時(shí)往往超過50%；磨削有時(shí)多達(dá)；磨削有時(shí)多達(dá)80 %以上。以上。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（2） 摩擦熱和動(dòng)力裝置能量損耗發(fā)出

4、的熱摩擦熱和動(dòng)力裝置能量損耗發(fā)出的熱機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件為克服摩擦所做機(jī)械功轉(zhuǎn)變的熱量機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件為克服摩擦所做機(jī)械功轉(zhuǎn)變的熱量,機(jī)床動(dòng)力裝置工作時(shí)因能量損耗發(fā)出的熱，它們機(jī)床動(dòng)力裝置工作時(shí)因能量損耗發(fā)出的熱，它們是機(jī)床熱變形的主要熱源。是機(jī)床熱變形的主要熱源。 （3） 外部熱源外部熱源主要是指周圍環(huán)境溫度通過空氣對(duì)流以及日光、主要是指周圍環(huán)境溫度通過空氣對(duì)流以及日光、照明、取暖設(shè)備等熱源通過輻射傳到工藝系統(tǒng)的照明、取暖設(shè)備等熱源通過輻射傳到工藝系統(tǒng)的熱量。其對(duì)機(jī)床熱變形的影響也不可忽視。熱量。其對(duì)機(jī)床熱變形的影響也不可忽視。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制在工作狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)

5、一方面經(jīng)受各種熱源的在工作狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)一方面經(jīng)受各種熱源的作用使溫度逐漸升高，另一方面同時(shí)通過各種傳作用使溫度逐漸升高，另一方面同時(shí)通過各種傳熱方式向周圍介質(zhì)散發(fā)熱量。熱方式向周圍介質(zhì)散發(fā)熱量。當(dāng)工件、刀具和機(jī)床的溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，單當(dāng)工件、刀具和機(jī)床的溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)傳出和傳入的熱量接近相等時(shí)，工藝系位時(shí)間內(nèi)傳出和傳入的熱量接近相等時(shí)，工藝系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)各部分的溫度保持在某一相對(duì)固定的數(shù)值上，系統(tǒng)各部分的溫度保持在某一相對(duì)固定的數(shù)值上，工藝系統(tǒng)的熱變形將趨于相對(duì)穩(wěn)定。工藝系統(tǒng)的熱變形將趨于相對(duì)穩(wěn)定

6、。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1. 工件熱變形對(duì)加工精度的影響工件熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)械加工過程中，使工件產(chǎn)生熱變形的熱源主要機(jī)械加工過程中，使工件產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。對(duì)于精密零件，環(huán)境溫度變化和日光、是切削熱。對(duì)于精密零件，環(huán)境溫度變化和日光、取暖設(shè)備等外部熱源對(duì)工藝系統(tǒng)的局部輻射等也取暖設(shè)備等外部熱源對(duì)工藝系統(tǒng)的局部輻射等也不容忽視。不容忽視。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制車削或磨削軸類工件外圓時(shí)，可近似看成是均勻車削或磨削軸類工件外圓時(shí)，可近似看成是均勻

7、受熱的情況。工件均勻受熱影響工件的尺寸精度，受熱的情況。工件均勻受熱影響工件的尺寸精度，其變形量其變形量 L（mm）可按下式估算：）可按下式估算： LL （4-19）式中式中 L工件變形方向的長(zhǎng)度（或直徑）（工件變形方向的長(zhǎng)度（或直徑）（mm）；）； 工件的熱膨脹系數(shù)（工件的熱膨脹系數(shù)（1/C ） ； 工件的平均溫升（工件的平均溫升（C）。）。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制對(duì)于精密加工，熱變形是一個(gè)不容忽視的重要問對(duì)于精密加工，熱變形是一個(gè)不容忽視的重要問題。例如在磨削題。例如在磨削400mm長(zhǎng)絲杠螺紋時(shí)，如被磨長(zhǎng)絲杠螺紋時(shí)，如被磨絲杠的溫度比機(jī)床母絲杠高絲杠的溫度比

8、機(jī)床母絲杠高1C，則被磨絲杠將，則被磨絲杠將伸長(zhǎng)伸長(zhǎng) L=1.1710-54001 = 0.0047 mm5 級(jí)絲杠的螺距累積誤差在級(jí)絲杠的螺距累積誤差在400mm長(zhǎng)度上，不允長(zhǎng)度上，不允許超過許超過5m，由此可見，熱變形對(duì)精密加工件的，由此可見，熱變形對(duì)精密加工件的影響是很大的。影響是很大的。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制磨削加工薄片類工磨削加工薄片類工件的平面，如圖件的平面，如圖4 -30所示，就屬于不所示，就屬于不均勻受熱的情況均勻受熱的情況（常在銑、刨、磨（常在銑、刨、磨平面時(shí)出現(xiàn)）。平面時(shí)出現(xiàn)）。圖圖4-30 不均勻受熱引起的熱變形不均勻受熱引起的熱變形第四章

9、第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制由圖知，工件的凸起量由圖知，工件的凸起量 （420） 由式（由式（4 -20）可知，工件凸起量）可知，工件凸起量f 與工件長(zhǎng)度與工件長(zhǎng)度 L 的平方成正比，且工件的厚度的平方成正比，且工件的厚度H愈?。ㄔ谝欢ㄓ。ㄔ谝欢ǚ秶鷥?nèi)），工件的凸起量范圍內(nèi)），工件的凸起量f 就越大。就越大。HaLf82 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制2. 刀具熱變形對(duì)加工精度的影響刀具熱變形對(duì)加工精度的影響 使刀具產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。使刀具產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。切削熱傳入刀具的比例雖然不大切削熱傳入刀具的比例雖然不大(車削時(shí)約為

10、車削時(shí)約為5%左右左右)，但由于刀具體積小，熱容量小，所以刀，但由于刀具體積小，熱容量小，所以刀具切削部分的溫升仍較高。例如，車削時(shí)，高速具切削部分的溫升仍較高。例如，車削時(shí)，高速鋼車刀刀刃部位的溫度可達(dá)鋼車刀刀刃部位的溫度可達(dá)600C，刀具的熱伸，刀具的熱伸長(zhǎng)量可達(dá)長(zhǎng)量可達(dá)0.030.05mm；硬質(zhì)合金刀具刀刃部位；硬質(zhì)合金刀具刀刃部位的溫度可達(dá)的溫度可達(dá)1000C。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制圖圖4 -31為車刀的熱變形曲線。為車刀的熱變形曲線。實(shí)際加工中，刀具往往作間斷切削，有短暫的冷實(shí)際加工中，刀具往往作間斷切削，有短暫的冷卻時(shí)間，熱變形量相對(duì)較小。卻時(shí)間，

11、熱變形量相對(duì)較小。斷續(xù)切削使車刀達(dá)到斷續(xù)切削使車刀達(dá)到熱平衡所需時(shí)間比連熱平衡所需時(shí)間比連續(xù)切削時(shí)車刀達(dá)到熱續(xù)切削時(shí)車刀達(dá)到熱平衡所需時(shí)間要短。平衡所需時(shí)間要短。 圖圖4-31 車刀的熱變形曲線車刀的熱變形曲線圖圖4-31 車刀的熱變形曲線車刀的熱變形曲線第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制粗加工時(shí)，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響一般可粗加工時(shí)，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響一般可以忽略不計(jì)；精加工尤其是精密加工時(shí)，刀具熱以忽略不計(jì)；精加工尤其是精密加工時(shí)，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響較為顯著，它會(huì)使加工表變形對(duì)加工精度的影響較為顯著，它會(huì)使加工表面產(chǎn)生尺寸誤差或形狀誤差。面產(chǎn)生尺寸誤

12、差或形狀誤差。3. 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響使機(jī)床產(chǎn)生熱變形的熱源主要是摩擦熱、傳動(dòng)熱使機(jī)床產(chǎn)生熱變形的熱源主要是摩擦熱、傳動(dòng)熱和外界熱源傳入的熱量。和外界熱源傳入的熱量。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制由于機(jī)床內(nèi)部熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)由于機(jī)床內(nèi)部熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件的溫升是各不相同的，機(jī)床零雜性，機(jī)床各部件的溫升是各不相同的，機(jī)床零部件間會(huì)產(chǎn)生不均勻的變形，這就破壞了機(jī)床各部件間會(huì)產(chǎn)生不均勻的變形，這就破壞了機(jī)床各部件原有的相互位置關(guān)系。部件原有的相互位置關(guān)系。不同類型的機(jī)床，其主要熱源各不相同，熱變形不

13、同類型的機(jī)床，其主要熱源各不相同，熱變形對(duì)加工精度的影響也不相同。對(duì)加工精度的影響也不相同。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制車床、銑床和鉆、鏜類機(jī)床的主要熱源來自主軸車床、銑床和鉆、鏜類機(jī)床的主要熱源來自主軸箱（圖箱（圖4 32）。）。 圖圖4-32 車床的熱變形示意圖車床的熱變形示意圖第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制磨床通常都有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和高速回轉(zhuǎn)的磨頭，磨床通常都有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和高速回轉(zhuǎn)的磨頭，并使用大量冷卻液，它們都是磨床的主要熱源。并使用大量冷卻液，它們都是磨床的主要熱源。圖圖4-33 外圓磨床的熱變形示意圖外圓磨床的熱變形示意圖1-床身

14、床身 2-導(dǎo)軌導(dǎo)軌 3-頭架頭架 4-砂輪砂輪 5-砂輪架砂輪架 6-螺母螺母第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制立式銑床受熱變形形態(tài)立式銑床受熱變形形態(tài)導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（三）（三） 減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑1. 減少發(fā)熱量減少發(fā)熱量分離熱源，改善摩擦條件，加強(qiáng)潤(rùn)滑，采取隔熱分離熱源，改善摩擦條件，加強(qiáng)潤(rùn)滑，采取隔熱措施（隔熱罩、風(fēng)扇等）。通過控制切削用量和措施（隔熱罩、風(fēng)扇等）。通過控制切削用量和刀具幾何參數(shù)，可減少切削熱。刀具幾何參數(shù)，可減少切削熱。2. 改善散熱條件改善

15、散熱條件加工時(shí)采用切削液；使用風(fēng)扇、散熱片，利用循加工時(shí)采用切削液；使用風(fēng)扇、散熱片，利用循環(huán)潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，還可采用強(qiáng)制冷卻等方法。環(huán)潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，還可采用強(qiáng)制冷卻等方法。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制3. 均衡溫度場(chǎng)均衡溫度場(chǎng) 如圖如圖4-34所示為平面磨床所采用所示為平面磨床所采用的均衡溫度場(chǎng)措施的示意圖。的均衡溫度場(chǎng)措施的示意圖。圖圖4-34 平面磨床床身底部用回油加溫平面磨床床身底部用回油加溫油箱油箱油溝油溝第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制4. 改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu) （如圖（如圖4 -35a、b，圖，圖4 -36）。）。 圖圖4-35

16、車床主軸箱定位面位置對(duì)熱變形方向的影響車床主軸箱定位面位置對(duì)熱變形方向的影響第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制5. 加快溫度場(chǎng)平衡加快溫度場(chǎng)平衡 加工前對(duì)機(jī)床進(jìn)行高速空運(yùn)加工前對(duì)機(jī)床進(jìn)行高速空運(yùn)轉(zhuǎn)，使其在較短時(shí)間內(nèi)盡快進(jìn)入熱平衡狀態(tài)。轉(zhuǎn)，使其在較短時(shí)間內(nèi)盡快進(jìn)入熱平衡狀態(tài)。6. 控制環(huán)境溫度控制環(huán)境溫度 精密加工、計(jì)量和裝配都應(yīng)在精密加工、計(jì)量和裝配都應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行。恒溫條件下進(jìn)行。圖圖4-36 雙端面磨床主軸結(jié)構(gòu)雙端面磨床主軸結(jié)構(gòu)第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制五、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差五、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差 （一）（一） 內(nèi)應(yīng)力

17、及其對(duì)加工精度的影響內(nèi)應(yīng)力及其對(duì)加工精度的影響 1. 內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力亦稱殘余應(yīng)力，是指在沒有外力作用下或內(nèi)應(yīng)力亦稱殘余應(yīng)力，是指在沒有外力作用下或去除外力作用后殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。去除外力作用后殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。它是由于金屬內(nèi)部宏觀的或微觀的組織發(fā)生了不它是由于金屬內(nèi)部宏觀的或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。均勻的體積變化而產(chǎn)生的。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制工件一旦有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，就會(huì)使工件處于一種高工件一旦有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，就會(huì)使工件處于一種高能位不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，它本能地要向低能位穩(wěn)能位不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，它本能地要向低能位穩(wěn)定的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化

18、速度或快或慢，但遲早定的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化速度或快或慢，但遲早總是要轉(zhuǎn)化的，轉(zhuǎn)化的速度取決于外界條件。總是要轉(zhuǎn)化的，轉(zhuǎn)化的速度取決于外界條件。當(dāng)帶有內(nèi)應(yīng)力的工件受到力或熱的作用而失去原當(dāng)帶有內(nèi)應(yīng)力的工件受到力或熱的作用而失去原有的平衡時(shí)，內(nèi)應(yīng)力就將重新分布以達(dá)到新的平有的平衡時(shí)，內(nèi)應(yīng)力就將重新分布以達(dá)到新的平衡。在內(nèi)應(yīng)力變化的過程中，零件產(chǎn)生相應(yīng)的變衡。在內(nèi)應(yīng)力變化的過程中，零件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而使工件喪失原有的加工精度。形，從而使工件喪失原有的加工精度。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制2. 內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因（1） 熱加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力熱加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)

19、力 在鑄造、鍛壓、在鑄造、鍛壓、焊接和熱處理等加工中，由于工件壁厚不均、冷焊接和熱處理等加工中，由于工件壁厚不均、冷卻不均或金相組織轉(zhuǎn)變等原因，都會(huì)使工件產(chǎn)生卻不均或金相組織轉(zhuǎn)變等原因，都會(huì)使工件產(chǎn)生 內(nèi)應(yīng)力?，F(xiàn)以鑄造內(nèi)應(yīng)力?，F(xiàn)以鑄造如圖如圖4 -37a所示的所示的內(nèi)外壁厚相差較大內(nèi)外壁厚相差較大的鑄件說明。的鑄件說明。圖圖4-37a） 鑄件內(nèi)應(yīng)力的形成鑄件內(nèi)應(yīng)力的形成第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制如果在有內(nèi)應(yīng)力的工件上如果在有內(nèi)應(yīng)力的工件上A處開一缺口，則工件處開一缺口，則工件的內(nèi)應(yīng)力將重新分布并達(dá)到新的平衡狀態(tài)。在內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力將重新分布并達(dá)到新的平衡狀態(tài)。在內(nèi)應(yīng)力重新

20、分布過程中，工件將伴有變形產(chǎn)生。應(yīng)力重新分布過程中，工件將伴有變形產(chǎn)生。圖圖4-37 鑄件內(nèi)應(yīng)力的形成及變形鑄件內(nèi)應(yīng)力的形成及變形第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（2）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力圖圖4-38 冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力冷校直工藝方法是指冷校直工藝方法是指常溫下，在一些長(zhǎng)棒常溫下，在一些長(zhǎng)棒料或細(xì)長(zhǎng)零件彎曲的料或細(xì)長(zhǎng)零件彎曲的反方向施加外力，使反方向施加外力，使工件產(chǎn)生塑性變形，工件產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到校直的目的。以達(dá)到校直的目的。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制但在冷校直后的工件內(nèi)部卻產(chǎn)生了附加內(nèi)應(yīng)力。但在冷校

21、直后的工件內(nèi)部卻產(chǎn)生了附加內(nèi)應(yīng)力。圖圖4-38 冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制當(dāng)應(yīng)力平衡狀態(tài)一旦被破壞之后（或由于在軸上當(dāng)應(yīng)力平衡狀態(tài)一旦被破壞之后（或由于在軸上切掉一層材料，或由于其它外界條件變化），工切掉一層材料，或由于其它外界條件變化），工件內(nèi)部的應(yīng)力又會(huì)重新分布而使工件還會(huì)朝原來件內(nèi)部的應(yīng)力又會(huì)重新分布而使工件還會(huì)朝原來的彎曲方向變回去（參見圖的彎曲方向變回去（參見圖4 40）。）。 圖圖4-40 內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的工件變形內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的工件變形第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制3. 內(nèi)應(yīng)力重新分布

22、引起的變形內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形如果工件內(nèi)部存在拉、壓平衡的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過加如果工件內(nèi)部存在拉、壓平衡的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過加工后，原有的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞，工件就工后，原有的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞，工件就將通過變形重新建立新的應(yīng)力平衡。將通過變形重新建立新的應(yīng)力平衡。圖圖4-39 鑄件加工由內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的工件變形鑄件加工由內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的工件變形第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（二）（二） 減小或消除內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑減小或消除內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑1. 合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu) 應(yīng)盡量做到壁厚均勻、應(yīng)盡量做到壁厚均勻、結(jié)構(gòu)對(duì)稱，以減小內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。結(jié)構(gòu)對(duì)

23、稱，以減小內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。2. 合理安排工藝過程合理安排工藝過程 工件中如有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生工件中如有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生,必然會(huì)有變形發(fā)生，應(yīng)使內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的必然會(huì)有變形發(fā)生，應(yīng)使內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形能在進(jìn)行機(jī)械加工之前或在粗加工階段盡早變形能在進(jìn)行機(jī)械加工之前或在粗加工階段盡早完成，不讓內(nèi)應(yīng)力變形發(fā)生在精加工階段或精加完成，不讓內(nèi)應(yīng)力變形發(fā)生在精加工階段或精加工之后。工之后。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制鑄件、鍛件、焊接件在進(jìn)入機(jī)械加工之前，應(yīng)安鑄件、鍛件、焊接件在進(jìn)入機(jī)械加工之前，應(yīng)安排退火、回火等熱處理工序；對(duì)箱體、床身等重排退火、回火等熱處理工序；對(duì)箱體、床身等重要

24、零件，在粗加工之后尚需適當(dāng)安排時(shí)效工序；要零件，在粗加工之后尚需適當(dāng)安排時(shí)效工序；工件上一些重要表面的粗、精加工工序宜分階段工件上一些重要表面的粗、精加工工序宜分階段安排，使工件在粗加工之后能有更多的時(shí)間通過安排，使工件在粗加工之后能有更多的時(shí)間通過變形使內(nèi)應(yīng)力重新分布，待工件充分變形之后再變形使內(nèi)應(yīng)力重新分布，待工件充分變形之后再進(jìn)行精加工，以減小內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。進(jìn)行精加工，以減小內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制六、其它誤差六、其它誤差1. 原理誤差原理誤差原理誤差是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似原理誤差是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)、近

25、似的刀刃形狀等原因而產(chǎn)生的加工誤差。的刀刃形狀等原因而產(chǎn)生的加工誤差。 利用成形法銑削加工直齒圓柱齒輪時(shí)，理論上對(duì)利用成形法銑削加工直齒圓柱齒輪時(shí)，理論上對(duì)模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪都要設(shè)計(jì)專用的齒輪模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪都要設(shè)計(jì)專用的齒輪銑刀，但在實(shí)際生產(chǎn)中，將齒輪的常用齒數(shù)進(jìn)行銑刀，但在實(shí)際生產(chǎn)中，將齒輪的常用齒數(shù)進(jìn)行分組，每一組齒輪都用同一把銑刀加工，這樣就分組，每一組齒輪都用同一把銑刀加工，這樣就不可避免產(chǎn)生齒形誤差。不可避免產(chǎn)生齒形誤差。 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制附表附表 一組一組8把模數(shù)銑刀所銑的齒輪齒數(shù)把模數(shù)銑刀所銑的齒輪齒數(shù)機(jī)械加工中，采用近似的成

26、形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃機(jī)械加工中，采用近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃形狀進(jìn)行加工，雖然會(huì)由此產(chǎn)生一定的原理誤差，形狀進(jìn)行加工，雖然會(huì)由此產(chǎn)生一定的原理誤差，但卻可以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和減少刀具數(shù)，只要加工但卻可以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和減少刀具數(shù)，只要加工誤差能夠控制在允許的制造公差范圍內(nèi)，就可采誤差能夠控制在允許的制造公差范圍內(nèi)，就可采用近似加工方法。用近似加工方法。刀號(hào)刀號(hào)12345678加工齒數(shù)加工齒數(shù)范圍范圍12131416172021252634355455134135齒條齒條第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制2. 調(diào)整誤差調(diào)整誤差在機(jī)械加工過程中，有許多調(diào)整工作要做，例如，在機(jī)械加工過

27、程中，有許多調(diào)整工作要做，例如，調(diào)整夾具在機(jī)床上的位置，調(diào)整刀具相對(duì)于工件調(diào)整夾具在機(jī)床上的位置，調(diào)整刀具相對(duì)于工件的位置等。由于調(diào)整不準(zhǔn)確產(chǎn)生的誤差，稱為調(diào)的位置等。由于調(diào)整不準(zhǔn)確產(chǎn)生的誤差，稱為調(diào)整誤差。整誤差。工藝系統(tǒng)的調(diào)整有試切法調(diào)整和調(diào)整法調(diào)整兩類工藝系統(tǒng)的調(diào)整有試切法調(diào)整和調(diào)整法調(diào)整兩類基本方式，產(chǎn)生調(diào)整誤差的原因各不相同?；痉绞?，產(chǎn)生調(diào)整誤差的原因各不相同。引起調(diào)整誤差的因素很多，例如調(diào)整時(shí)所用刻度引起調(diào)整誤差的因素很多，例如調(diào)整時(shí)所用刻度盤、樣板或樣件等的制造誤差等。盤、樣板或樣件等的制造誤差等。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制3. 測(cè)量誤差測(cè)量誤差測(cè)量

28、誤差是工件的測(cè)量尺寸與實(shí)際尺寸的差值。測(cè)量誤差是工件的測(cè)量尺寸與實(shí)際尺寸的差值。一定的加工精度要求應(yīng)采用相應(yīng)的測(cè)量方法和測(cè)一定的加工精度要求應(yīng)采用相應(yīng)的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器。量?jī)x器。產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因主要有：量具量?jī)x本身的制產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因主要有：量具量?jī)x本身的制造誤差及磨損，測(cè)量過程中環(huán)境溫度的影響，測(cè)造誤差及磨損，測(cè)量過程中環(huán)境溫度的影響，測(cè)量者的測(cè)量讀數(shù)誤差，測(cè)量者施力不當(dāng)引起量具量者的測(cè)量讀數(shù)誤差，測(cè)量者施力不當(dāng)引起量具量?jī)x的變形等。量?jī)x的變形等。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制加工前加工前加工中加工中加工后加工后機(jī)床誤差機(jī)床誤差刀具誤差刀具誤差?yuàn)A具誤差?yuàn)A具誤差裝

29、夾誤差裝夾誤差原理誤差原理誤差調(diào)整誤差調(diào)整誤差機(jī)床、刀具、夾具磨損機(jī)床、刀具、夾具磨損工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形工件內(nèi)應(yīng)力引起變形工件內(nèi)應(yīng)力引起變形測(cè)量誤差測(cè)量誤差工藝系統(tǒng)的誤差（原始誤差）工藝系統(tǒng)的誤差（原始誤差）第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制七、提高加工精度的途徑七、提高加工精度的途徑為保證和提高機(jī)械加工精度，首先要找出產(chǎn)生加為保證和提高機(jī)械加工精度，首先要找出產(chǎn)生加工誤差的主要因素，然后采取相應(yīng)的工藝措施以工誤差的主要因素，然后采取相應(yīng)的工藝措施以減少或控制這些因素的影響。減少或控制這些因素的影響。（1） 減小和消除原始誤差減小和消除原始誤差 這是生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種基本方法。它是在查這是生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種基本方法。它是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素后，設(shè)法對(duì)其直接進(jìn)明產(chǎn)生加工誤差的主要因素后，設(shè)法對(duì)其直接進(jìn)行消除或減弱。行消除或減弱。第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制（2）轉(zhuǎn)移原始誤差）轉(zhuǎn)移原始誤差 誤差轉(zhuǎn)移法就是把原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移誤差轉(zhuǎn)移法就是把原始誤差