第10章機械加工質(zhì)量課件

7.1機械加工質(zhì)量概述第7章機械加工質(zhì)量分析與控制產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命線按現(xiàn)代質(zhì)量觀它包括設計質(zhì)量、制造質(zhì)量和服務質(zhì)量零件制造質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎加工質(zhì)量指標分加工精度和加工表面質(zhì)量加工精度指零件加工后實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)相符的程度。符合程度愈高，加工精度愈高。實際值與理想值之差稱為加工誤差。1.7.1機械加工質(zhì)量概述第7章機械加工質(zhì)量分析與控制

零件的加工精度包括

尺寸精度、形狀精度、位置精度

通常尺寸精度要求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加工誤差越小，加工精度越高獲得加工精度的方法

（1）獲得尺寸精度的方法1）試切法用于單件小批生產(chǎn)2）調(diào)整法用于成批大量生產(chǎn)3）定尺寸刀具法生產(chǎn)率高，刀具制造復雜4）自動控制法切削測量補償調(diào)整2.零件的加工精度包括常用加工誤差的大小來評價加工精度的高低（2）獲得形狀精度的方法1）軌跡法利用刀尖運動軌跡形成工件表面形狀2）成形刀具法由刀刃的形狀形成工件表面形狀3）展成法由切削刃包絡面形成工件表面形狀（3）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來保證

本章學習目的：

了解各種因素對加工精度的影響規(guī)律，找出提高加工精度的途徑，以保證零件的加工質(zhì)量。3.（2）獲得形狀精度的方法（3）獲得相互位置精度的方法本章學7.1.1影響加工精度的因素原始誤差

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)生變動而造成。工件和刀具安裝在夾具和機床上，工件、刀具、夾具、機床構成了一個完整的工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)的種種誤差，是造成零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。4.7.1.1影響加工精度的因素原始誤差4.

原始誤差

加工前誤差加工中誤差加工后誤差調(diào)整誤差機床誤差刀具制造誤差夾具誤差加工原理誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損殘余應力引起變形測量誤差工藝系統(tǒng)熱變形5.原始誤差加工前誤差加工中誤差加工后誤差調(diào)整誤差機床誤差刀7.1.2機械加工表面質(zhì)量對機器性能的影響1.表面質(zhì)量對耐磨性的影響：粗糙度的影響、冷作硬化的影響、表面紋理的影響2.表面質(zhì)量對零件疲勞強度的影響3.表面質(zhì)量對抗腐蝕性能的影響4.表面質(zhì)量對配合性質(zhì)的影響7.1.2研究機械加工質(zhì)量的方法1.因素分析法2.統(tǒng)計分析法6.7.1.2機械加工表面質(zhì)量對機器性能的影響1.表面質(zhì)量對耐7.２.工藝系統(tǒng)的幾何誤差

7.2.1加工原理誤差

近似的成形運動或刃形所產(chǎn)生的誤差，多為形狀誤差7.2.2機床的幾何誤差

1機床主軸回轉(zhuǎn)誤差①主軸回轉(zhuǎn)誤差概念主軸回轉(zhuǎn)時實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的偏移量

三種基本形式：

a.純徑向跳動b.純角度擺動c.軸向竄動

7.7.２.工藝系統(tǒng)的幾何誤差7.2.1加工原理誤差7.②影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素

軸承本身誤差、軸承間隙、軸承間同軸度誤差，各段軸頸、軸孔的同軸度誤差主軸系統(tǒng)的剛度和熱變形等。

但它們對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式而不同8.②影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素8.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9.主軸采用滑動軸承的車床類，主軸受力方向一定，主軸頸鏜床主軸受滾動軸承結構復雜，影響主軸精度因素也較復雜除軸承本身精度外，與配合件精度有很大關系如主軸軸頸、支承座孔等精度10.滾動軸承結構復雜，影響主軸精度因素也較復雜除軸承本身精度外，產(chǎn)生軸向竄動主要原因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。主軸不同形式的回轉(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件圓度和圓柱度誤差，對工件端面無影響；

軸向竄動對圓柱表面影響不大，對端面垂直度平面度影響大，車削螺紋時會造成導程的周期性誤差；

純角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔時，會使鏜出的孔為橢圓形。11.產(chǎn)生軸向竄動主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面主軸不同形式純角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔時，若工件進給會使鏜出的孔為橢圓形。（3）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施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。12.純角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔（3）提高主2.機床導軌誤差

導軌精度要求主要有以下三方面：

①在水平面內(nèi)的直線度（以臥式車床為例）Δ1將直接反映在工件加工表面法線方向（誤差敏感方向）上，誤差ΔR=Δ1，對加工精度影響最大。刀尖在水平面內(nèi)的運動軌跡造成工件軸向形狀誤差。13.2.機床導軌誤差Δ1將直接反映在工件加工表面法線方向（誤差②在垂直面內(nèi)的直線度

Δ２對工件的尺寸和形狀誤差影響比Δ1小得多對臥式車床ΔR≈Δ22/D若設Δ2=

0.1mm,D=40mm，則ΔR

=0.00025mm，影響可忽略不計。而對平面磨床、龍門刨床誤差將直接反映在工件上。14.②在垂直面內(nèi)的直線度對臥式車床ΔR≈Δ22/D若設Δ導軌在垂直面內(nèi)的直線度的特殊情況為斜坡狀，加工的工件軸向形狀為鞍形。15.導軌在垂直面內(nèi)的直線度的特殊情況為斜坡狀，15.③前后導軌的平行度（扭曲）臥式車床或外圓磨床若前后導軌存在平行度誤差時，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)生形狀誤差。

若扭曲誤差為Δ3,工件誤差ΔR≈(H/B)Δ3，一般車床H/B≈2/3，外圓磨床H/B≈1，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，也是造成導軌誤差的重要因素。導軌磨損是機床精度下降的主要原因之一?？刹捎媚湍ズ辖痂T鐵、鑲鋼導軌、貼塑導軌、滾動導軌導軌表面淬火等措施。16.③前后導軌的平行度（扭曲）除導軌制造誤差外，導軌的不均勻３）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動的誤差，一般用傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。產(chǎn)生的原因是傳動鏈中各傳動元件的制造誤差、裝配誤差及磨損等。若傳動齒輪i在某一時刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為Δφi，則它所造成傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差：Δφwi=KiΔφiKi

為該軸到末端元件的總傳動比，稱為誤差傳遞系數(shù)，若Ki大于1則誤差被擴大；反之，若Ki小于1誤差被縮小。各傳動件對工件精度影響的總和為：

Δφ∑=∑Δφwi=

∑KiΔφi17.３）機床傳動鏈誤差若傳動齒輪i在某一時刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為減少傳動鏈誤差的措施：①盡可能縮短傳動鏈，減少傳動元件數(shù)目；②盡量采用降速傳動，誤差被縮?。虎厶岣邆鲃釉?、特別是末端元件的制造和裝配精度；④消除傳動間隙；⑤采用誤差補償機構或自動補償裝置。18.減少傳動鏈誤差的措施：①盡可能縮短傳動鏈，減少傳動元件數(shù)目7.2.3刀具與夾具誤差

1.刀具的幾何誤差

包括刀具切削部、裝夾部的制造誤差及刀具安裝誤差①

定尺寸刀具刀具尺寸精度直接影響工件尺寸精度②成形刀具刀具形狀精度直接影響工件形狀精度③展成刀具刀刃形狀精度會影響工件加工精度④一般刀具制造精度對工件加工精度無直接影響19.7.2.3刀具與夾具誤差①定尺寸刀具刀具尺寸精度2.夾具的幾何誤差

包括夾具制造誤差、安裝誤差及磨損

對工件尺寸精度和位置精度影響很大3.定位誤差

包括基準不重合誤差、定位副制造不準確誤差

直接影響工件的尺寸精度和位置精度20.2.夾具的幾何誤差3.定位誤差20.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差

在工序的調(diào)整工作中所存在的誤差即調(diào)整誤差一次調(diào)整后存在的誤差對這一批零件的影響是不變的。但大批量加工中存在多次調(diào)整，不可能每次完全相同。對全部零件來說，每次調(diào)整誤差為偶然性誤差。機床調(diào)整誤差可理解為零件尺寸分布曲線中心的最大偏移量。加工中不產(chǎn)生廢品的條件：Δfb+Δt≤T21.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差加工中不產(chǎn)生廢品的21.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差

1.試切法加工誤差來源：測量誤差、微進給機構的位移誤差、最小切削厚度極限2.調(diào)整法加工（1）用定程機構調(diào)整（2）用樣板或樣件調(diào)整器（3）用對刀裝置或?qū)б{(diào)整22.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差22.7.3.工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響7.3.1工藝系統(tǒng)剛度分析23.7.3.工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響7.3.1工藝系統(tǒng)2、零件剛度若零件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低，其變形對加工精度影響比較大，最大變形量按材料力學公式估算。長軸兩頂尖裝夾按簡支梁計算，三爪卡盤裝夾按懸臂梁計算1、工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力可用工藝系統(tǒng)剛度k系來描述。垂直作用于工件加工表面的徑向切削分力Fy與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形y之間的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度k系

k系=Fy/yy

=

yFx+yFy+yFz

柔度w=1/k24.2、零件剛度1、工藝系統(tǒng)剛度24.3、刀具剛度外圓刀具在加工表面法線方向上的剛度很大變形可忽略；鏜小孔刀桿剛度很差，變形對加工精度影響很大，刀桿變形按材料力學公式估算。4、機床部件剛度

1）機床部件剛度機床結構形狀復雜，剛度計算主要通過實驗方法來測定。變形與載荷不成線性關系；加載與卸載曲線不重合；有殘余變形存在；實際剛度比估算的小25.3、刀具剛度4、機床部件剛度25.2.影響機床部件剛度的因素①結合面接觸變形接觸表面間的名義壓強的增量與接觸變形的增量之比稱為接觸剛度。零件表面越粗糙，形狀誤差越大，材料硬度低，接觸剛度越小。26.2.影響機床部件剛度的因素接觸表面間的名義壓強的增量與接②低剛度零件本身的變形③連接表面間的間隙④接觸表面間的摩擦變形滯后現(xiàn)象⑤受力方向及作用力矩y

是Fx、Fy、Fz

綜合結果27.②低剛度零件本身的變形③連接表面間的間隙④7.3.2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)的變形總變形y系

=

y機+y夾+y刀+y工k系=Fy/y系，k機=Fy/y機

，k夾=Fy/y夾

，

k刀=Fy/y刀

，k工=Fy/y工所以，k系=1/(1/k機+1/k夾+1/k刀+1/k工)

工藝系統(tǒng)剛度比剛度最小環(huán)節(jié)的剛度還要差28.7.3.2工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響28.2）工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響①切削力位置的變化對加工精度的影響

設刀具工件剛度很大

總變形y系=y刀架+yx29.2）工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響29.設刀具工件剛度很大

總變形y系=y刀架+yx

y主=FA/k主=Fy(l-x)

/(lk主)，y尾=FB/k尾=Fyx

/(lk尾)

y系=y刀架+yx=Fy

當x=0時，y系=？;當x=l時，y系=？

當x=k尾l/(k主+k尾)時，y系min=Fy

ly尾-y主xyx-y主=yx=y尾xll-xl+y主1

k刀架+1

k主1

k尾xl2l-x

l2+若工件剛性較差應考慮其變形，按簡支梁計算y工=y系=y刀架+yx+y工Fy

3EI(l-x)2x2l1

k刀架+1

k主+k尾30.設刀具工件剛度很大總變形y系=y刀架+討論：1.在x處工件半徑Rx=R+y刀架+yx+y工

半徑誤差ΔR=Rx-R=y刀架+yx+y工=y系2.一次走刀中若y系為常量，不會造成工件形狀誤差和尺寸不一3.若工件剛性大l/D≤5，可不考慮y工，y系是x的二次函數(shù)圓柱度誤差Δ=

ymax-ymin4.若工件為細長軸剛性很差，系統(tǒng)變形主要是工件變形，當x=l/2時，y工max=Fyl3/(48EI)

31.討論：1.在x處工件半徑Rx=R+y刀架+②切削力大小變化對加工精度的影響Δ毛=ap1–ap2Δ工=y1–y2誤差復映系數(shù)ε=Δ工/Δ毛

Fy=CyfyapxHBSn=C

apx≈C

apFy1=C

(ap1–

y1)≈C

ap1Fy2=C

(ap2–

y2)≈C

ap2

Δ工=y1–y2=(Fy1-Fy2)/k系=(C

ap1–

C

ap2)/k系ε=Δ工/Δ毛=C(ap1–ap2)/(k系(ap1–ap2))=C/k系32.②切削力大小變化對加工精度的影響Δ毛=ap1–apε=Δ工/Δ毛=C/k系

ε總是小于1，有修正誤差的能力多次進給ε=ε1ε2ε3…2.k系越大，ε就越小，復映到工件上的誤差越小3.C減小，ε就越小，應采取減小Fy的措施討論：33.ε=Δ工/Δ毛=C/k系討論：33.③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34.③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④機床部件、工件重量對加工精度的影響⑤其它作用力對加工精度的影響

傳動力（撥桿）、離心力改變方向會使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應變形7.3.3減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑①減小切削力及其變化；②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距離，設置輔助支承提高部件剛度35.④機床部件、工件重量對加工精度的影響⑤其它作用力對加工精度的7.4.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，導致工件產(chǎn)生加工誤差（1）工藝系統(tǒng)的熱源

1）內(nèi)部熱源包括切削熱、摩擦熱和派生熱源2）外部熱源包括環(huán)境溫度、輻射熱36.7.4.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7.4.2工件熱變形對加工精度的影響1）工件均勻受熱

車鏜軸套類零件圓柱面，長度及徑向受熱變形。若在受熱時測量達到規(guī)定尺寸，冷卻后尺寸變小，可能出現(xiàn)尺寸超差。

2）工件不均勻受熱

銑、刨、磨平面等，工件單面受熱產(chǎn)生彎曲變形磨削細長軸時工件溫生逐漸增加37.7.4.2工件熱變形對加工精度的影響37.7.4.3刀具熱變形對加工精度的影響38.7.4.3刀具熱變形對加工精度的影響38.主要是主軸部件、床身導軌及兩者相對位置的熱變形7.4.4機床熱變形對加工精度的影響39.主要是主軸部件、床身導軌及兩者相對位置的熱變形7.4.440.40.7.4.5減少工藝系統(tǒng)熱變形的途徑（1）減少發(fā)熱和采取隔熱；（2）強制冷卻，均衡溫度場；（3）從結構上采取措施減少熱變形；（4）控制環(huán)境溫度。41.7.4.5減少工藝系統(tǒng)熱變形的途徑（1）減少發(fā)熱和采取隔熱7.4.5.工藝殘余應力對加工精度的影響內(nèi)應力產(chǎn)生的原因及消除措施1、鑄鍛焊、熱處理等因工件壁厚不均熱脹冷縮不均及金相組織變化等導致體積變化，毛坯產(chǎn)生內(nèi)應力，處于暫時平衡狀態(tài)，切削時平衡狀態(tài)被打破。2、冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應力3.減少或消除內(nèi)應力的措施（1）合理設計結構（2）采取時效處理來消除殘余應力。（3）合理安排工藝過程工件若產(chǎn)生內(nèi)應力處于不穩(wěn)定狀態(tài)會逐漸變形42.7.4.5.工藝殘余應力對加工精度的影響內(nèi)應力產(chǎn)生的原因及消7.6加工誤差的統(tǒng)計分析法7.6.1.加工誤差的性質(zhì)（1）加工誤差的分類1）系統(tǒng)誤差

常值系統(tǒng)誤差：原理機床刀夾量具制造調(diào)整誤差變值系統(tǒng)誤差：機床刀具熱變形、刀具磨損2）隨機誤差:誤差復映定位夾緊操作誤差內(nèi)應力變形對系統(tǒng)誤差可循其規(guī)律加以調(diào)整或補償來消除對隨機誤差只能縮小其變動范圍無法完全消除43.7.6加工誤差的統(tǒng)計分析法7.6.1.加工誤差的性質(zhì)（1）加7.6.2加工誤差的統(tǒng)計分析法正態(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)分布曲線方程兩個特征參數(shù)：算術平均值x和標準偏差σ44.7.6.2加工誤差的統(tǒng)計分析法正態(tài)分布1）正態(tài)分布的正態(tài)分布的特殊點①處概率密度函數(shù)有最大值②x=x±σ處為拐點2）標準正態(tài)分布=0，σ=1實際生產(chǎn)中為非標準正態(tài)分布需轉(zhuǎn)換令z=(x-)/σxxx45.正態(tài)分布的特殊點①處概率密度2）標準正態(tài)分布xxx即圖中陰影面積可利用概率密度積分表計算3）工件尺寸在某區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸落在±3σ范圍內(nèi)的概率為99.73%若尺寸分布中心與公差中心重合，不產(chǎn)生廢品的條件是：T≥6σQ廢=0.5–φ(x)若中心不重合存在常值系統(tǒng)誤差Δ系，T≥6σ＋Δ系x46.即圖中陰影面積3）工件尺寸在某區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸落在例：軸Φ20-0.1，σ=0.025，xT=-ε(0.03)求常值系統(tǒng)誤差、隨機誤差，合格率、不合格率x0解：①公差帶中心xT=19.95②尺寸分布中心=xT+ε=19.95+0.03=19.98③常值系統(tǒng)誤差Δ系=-xT=ε=0.03④隨機誤差6σ=

6×

0.025=0.15或±3σ=±0.075xx⑤計算合格率、不合格率

6σ=0.15＞T=0.1，

Cp=T/6σ=0.1/0.15=0.67工件極限尺寸xmin=xA=19.9，xmax=xB=20zA=(-xA)/σ=(19.98-19.9)/0.025=3.2ψ(zA)=0.49931zB=(xB-)/σ=(20-19.98)/0.025=0.8ψ(zB)=0.2881合格率=ψ(zA)+ψ(zB)=0.49931+0.2881=0.78741=78.741%廢品率0.5-0.49931=0.069%0.5-0.2881=21.19%可修復xx47.例：軸Φ20-0.1，σ=0.025，xT=-2.工藝過程的分布圖分析（1）工藝過程的穩(wěn)定性指均值和標準差穩(wěn)定不變的性能，取決于變值系統(tǒng)誤差（2）工藝過程分布圖分析制作分布圖了解質(zhì)量指標分布、加工能力、是否有廢品

1）樣本容量的確定通常取n=50～2002）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R、尺寸間隔數(shù)j、區(qū)間寬度Δx3）繪制實際分布圖

縱坐標為頻數(shù)：同間隔尺寸工件數(shù)目48.2.工藝過程的分布圖分析（2）工藝過程分布圖分析48.

4）繪制理論分布圖

縱坐標將概率密度轉(zhuǎn)換成頻數(shù)，分散范圍±3σ理論最大頻數(shù)f′max=ymaxn

Δx對應x=處拐點處頻數(shù)f′σ=yσn

Δx對應x=±σ處xx5）工藝過程分布圖分析

①判斷加工誤差性質(zhì)系統(tǒng)誤差、隨機誤差②確定工序能力及等級

工序能力系數(shù)Cp指滿足加工精度的程度Cp=T/6σ③確定不合格率49.4）繪制理論分布圖xx5）工藝過程分布圖分析49.（2）分布圖分析法特點1）采用大樣本，較接近實際地反映工藝過程總體；

2）能將常值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；

3）在全部樣本加工后繪出曲線，不能反映先后順序，不能將變值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；4）不能及時提供工藝過程精度的信息，事后分析；5）計算復雜，只適合工藝過程穩(wěn)定的場合。點圖分析法計算簡單，能及時提供主動控制信息，可用于穩(wěn)定過程、也可用于不穩(wěn)定過程。50.（2）分布圖分析法特點點圖分析法計算簡單，能及時提供主動3.工藝過程的點圖分析（1）逐點點圖依次測量每件尺寸記入橫坐標為零件號縱為尺寸的圖表中（2）均值-極差點圖

采用順序小樣本（4～6），由小樣本均值點圖和極差點圖組成，橫坐標為小樣本組序號。具體作法如下：①定期測小樣本尺寸；②計算均值和極差R：

R=xmax-xmin

③確定中心線和R小樣本組20～30④確定上下控制線ES、EI、UCL、LCL，定期描點xx51.3.工藝過程的點圖分析（2）均值-極差點圖xx51.均值點圖上下控制線的確定：極差點圖上下控制線的確定：52.均值點圖上下控制線的確定：極差點圖上下控制線的確定：52.均值點圖反映了質(zhì)量指標分布中心(系統(tǒng)誤差)的變化極差點圖反映了質(zhì)量指標分布范圍(隨機誤差)的變化53.均值點圖反映了質(zhì)量指標分布中心(系統(tǒng)誤差)的變化極差點圖反（3）均值-極差點圖分析

生產(chǎn)過程穩(wěn)定的標志：①沒有點子超出控制線；②大部分點在中線附近波動，小部分點在控制線附近；③點子無明顯規(guī)律性生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的標志：①點子超出控制線或密集在控制線附近；②連續(xù)７點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)；③明顯規(guī)律性，如上升或下降傾向；④點子有周期性波動54.（3）均值-極差點圖分析生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的標志：54.根據(jù)點子分布情況及時查找原因采取措施1.若極差R未超控制線，說明加工中瞬時尺寸分布較穩(wěn)定。2.若均值有點超出控制線，甚至超出公差界限，說明存在某種占優(yōu)勢的系統(tǒng)誤差，過程不穩(wěn)定。若點圖緩慢上升，可能是系統(tǒng)熱變形；若點圖緩慢下降，可能是刀具磨損。3.采取措施消除系統(tǒng)誤差后，隨機誤差成主要因素，分析其原因，控制尺寸分散范圍。55.根據(jù)點子分布情況及時查找原因采取措施55.7.7保證加工精度的工藝措施1.消除或減小原始誤差如加工細長軸時易產(chǎn)生彎曲和振動，增大主偏角減小背向力，使用跟刀架或中心架增加工件剛度。但在進給力作用下，會因“壓桿失穩(wěn)”而被壓彎；在切削熱的作用下，工件會變長，也將產(chǎn)生變形。

采取措施：采用反向進給的切削方法，使用彈性的尾座頂尖。56.7.7保證加工精度的工藝措施1.消除或減小原始誤差如加2.轉(zhuǎn)移原始誤差如鏜孔時鏜桿與主軸采用浮動連接，使用鏜模將機床誤差轉(zhuǎn)移到新裝置上加以控制；轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差不敏感方向57.2.轉(zhuǎn)移原始誤差如鏜孔時鏜桿與主軸采用浮動連接，使用鏜模將3.誤差分組法4.誤差補償法如精密孔軸配合將公差擴大加工再測量分組裝配；上道工序誤差太大，將工件分組再分別調(diào)整加工利用原有誤差或制造誤差來抵消原始誤差。如龍門銑床因銑削頭自重產(chǎn)生下凹變形，刮研橫梁導軌使上凸；加工曲軸時前后刀架同時切削，徑向力方向相反；精磨磨床床身導軌預加載荷，用配重代替工作時的部件58.3.誤差分組法4.誤差補償法如精密孔軸配合將公差擴大加工再5.就地加工（自干自）6.自動測量補償、恒溫控制等機床零件裝到工作位置上再精加工，消除誤差影響。如牛頭刨、龍門刨工作臺面裝配在自身機床上進行“自刨自”精加工，以保證對滑枕、橫梁的平行度；平面磨床工作臺面在裝配后作“自磨自”精加工；在機床上修正卡盤平面的平直度，卡爪的同軸度59.5.就地加工（自干自）6.自動測量補償、恒溫控制等機床零7.8機械加工表面質(zhì)量的影響及其控制1）表面層的加工硬化2）表面層金相組織的變化3）表面層的殘余應力（2）表面層的物理力學性能（1）表面的幾何形狀特征1）表面粗糙度微觀誤差波距＜1mm2）表面波度微觀與宏觀之間波距1～10mm概述1.表面質(zhì)量的基本概念60.7.8機械加工表面質(zhì)量的影響及其控制1）表面層的加工硬化（2.表面質(zhì)量對使用性能的影響（1）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響零件磨損三個階段：初期磨損階段正常磨損階段劇烈磨損階段一般來說表面粗糙度值越小耐磨性越好。但太小不易儲油接觸面發(fā)生分子粘接，磨損增加。表面加工硬化使表層硬度增加耐磨性提高。但硬化過度會使表層剝落，加快零件的磨損。表面金相組織的變化會導致表層硬度發(fā)生變化，影響零件的耐磨性。61.2.表面質(zhì)量對使用性能的影響（1）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響（2）表面質(zhì)量對疲勞強度的影響（4）表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響（3）表面質(zhì)量對耐腐蝕性的影響表面粗糙度值越大，抗疲勞破壞能力越差；表面殘余拉應力促使裂紋擴展，壓應力阻止裂紋擴展；表層加工硬化適度會提高疲勞強度，過大易產(chǎn)生裂紋表面粗糙度值越大，抗腐蝕性越差；表層加工硬化及金相組織變化易產(chǎn)生內(nèi)應力，導致應力腐蝕開裂，降低零件腐蝕性，而壓應力有利微裂紋閉合表面粗糙度值越大，零件配合精度越低。62.（2）表面質(zhì)量對疲勞強度的影響（4）表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響7.8.1影響切削加工表面粗糙度的工藝因素及其措施1.影響表面粗糙度的工藝因素（1）切削加工影響表面粗糙度的因素1）刀具幾何形狀的影響H=f/(cotκr+cotκr′)H=rε(1-cosα)≈f

2/8rε減小f、κr、κr′及加大rε，可減小殘留面積的高度63.7.8.1影響切削加工表面粗糙度的工藝因素及其措施1.影響表2）工件材料的性質(zhì)工件材料塑性越好，塑性變形越大，易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，加工表面粗糙。適當增大刀具前角，提高刃磨質(zhì)量，合理選擇切削液，抑制積屑瘤和鱗刺。3）切削用量切削速度對表面粗糙度影響很大，切削塑性材料時切削速度處在產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺范圍內(nèi)，加工表面粗糙。64.2）工件材料的性質(zhì)工件材料塑性越好，塑性變形越大，易產(chǎn)生積屑7.8.2影響磨削加工表面粗糙度的工藝因素及改善措施1）砂輪的粒度磨粒越細表面粗糙度值越小2）砂輪的硬度硬度適當表面粗糙度值小6）圓周進給速度和軸向進給量↑粗糙度值增大5）徑向進給量和光磨次數(shù)徑向進給量增加，粗糙度值增大；光磨次數(shù)增多，粗糙度值減小4）磨削速度提高磨削速度粗糙度值小3）砂輪的修整微刃性等高性好粗糙度值小7）冷卻潤滑液降低表面粗糙度值65.7.8.2影響磨削加工表面粗糙度的工藝因素及改善措施1）砂7.8.3影響表面層物理力學性能的工藝因素及改善措施1.工件表面層的冷作硬化1）加工硬化產(chǎn)生的原因表層材料塑性變形剪切滑移晶格畸變晶粒伸長纖維化加工硬化的評定指標：①表層金屬的顯微硬度

HV②硬化層深度

h③硬化程度

NN=（（HV-HV

0）/HV

0）×100%２）影響加工硬化的主要因素①刀具②切削用量③工件材料66.7.8.3影響表面層物理力學性能的工藝因素及改善措施1.工件2.表面層材料的金相組織變化切削加工時切削熱大部分被切屑帶走對金相組織影響小，磨削時工件溫升高引起金相組織顯著變化磨削淬火鋼時可能產(chǎn)生三種燒傷：1）回火燒傷馬氏體轉(zhuǎn)變成索氏體或屈氏體2）淬火燒傷表層二次淬火馬氏體下層回火組織3）退火燒傷表層產(chǎn)生退火組織表面硬度改善磨削燒傷的途徑：1）選擇硬度較低的砂輪，選有一定彈性的結合劑2）合理選擇磨削用量3）改善冷卻條件67.2.表面層材料的金相組織變化切削加工時切削熱大部分被切屑帶走3.表面層的殘余應力殘余應力產(chǎn)生的原因：1）冷態(tài)塑性變形2）熱態(tài)塑性變形3）金相組織的變化4.機械加工過程中的振動振動主要來自兩方面：1）機內(nèi)振源旋轉(zhuǎn)件的不平衡、傳動機構的缺陷、沖擊、慣性力等引起的振動2）機外振源其它機床、鍛錘等68.3.表面層的殘余應力殘余應力產(chǎn)生的原因：4.機械加工過程中的7.8.4控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑1.采用精密和光整加工工藝精密車削、高速精鏜、寬刃精刨、精密磨削；光整加工：研磨、超精研磨、珩磨2.采用冷壓強化工藝滾壓、擠壓、噴丸強化3.減小殘余應力、防止磨削燒傷及裂紋69.7.8.4控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑1.采用精密和光整加工70.70.71.71.72.72.7.1機械加工質(zhì)量概述第7章機械加工質(zhì)量分析與控制產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命線按現(xiàn)代質(zhì)量觀它包括設計質(zhì)量、制造質(zhì)量和服務質(zhì)量零件制造質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎加工質(zhì)量指標分加工精度和加工表面質(zhì)量加工精度指零件加工后實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)相符的程度。符合程度愈高，加工精度愈高。實際值與理想值之差稱為加工誤差。73.7.1機械加工質(zhì)量概述第7章機械加工質(zhì)量分析與控制

零件的加工精度包括

尺寸精度、形狀精度、位置精度

通常尺寸精度要求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加工誤差越小，加工精度越高獲得加工精度的方法

（1）獲得尺寸精度的方法1）試切法用于單件小批生產(chǎn)2）調(diào)整法用于成批大量生產(chǎn)3）定尺寸刀具法生產(chǎn)率高，刀具制造復雜4）自動控制法切削測量補償調(diào)整74.零件的加工精度包括常用加工誤差的大小來評價加工精度的高低（2）獲得形狀精度的方法1）軌跡法利用刀尖運動軌跡形成工件表面形狀2）成形刀具法由刀刃的形狀形成工件表面形狀3）展成法由切削刃包絡面形成工件表面形狀（3）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來保證

本章學習目的：

了解各種因素對加工精度的影響規(guī)律，找出提高加工精度的途徑，以保證零件的加工質(zhì)量。75.（2）獲得形狀精度的方法（3）獲得相互位置精度的方法本章學7.1.1影響加工精度的因素原始誤差

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)生變動而造成。工件和刀具安裝在夾具和機床上，工件、刀具、夾具、機床構成了一個完整的工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)的種種誤差，是造成零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。76.7.1.1影響加工精度的因素原始誤差4.

原始誤差

加工前誤差加工中誤差加工后誤差調(diào)整誤差機床誤差刀具制造誤差夾具誤差加工原理誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損殘余應力引起變形測量誤差工藝系統(tǒng)熱變形77.原始誤差加工前誤差加工中誤差加工后誤差調(diào)整誤差機床誤差刀7.1.2機械加工表面質(zhì)量對機器性能的影響1.表面質(zhì)量對耐磨性的影響：粗糙度的影響、冷作硬化的影響、表面紋理的影響2.表面質(zhì)量對零件疲勞強度的影響3.表面質(zhì)量對抗腐蝕性能的影響4.表面質(zhì)量對配合性質(zhì)的影響7.1.2研究機械加工質(zhì)量的方法1.因素分析法2.統(tǒng)計分析法78.7.1.2機械加工表面質(zhì)量對機器性能的影響1.表面質(zhì)量對耐7.２.工藝系統(tǒng)的幾何誤差

7.2.1加工原理誤差

近似的成形運動或刃形所產(chǎn)生的誤差，多為形狀誤差7.2.2機床的幾何誤差

1機床主軸回轉(zhuǎn)誤差①主軸回轉(zhuǎn)誤差概念主軸回轉(zhuǎn)時實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的偏移量

三種基本形式：

a.純徑向跳動b.純角度擺動c.軸向竄動

79.7.２.工藝系統(tǒng)的幾何誤差7.2.1加工原理誤差7.②影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素

軸承本身誤差、軸承間隙、軸承間同軸度誤差，各段軸頸、軸孔的同軸度誤差主軸系統(tǒng)的剛度和熱變形等。

但它們對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式而不同80.②影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素8.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81.主軸采用滑動軸承的車床類，主軸受力方向一定，主軸頸鏜床主軸受滾動軸承結構復雜，影響主軸精度因素也較復雜除軸承本身精度外，與配合件精度有很大關系如主軸軸頸、支承座孔等精度82.滾動軸承結構復雜，影響主軸精度因素也較復雜除軸承本身精度外，產(chǎn)生軸向竄動主要原因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。主軸不同形式的回轉(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件圓度和圓柱度誤差，對工件端面無影響；

軸向竄動對圓柱表面影響不大，對端面垂直度平面度影響大，車削螺紋時會造成導程的周期性誤差；

純角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔時，會使鏜出的孔為橢圓形。83.產(chǎn)生軸向竄動主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面主軸不同形式純角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔時，若工件進給會使鏜出的孔為橢圓形。（3）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施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。84.純角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差；在鏜孔（3）提高主2.機床導軌誤差

導軌精度要求主要有以下三方面：

①在水平面內(nèi)的直線度（以臥式車床為例）Δ1將直接反映在工件加工表面法線方向（誤差敏感方向）上，誤差ΔR=Δ1，對加工精度影響最大。刀尖在水平面內(nèi)的運動軌跡造成工件軸向形狀誤差。85.2.機床導軌誤差Δ1將直接反映在工件加工表面法線方向（誤差②在垂直面內(nèi)的直線度

Δ２對工件的尺寸和形狀誤差影響比Δ1小得多對臥式車床ΔR≈Δ22/D若設Δ2=

0.1mm,D=40mm，則ΔR

=0.00025mm，影響可忽略不計。而對平面磨床、龍門刨床誤差將直接反映在工件上。86.②在垂直面內(nèi)的直線度對臥式車床ΔR≈Δ22/D若設Δ導軌在垂直面內(nèi)的直線度的特殊情況為斜坡狀，加工的工件軸向形狀為鞍形。87.導軌在垂直面內(nèi)的直線度的特殊情況為斜坡狀，15.③前后導軌的平行度（扭曲）臥式車床或外圓磨床若前后導軌存在平行度誤差時，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)生形狀誤差。

若扭曲誤差為Δ3,工件誤差ΔR≈(H/B)Δ3，一般車床H/B≈2/3，外圓磨床H/B≈1，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，也是造成導軌誤差的重要因素。導軌磨損是機床精度下降的主要原因之一。可采用耐磨合金鑄鐵、鑲鋼導軌、貼塑導軌、滾動導軌導軌表面淬火等措施。88.③前后導軌的平行度（扭曲）除導軌制造誤差外，導軌的不均勻３）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動的誤差，一般用傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。產(chǎn)生的原因是傳動鏈中各傳動元件的制造誤差、裝配誤差及磨損等。若傳動齒輪i在某一時刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為Δφi，則它所造成傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差：Δφwi=KiΔφiKi

為該軸到末端元件的總傳動比，稱為誤差傳遞系數(shù)，若Ki大于1則誤差被擴大；反之，若Ki小于1誤差被縮小。各傳動件對工件精度影響的總和為：

Δφ∑=∑Δφwi=

∑KiΔφi89.３）機床傳動鏈誤差若傳動齒輪i在某一時刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為減少傳動鏈誤差的措施：①盡可能縮短傳動鏈，減少傳動元件數(shù)目；②盡量采用降速傳動，誤差被縮??；③提高傳動元件、特別是末端元件的制造和裝配精度；④消除傳動間隙；⑤采用誤差補償機構或自動補償裝置。90.減少傳動鏈誤差的措施：①盡可能縮短傳動鏈，減少傳動元件數(shù)目7.2.3刀具與夾具誤差

1.刀具的幾何誤差

包括刀具切削部、裝夾部的制造誤差及刀具安裝誤差①

定尺寸刀具刀具尺寸精度直接影響工件尺寸精度②成形刀具刀具形狀精度直接影響工件形狀精度③展成刀具刀刃形狀精度會影響工件加工精度④一般刀具制造精度對工件加工精度無直接影響91.7.2.3刀具與夾具誤差①定尺寸刀具刀具尺寸精度2.夾具的幾何誤差

包括夾具制造誤差、安裝誤差及磨損

對工件尺寸精度和位置精度影響很大3.定位誤差

包括基準不重合誤差、定位副制造不準確誤差

直接影響工件的尺寸精度和位置精度92.2.夾具的幾何誤差3.定位誤差20.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差

在工序的調(diào)整工作中所存在的誤差即調(diào)整誤差一次調(diào)整后存在的誤差對這一批零件的影響是不變的。但大批量加工中存在多次調(diào)整，不可能每次完全相同。對全部零件來說，每次調(diào)整誤差為偶然性誤差。機床調(diào)整誤差可理解為零件尺寸分布曲線中心的最大偏移量。加工中不產(chǎn)生廢品的條件：Δfb+Δt≤T93.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差加工中不產(chǎn)生廢品的21.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差

1.試切法加工誤差來源：測量誤差、微進給機構的位移誤差、最小切削厚度極限2.調(diào)整法加工（1）用定程機構調(diào)整（2）用樣板或樣件調(diào)整器（3）用對刀裝置或?qū)б{(diào)整94.7.2.4工藝系統(tǒng)調(diào)整誤差22.7.3.工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響7.3.1工藝系統(tǒng)剛度分析95.7.3.工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響7.3.1工藝系統(tǒng)2、零件剛度若零件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低，其變形對加工精度影響比較大，最大變形量按材料力學公式估算。長軸兩頂尖裝夾按簡支梁計算，三爪卡盤裝夾按懸臂梁計算1、工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力可用工藝系統(tǒng)剛度k系來描述。垂直作用于工件加工表面的徑向切削分力Fy與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形y之間的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度k系

k系=Fy/yy

=

yFx+yFy+yFz

柔度w=1/k96.2、零件剛度1、工藝系統(tǒng)剛度24.3、刀具剛度外圓刀具在加工表面法線方向上的剛度很大變形可忽略；鏜小孔刀桿剛度很差，變形對加工精度影響很大，刀桿變形按材料力學公式估算。4、機床部件剛度

1）機床部件剛度機床結構形狀復雜，剛度計算主要通過實驗方法來測定。變形與載荷不成線性關系；加載與卸載曲線不重合；有殘余變形存在；實際剛度比估算的小97.3、刀具剛度4、機床部件剛度25.2.影響機床部件剛度的因素①結合面接觸變形接觸表面間的名義壓強的增量與接觸變形的增量之比稱為接觸剛度。零件表面越粗糙，形狀誤差越大，材料硬度低，接觸剛度越小。98.2.影響機床部件剛度的因素接觸表面間的名義壓強的增量與接②低剛度零件本身的變形③連接表面間的間隙④接觸表面間的摩擦變形滯后現(xiàn)象⑤受力方向及作用力矩y

是Fx、Fy、Fz

綜合結果99.②低剛度零件本身的變形③連接表面間的間隙④7.3.2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)的變形總變形y系

=

y機+y夾+y刀+y工k系=Fy/y系，k機=Fy/y機

，k夾=Fy/y夾

，

k刀=Fy/y刀

，k工=Fy/y工所以，k系=1/(1/k機+1/k夾+1/k刀+1/k工)

工藝系統(tǒng)剛度比剛度最小環(huán)節(jié)的剛度還要差100.7.3.2工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響28.2）工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響①切削力位置的變化對加工精度的影響

設刀具工件剛度很大

總變形y系=y刀架+yx101.2）工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響29.設刀具工件剛度很大

總變形y系=y刀架+yx

y主=FA/k主=Fy(l-x)

/(lk主)，y尾=FB/k尾=Fyx

/(lk尾)

y系=y刀架+yx=Fy

當x=0時，y系=？;當x=l時，y系=？

當x=k尾l/(k主+k尾)時，y系min=Fy

ly尾-y主xyx-y主=yx=y尾xll-xl+y主1

k刀架+1

k主1

k尾xl2l-x

l2+若工件剛性較差應考慮其變形，按簡支梁計算y工=y系=y刀架+yx+y工Fy

3EI(l-x)2x2l1

k刀架+1

k主+k尾102.設刀具工件剛度很大總變形y系=y刀架+討論：1.在x處工件半徑Rx=R+y刀架+yx+y工

半徑誤差ΔR=Rx-R=y刀架+yx+y工=y系2.一次走刀中若y系為常量，不會造成工件形狀誤差和尺寸不一3.若工件剛性大l/D≤5，可不考慮y工，y系是x的二次函數(shù)圓柱度誤差Δ=

ymax-ymin4.若工件為細長軸剛性很差，系統(tǒng)變形主要是工件變形，當x=l/2時，y工max=Fyl3/(48EI)

103.討論：1.在x處工件半徑Rx=R+y刀架+②切削力大小變化對加工精度的影響Δ毛=ap1–ap2Δ工=y1–y2誤差復映系數(shù)ε=Δ工/Δ毛

Fy=CyfyapxHBSn=C

apx≈C

apFy1=C

(ap1–

y1)≈C

ap1Fy2=C

(ap2–

y2)≈C

ap2

Δ工=y1–y2=(Fy1-Fy2)/k系=(C

ap1–

C

ap2)/k系ε=Δ工/Δ毛=C(ap1–ap2)/(k系(ap1–ap2))=C/k系104.②切削力大小變化對加工精度的影響Δ毛=ap1–apε=Δ工/Δ毛=C/k系

ε總是小于1，有修正誤差的能力多次進給ε=ε1ε2ε3…2.k系越大，ε就越小，復映到工件上的誤差越小3.C減小，ε就越小，應采取減小Fy的措施討論：105.ε=Δ工/Δ毛=C/k系討論：33.③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106.③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④機床部件、工件重量對加工精度的影響⑤其它作用力對加工精度的影響

傳動力（撥桿）、離心力改變方向會使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應變形7.3.3減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑①減小切削力及其變化；②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距離，設置輔助支承提高部件剛度107.④機床部件、工件重量對加工精度的影響⑤其它作用力對加工精度的7.4.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，導致工件產(chǎn)生加工誤差（1）工藝系統(tǒng)的熱源

1）內(nèi)部熱源包括切削熱、摩擦熱和派生熱源2）外部熱源包括環(huán)境溫度、輻射熱108.7.4.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7.4.2工件熱變形對加工精度的影響1）工件均勻受熱

車鏜軸套類零件圓柱面，長度及徑向受熱變形。若在受熱時測量達到規(guī)定尺寸，冷卻后尺寸變小，可能出現(xiàn)尺寸超差。

2）工件不均勻受熱

銑、刨、磨平面等，工件單面受熱產(chǎn)生彎曲變形磨削細長軸時工件溫生逐漸增加109.7.4.2工件熱變形對加工精度的影響37.7.4.3刀具熱變形對加工精度的影響110.7.4.3刀具熱變形對加工精度的影響38.主要是主軸部件、床身導軌及兩者相對位置的熱變形7.4.4機床熱變形對加工精度的影響111.主要是主軸部件、床身導軌及兩者相對位置的熱變形7.4.4112.40.7.4.5減少工藝系統(tǒng)熱變形的途徑（1）減少發(fā)熱和采取隔熱；（2）強制冷卻，均衡溫度場；（3）從結構上采取措施減少熱變形；（4）控制環(huán)境溫度。113.7.4.5減少工藝系統(tǒng)熱變形的途徑（1）減少發(fā)熱和采取隔熱7.4.5.工藝殘余應力對加工精度的影響內(nèi)應力產(chǎn)生的原因及消除措施1、鑄鍛焊、熱處理等因工件壁厚不均熱脹冷縮不均及金相組織變化等導致體積變化，毛坯產(chǎn)生內(nèi)應力，處于暫時平衡狀態(tài)，切削時平衡狀態(tài)被打破。2、冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應力3.減少或消除內(nèi)應力的措施（1）合理設計結構（2）采取時效處理來消除殘余應力。（3）合理安排工藝過程工件若產(chǎn)生內(nèi)應力處于不穩(wěn)定狀態(tài)會逐漸變形114.7.4.5.工藝殘余應力對加工精度的影響內(nèi)應力產(chǎn)生的原因及消7.6加工誤差的統(tǒng)計分析法7.6.1.加工誤差的性質(zhì)（1）加工誤差的分類1）系統(tǒng)誤差

常值系統(tǒng)誤差：原理機床刀夾量具制造調(diào)整誤差變值系統(tǒng)誤差：機床刀具熱變形、刀具磨損2）隨機誤差:誤差復映定位夾緊操作誤差內(nèi)應力變形對系統(tǒng)誤差可循其規(guī)律加以調(diào)整或補償來消除對隨機誤差只能縮小其變動范圍無法完全消除115.7.6加工誤差的統(tǒng)計分析法7.6.1.加工誤差的性質(zhì)（1）加7.6.2加工誤差的統(tǒng)計分析法正態(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)分布曲線方程兩個特征參數(shù)：算術平均值x和標準偏差σ116.7.6.2加工誤差的統(tǒng)計分析法正態(tài)分布1）正態(tài)分布的正態(tài)分布的特殊點①處概率密度函數(shù)有最大值②x=x±σ處為拐點2）標準正態(tài)分布=0，σ=1實際生產(chǎn)中為非標準正態(tài)分布需轉(zhuǎn)換令z=(x-)/σxxx117.正態(tài)分布的特殊點①處概率密度2）標準正態(tài)分布xxx即圖中陰影面積可利用概率密度積分表計算3）工件尺寸在某區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸落在±3σ范圍內(nèi)的概率為99.73%若尺寸分布中心與公差中心重合，不產(chǎn)生廢品的條件是：T≥6σQ廢=0.5–φ(x)若中心不重合存在常值系統(tǒng)誤差Δ系，T≥6σ＋Δ系x118.即圖中陰影面積3）工件尺寸在某區(qū)間內(nèi)的概率工件尺寸落在例：軸Φ20-0.1，σ=0.025，xT=-ε(0.03)求常值系統(tǒng)誤差、隨機誤差，合格率、不合格率x0解：①公差帶中心xT=19.95②尺寸分布中心=xT+ε=19.95+0.03=19.98③常值系統(tǒng)誤差Δ系=-xT=ε=0.03④隨機誤差6σ=

6×

0.025=0.15或±3σ=±0.075xx⑤計算合格率、不合格率

6σ=0.15＞T=0.1，

Cp=T/6σ=0.1/0.15=0.67工件極限尺寸xmin=xA=19.9，xmax=xB=20zA=(-xA)/σ=(19.98-19.9)/0.025=3.2ψ(zA)=0.49931zB=(xB-)/σ=(20-19.98)/0.025=0.8ψ(zB)=0.2881合格率=ψ(zA)+ψ(zB)=0.49931+0.2881=0.78741=78.741%廢品率0.5-0.49931=0.069%0.5-0.2881=21.19%可修復xx119.例：軸Φ20-0.1，σ=0.025，xT=-2.工藝過程的分布圖分析（1）工藝過程的穩(wěn)定性指均值和標準差穩(wěn)定不變的性能，取決于變值系統(tǒng)誤差（2）工藝過程分布圖分析制作分布圖了解質(zhì)量指標分布、加工能力、是否有廢品

1）樣本容量的確定通常取n=50～2002）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R、尺寸間隔數(shù)j、區(qū)間寬度Δx3）繪制實際分布圖

縱坐標為頻數(shù)：同間隔尺寸工件數(shù)目120.2.工藝過程的分布圖分析（2）工藝過程分布圖分析48.

4）繪制理論分布圖

縱坐標將概率密度轉(zhuǎn)換成頻數(shù)，分散范圍±3σ理論最大頻數(shù)f′max=ymaxn

Δx對應x=處拐點處頻數(shù)f′σ=yσn

Δx對應x=±σ處xx5）工藝過程分布圖分析

①判斷加工誤差性質(zhì)系統(tǒng)誤差、隨機誤差②確定工序能力及等級

工序能力系數(shù)Cp指滿足加工精度的程度Cp=T/6σ③確定不合格率121.4）繪制理論分布圖xx5）工藝過程分布圖分析49.（2）分布圖分析法特點1）采用大樣本，較接近實際地反映工藝過程總體；

2）能將常值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；

3）在全部樣本加工后繪出曲線，不能反映先后順序，不能將變值系統(tǒng)誤差從誤差中區(qū)分開；4）不能及時提供工藝過程精度的信息，事后分析；5）計算復雜，只適合工藝過程穩(wěn)定的場合。點圖分析法計算簡單，能及時提供主動控制信息，可用于穩(wěn)定過程、也可用于不穩(wěn)定過程。122.（2）分布圖分析法特點點圖分析法計算簡單，能及時提供主動3.工藝過程的點圖分析（1）逐點點圖依次測量每件尺寸記入橫坐標為零件號縱為尺寸的圖表中（2）均值-極差點圖

采用順序小樣本（4～6），由小樣本均值點圖和極差點圖組成，橫坐標為小樣本組序號。具體作法如下：①定期測小樣本尺寸；②計算均值和極差R：

R=xmax-xmin

③確定中心線和R小樣本組20～30④確定上下控制線ES、EI、UCL、LCL，定期描點xx123.3.工藝過程的點圖分析（2）均值-極差點圖xx51.均值點圖上下控制線的確定：極差點圖上下控制線的確定：124.均值點圖上下控制線的確定：極差點圖上下控制線的確定：52.均值點圖反映了質(zhì)量指標分布中心(系統(tǒng)誤差)的變化極差點圖反映了質(zhì)量指標分布范圍(隨機誤差)的變化125.均值點圖反映了質(zhì)量指標分布中心(系統(tǒng)誤差)的變化極差點圖反（3）均值-極差點圖分析

生產(chǎn)過程穩(wěn)定的標志：①沒有點子超出控制線；②大部分點在中線附近波動，小部分點在控制線附近；③點子無明顯規(guī)律性生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的標志：①點子超出控制線或密集在控制線附近；②連續(xù)７點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)；③明顯規(guī)律性，如上升或下降傾向；④點子有周期性波動126.（3）均值-極差點圖分析生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的標志：54.根據(jù)點子分布情況及時查找原因采取措施1.若極差R未超控制線，說明加工中瞬時尺寸分布較穩(wěn)定。2.若均值有點超出控制線，甚至超出公差界限，說明存在某種占優(yōu)勢的系統(tǒng)誤差，過程不穩(wěn)定。若點圖緩慢上升，可能是系統(tǒng)熱變形；若點圖緩慢下降，可能是刀具磨損。3.采取措施消除系統(tǒng)誤差后，隨機誤差成主要因素，分析其原因，控制尺寸分散范圍。127.根據(jù)點子分布情況及時查找原因采取措施