機(jī)械制造技術(shù)-電子教案第14章機(jī)械加工精度

機(jī)械制造技術(shù)第14章機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計@高等教育出版社ContentsPage目錄頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、零件加工精度的構(gòu)成1．尺寸精度實際尺寸與理論正確尺寸之間的符合程度。包括：（1）表面本身的尺寸精度，如圓柱面的直徑、圓錐面的錐角等。（2）表面之間的尺寸精度，如平面之間的距離、孔間距、孔到平面的距離等。2.形狀精度實際幾何形狀與理想幾何形狀之間的符合程度，如平面度、圓度、輪廓度等。3．位置精度加工后的表面之間的實際相互位置與理想位置之間的符合程度，如表面之間的平行度、垂直度、對稱度，孔與孔的同軸度等。14.1機(jī)械加工精度概述二、加工誤差的組成把工藝系統(tǒng)存在的各種誤差統(tǒng)稱為原始誤差。從誤差是否被人們掌握來分，加工誤差可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差（偶然誤差）。

根據(jù)誤差的來源不同，原始誤差可以分為兩大類：一類是與工藝系統(tǒng)的初始狀態(tài)有關(guān)的誤差，包括工藝系統(tǒng)的幾何誤差、加工原理誤差、系統(tǒng)調(diào)整誤差、工件裝夾誤差。

另一類是與加工過程有關(guān)的誤差，包括工藝系統(tǒng)受力變形誤差、工藝系統(tǒng)熱變形誤差、工件應(yīng)力重新分布造成的誤差、測量誤差等。14.1機(jī)械加工精度概述三、原始誤差與加工誤差的關(guān)系原始誤差使工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)動關(guān)系及幾何位置，相對于理想狀態(tài)所產(chǎn)生偏離，是工藝系統(tǒng)自身的誤差。原始誤差的存在使加工后的工件產(chǎn)生的誤差，稱為加工誤差。如圖所示，車削加工時，由于機(jī)床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)存在平行度誤差δ，影響了工件與車刀之間的相對位置從而引起工件直徑的加工誤差Y。由圖可以計算得出：14.1機(jī)械加工精度概述TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、加工原理誤差加工原理誤差是由于采用近似的加工方法所產(chǎn)生的誤差。它包括近似的成形運(yùn)動、近似的刀刃輪廓或近似的傳動關(guān)系等不同類型。為了獲得規(guī)定的加工表面，理論上應(yīng)采用理想的加工原理以獲得精確的零件表面。但實踐中，往往由于理論的加工原理很難實現(xiàn)、機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難、加工效率降低等原因，而采用近似的加工原理來獲得符合加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求的產(chǎn)品。二、機(jī)床的幾何誤差1.主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差是指主軸實際回轉(zhuǎn)軸線相對于理論回轉(zhuǎn)軸線的偏移。由于機(jī)床的主軸用于安裝工件或刀具，其回轉(zhuǎn)精度會影響工件的表面形狀、表面之間的相互位置關(guān)系以及表面粗糙度等。14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差（1）主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差及影響因素①軸向竄動圖a所示為瞬時回轉(zhuǎn)軸線的軸向竄動，主要影響工件的端面形狀和軸向尺寸精度。②徑向跳動圖b所示為瞬時回轉(zhuǎn)軸線的徑向運(yùn)動，主要影響加工工件的圓度和圓柱度。③角度擺動圖c所示為瞬時回轉(zhuǎn)軸線成角度傾斜，對工件的形狀精度影響很大，如車外圓時，會產(chǎn)生錐度。14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差（2）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施①采用高精度的主軸部件

獲得高精度的主軸部件的關(guān)鍵是提高軸承精度和剛度，因此，主軸軸承，特別是前軸承，多選用D、C級軸承，并對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊；當(dāng)采用滑動軸承時，則采用靜壓滑動軸承或動靜壓滑動軸承，以提高軸系剛度，減少徑向圓跳動。其次是提高主軸箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配合零件的有關(guān)表面的加工精度。②消除主軸回轉(zhuǎn)的誤差對工件加工精度的影響

如采用死定尖磨削外圓，只要保證定位中心孔的形狀、位置精度，即可加工出高精度的外圓柱面。主軸僅僅提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，工件的回轉(zhuǎn)精度由死頂尖和中心孔的精度保證，而與主軸的回轉(zhuǎn)精度無關(guān)。14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.機(jī)床導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機(jī)床各部件運(yùn)動的基準(zhǔn)，對于進(jìn)給運(yùn)動是直線運(yùn)動的機(jī)床，其直線運(yùn)動精度主要取決于機(jī)床導(dǎo)軌的精度，機(jī)床導(dǎo)軌的誤差一般包括垂直面內(nèi)的直線度（圖a）、水平面內(nèi)的直線度（圖b）、前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）（圖c）和導(dǎo)軌對機(jī)床主軸軸線的位置誤差。在不同的機(jī)床上，這些誤差對加工誤差的影響程度和性質(zhì)各不相同。14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差3.機(jī)床傳動鏈誤差在某些加工過程中，成形運(yùn)動要求嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系，如齒輪加工時的展成運(yùn)動、螺紋車削時的進(jìn)給運(yùn)動等。這時機(jī)床傳動系統(tǒng)的誤差對工件的加工精度會有直接的影響。

由圖可知，螺紋車削時，其傳動關(guān)系為：式中，k1

是在z1

到傳動鏈末端的傳動比，稱為誤差傳遞系數(shù)。傳動鏈中各個傳動件造成的導(dǎo)程誤差總和為：14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差假設(shè)主軸勻速轉(zhuǎn)動，若由于齒輪z1

存在齒距誤差，造成轉(zhuǎn)角誤差，則在傳動鏈的末端造成刀具產(chǎn)生的螺紋導(dǎo)程誤差為：三、工藝系統(tǒng)的其他幾何誤差1.刀具誤差刀具誤差包括刀具的制造、磨損及安裝誤差等。刀具對加工精度的影響，因刀具種類而定。一般刀具（如普通車刀、單刃鏜刀等）的制造誤差對加工精度沒有直接影響。成形刀具和定尺寸刀具（如成形車刀、成形銑刀、齒輪刀具和鉸刀、拉刀、鉆頭等）的制造和磨損誤差主要影響被加工表面的形狀精度和尺寸精度。2.夾具誤差夾具誤差包括夾具的制造誤差、夾具安裝誤差以及夾具在使用過程中的磨損、加工中的對刀誤差等。這些誤差主要與夾具的制造和裝配精度有關(guān)。所以在夾具的設(shè)計、制造時，凡是影響零件加工精度的尺寸和幾何公差應(yīng)嚴(yán)格控制；在使用中應(yīng)考慮到磨損的影響，及時更換磨損的元件。14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差3.調(diào)整誤差按照零件的加工要求對工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整時會存在調(diào)整誤差。當(dāng)用試切法加工零件時，要根據(jù)對工件的檢驗測量結(jié)果調(diào)整工件、夾具和刀具之間的相互位置，檢測儀器的誤差、測量方法誤差、進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動精度等會造成加工誤差。在調(diào)整法加工中，當(dāng)用定程機(jī)構(gòu)調(diào)整時，調(diào)整誤差的大小取決于行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)的制造精度和剛度，以及與其配合使用的控制元件的靈敏度；當(dāng)用樣件或樣板調(diào)整時，調(diào)整誤差的大小取決于樣件或樣板的制造、安裝誤差。工藝系統(tǒng)的幾何誤差中，機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差是工藝系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的自身誤差，屬于靜態(tài)誤差；調(diào)整誤差、夾具的安裝誤差等是工藝系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)之間的相對關(guān)系誤差，在系統(tǒng)確定后這些誤差都是確定的。加工原理誤差和定位誤差是由加工方法和定位方案所決定的誤差。所以工藝系統(tǒng)的幾何誤差是在加工前就已經(jīng)存在的誤差，這些誤差在加工中會不同程度地反映為零件的加工誤差。

14.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、概述

工藝系統(tǒng)的變形改變已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系，導(dǎo)致加工誤差等產(chǎn)生，并影響加工過程的穩(wěn)定性。例如，在車床上加工細(xì)長軸時，在切削力的作用下，工件將產(chǎn)生彎曲，出現(xiàn)“讓刀”現(xiàn)象，從而引起徑向背吃刀量的變化，加工后的工件就產(chǎn)生了腰鼓形的圓柱度誤差（圖a）；又如在磨削內(nèi)孔時，砂輪接長桿的彎曲變形會使磨削后的孔產(chǎn)生錐度誤差（圖b）。

14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差一、概述

工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力越大，工藝系統(tǒng)的變形就越小。用剛度kxt

表示工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力。由于一般只研究工藝系統(tǒng)在誤差敏感方向的變形，即在通過刀尖的加工表面的法線方向的變形，因此，工藝系統(tǒng)的剛度定義為：切削加工中，機(jī)床的有關(guān)零部件、夾具、刀具和工件在切削力的作用下都會產(chǎn)生不同程度的變形。因此，工藝系統(tǒng)在某一處的法向總變形是各個組成部分在該處的法向變形的疊加。即而各組成部分的剛度為：

14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差而各組成部分的剛度為：因此，工藝系統(tǒng)剛度的一般計算式為：14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差二、工藝系統(tǒng)中部件的受力變形1.連接表面的接觸變形兩個表面接觸時，在法向載荷的作用下，兩表面趨近的位移量隨表面壓強(qiáng)的增加而增加。比值

Kc

為：Kc

＝Δp/Δy

稱為接觸剛度。影響接觸剛度的主要因素包括接觸表面的表面粗糙度、表面形狀誤差、材料的硬度等。14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差2.低剛度零件的自身變形系統(tǒng)中個別環(huán)節(jié)的剛度由于結(jié)構(gòu)限制而較差時，如刀架和溜板中常用的楔鐵，這些零件在外力的作用下，容易產(chǎn)生變形，從而大大降低系統(tǒng)和部件的剛度，使之產(chǎn)生較大的變形。3.間隙的影響由于系統(tǒng)中部件之間存在間隙，當(dāng)部件受正反兩個方向加載和卸載作用時，其間隙位移就會造成系統(tǒng)的變形。14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差1.切削力大小變化引起的加工誤差如圖所示，切削一個有橢圓形圓度誤差的工件毛坯，切削前將車刀調(diào)整到圖中虛線的位置，在工件每一轉(zhuǎn)中，由于背吃刀量的變化，切削力從最大變到最小，工藝系統(tǒng)的變形也相應(yīng)地從最大變到最小，加工后的工件具有與毛坯相應(yīng)的橢圓形狀誤差，這個規(guī)律就是毛坯誤差的復(fù)映規(guī)律。設(shè)毛坯最大背吃刀量為ap1，最小背吃刀量為ap2，則

Δm

＝ap1

－ap2

由切削理論可得工件誤差為：

Δgj＝εΔm

14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差由于y

總小于ap，即ε

總是小于1，因此誤差復(fù)映系數(shù)反映了毛坯誤差經(jīng)過加工后的減小程度，與工藝系統(tǒng)的剛度成反比，與切削力Fx的系數(shù)成正比。要減小工件的復(fù)映誤差，可增加工藝系統(tǒng)的剛度或減小徑向切削力的系數(shù)。由于誤差復(fù)映會引起加工誤差，因此當(dāng)一次走刀不能滿足加工精度時，可采用多次走刀，經(jīng)過n次走刀后，工件誤差為：Δgj＝ε1ε2…εnΔm

根據(jù)已知的Δm值，可估計加工后的誤差；也可根據(jù)工件的公差值與毛坯誤差來確定走刀次數(shù)。14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差2.切削力作用點(diǎn)位置變化引起的加工誤差（1）切削過程中受力點(diǎn)位置變化引起的工件形狀誤差（2）車削細(xì)長軸3.其他力引起的誤差（1）由慣性力引起的加工誤差（2）由傳動力引起的加工誤差14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差3.其他力引起的誤差（3）由夾緊力引起的加工誤差（4）由重力引起的加工誤差14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差四、減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施1.提高接觸剛度改善機(jī)床主要零件的接觸面的配合質(zhì)量。如對機(jī)床導(dǎo)軌及裝配面刮研、經(jīng)常修研加工精密零件用的中心孔等。2.設(shè)置輔助支承，提高局部剛度如加工細(xì)長軸時，工件隨切削位置的不同而產(chǎn)生不同的變形。這時可采用輔助支承（如跟刀架），以提高切削時的剛度。在加工短粗的軸、套類零件時，工件的剛度不是工藝系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)找出薄弱環(huán)節(jié)予以解決。14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差3.采用合理的裝夾方法在夾具設(shè)計或工件裝夾時，盡量減少彎曲力矩。如圖所示在臥式銑床上加工角鐵零件的端面，用圓柱銑刀加工（圖a），由于加工面離夾緊面遠(yuǎn)，工藝系統(tǒng)剛性不如用端銑刀加工（圖b）的工藝系統(tǒng)的剛性好。14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差4.采用補(bǔ)償或轉(zhuǎn)移變形的方法如圖14.20所示的龍門銑床，為消除銑頭和配重對橫梁造成的彎曲變形影響，在橫梁上增加一個附加梁，使橫梁不承受銑頭和配重的作用，變形被轉(zhuǎn)移到了不影響加工精度的附加梁上；圖14.21所示的搖臂鉆床為消除主軸箱自重對搖臂造成的彎曲變形，把主軸箱的導(dǎo)軌做成反向彎曲面，在主軸箱自重作用下變形后接近水平，實現(xiàn)了對變形的補(bǔ)償。14.3工藝系統(tǒng)的受力變形誤差TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、機(jī)床熱變形引起的加工誤差對于車、銑、鏜床類機(jī)床，其主要熱源是主軸箱的發(fā)熱，它將使箱體、床身及立柱發(fā)生變形，從而造成主軸的位移和傾斜。車床在垂直平面內(nèi)的熱變形一般比在水平面內(nèi)的熱變形大。普通車床車刀通常安裝在水平面內(nèi)，對加工精度的影響不大，但對六角車床、自動車床等可能在垂直方向裝刀的自動車床，應(yīng)嚴(yán)格控制主軸的熱位移量。

立式銑床的熱變形，將使銑削后的平面與定位基面之間出現(xiàn)平行度或垂直度誤差。鏜床的熱變形與銑床相似，同樣會導(dǎo)致所鏜內(nèi)孔軸線與定位基面之間的平行度或垂直度誤差。

磨床一般是液壓驅(qū)動并有高速磨頭，故其主要熱源是磨頭軸承和液壓系統(tǒng)的發(fā)熱。軸承的發(fā)熱使磨頭軸線產(chǎn)生線位移，當(dāng)前后軸承溫升不同時，其軸線要發(fā)生傾斜。液壓系統(tǒng)的發(fā)熱使床身各處的溫升不同，導(dǎo)致床身的彎曲變形。

平面磨床床身的熱變形，受油池安放位置及導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱的影響。當(dāng)油池不放在床身內(nèi)時，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)之后，床身將出現(xiàn)中凸。當(dāng)油池放在床身內(nèi)時，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)之后，床身將出現(xiàn)中凹。對于大型機(jī)床，如導(dǎo)軌磨床、外圓磨床、龍門銑床等長床身部件，由于導(dǎo)軌運(yùn)動副摩擦發(fā)熱，使靠近導(dǎo)軌面附近的溫度較其他部位高，形成溫度差。導(dǎo)軌表面溫度高，底面溫度低，使床身產(chǎn)生彎曲變形，表現(xiàn)中部凸起。14.4工藝系統(tǒng)的熱變形誤差二、工件熱變形對加工精度的影響1.工件均勻受熱加工盤類零件或較短的軸套類零件時，由于加工行程較短，可以認(rèn)為沿工件軸向的溫升相等。因此，加工出的工件只產(chǎn)生徑向尺寸誤差而不產(chǎn)生形狀誤差。若工件精度要求不高，可忽略熱變形的影響。對于較長工件（如長軸）的加工，開始走刀時，工件溫度較低，變形較小。隨著切削的進(jìn)行，工件溫度逐漸升高，直徑不斷變大，因此，工件被切去的金屬層厚度越來越大，冷卻后不僅產(chǎn)生徑向尺寸誤差，而且還會產(chǎn)生圓柱度誤差（出現(xiàn)錐度）。14.4工藝系統(tǒng)的熱變形誤差2.工件不均勻受熱當(dāng)對工件進(jìn)行銑、刨、磨等平面加工時，工件單側(cè)受熱，上、下表面溫升不等，從而導(dǎo)致工件向上凸起，中間切去的材料較多。冷卻后被加工表面呈凹形。這種現(xiàn)象對于加工薄片類零件尤為突出。其變形量可用下式計算：為了減小工件不均勻變形對加工精度的影響，一方面應(yīng)采取有效的冷卻措施，減小表面溫升；另一方面可采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償方法，如裝夾工件時使工件表面產(chǎn)生微凹的夾緊變形，以補(bǔ)償切削時工件單向受熱的上凸誤差。

14.4工藝系統(tǒng)的熱變形誤差三、刀具熱變形的影響刀具的熱變形主要由切削熱引起。切削加工時，雖然傳給刀具的熱量并不多，但由于刀具的熱容量小，所以溫升高，受熱變形后的伸長量也較大。如圖所示，車刀在連續(xù)加工時的伸長量變化曲線為曲線A，切削停止后冷卻時的長度變化曲線為曲線B，曲線C是間斷切削過程的伸長量變化曲線。刀具熱變形要影響工件的尺寸。連續(xù)加工時會影響工件的幾何形狀精度，如車削長軸時，會產(chǎn)生錐度誤差。14.4工藝系統(tǒng)的熱變形誤差四、減小熱變形的主要措施1．減少工藝系統(tǒng)熱源的發(fā)熱為了減少機(jī)床的熱變形，凡是可能分離出去的熱源（如電動機(jī)、變速箱、液壓系統(tǒng)等）應(yīng)盡可能移出；不能分離的熱源（如主軸軸承、高速運(yùn)動的導(dǎo)軌副等）可從結(jié)構(gòu)、潤滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱。對發(fā)熱大的熱源，如既不能從機(jī)床中移出，又不便隔熱，則可采用有效的冷卻措施，如增加散熱面積，采用強(qiáng)制的風(fēng)冷、水冷等。2.保持工藝系統(tǒng)的熱平衡在精密加工之前，應(yīng)讓機(jī)床先空轉(zhuǎn)一段時間，達(dá)到熱平衡后再進(jìn)行加工。為了縮短熱平衡時間，可人為地給機(jī)床供熱，以促使機(jī)床更快地達(dá)到熱平衡。3.控制環(huán)境溫度車間安裝的供暖設(shè)備和加熱器，要保證其熱流在各個方向上均勻散發(fā)，不要使精密機(jī)床受到陽光的直接照射，以免引起不均勻受熱。14.4工藝系統(tǒng)的熱變形誤差TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、產(chǎn)生應(yīng)力的原因應(yīng)力是工件自身的誤差因素，是由于金屬內(nèi)部宏觀或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的，體積變化的主要因素是熱加工和冷加工。1.毛坯制造中產(chǎn)生的應(yīng)力在毛坯制造和熱處理過程中，由于工件各部分厚度不均勻，引起毛坯各部分收縮不均勻以及金相組織轉(zhuǎn)變時的體積變化，從而使毛坯產(chǎn)生應(yīng)力。毛坯的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，各部分壁厚越不均勻，散熱的差別越大，毛坯內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力也越大。14.5工件應(yīng)力造成的誤差2.工件冷校直時產(chǎn)生的應(yīng)力薄板類、細(xì)長軸類零件加工后常發(fā)生彎曲變形，彎曲的工件要校直，必須使工件產(chǎn)生反向彎曲（圖a），并使工件產(chǎn)生一定的塑性變形。當(dāng)工件外層應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度、內(nèi)層應(yīng)力還未超過彈性極限時，其分布情況如圖b所示。去除外力后，由于下部外層已產(chǎn)生拉伸的塑性變形，上部外層已產(chǎn)生壓縮的塑性變形，故里層的彈性變形受到阻礙，結(jié)果上部外層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，上部里層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，下部外層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，下部里層產(chǎn)生殘余應(yīng)力（圖c）。冷校直后雖彎曲變形減小，但是，并沒有消除應(yīng)力，如進(jìn)行再加工，又會產(chǎn)生新的彎曲變形。14.5工件應(yīng)力造成的誤差二、減少和消除應(yīng)力的工藝措施1.合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)在機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，盡量簡化零件結(jié)構(gòu)，減小壁厚差，使壁厚均勻，提高零件的剛度等，均可減少毛坯在制造中產(chǎn)生的應(yīng)力。2.合理安排工藝過程例如將粗、精加工分開，使粗加工后有充足時間讓應(yīng)力重新分布，保證工件充分變形，再經(jīng)精加工后，就可減少變形誤差。又如，在加工大件時，如果粗、精加工在一個工序完成，這時應(yīng)在粗加工后松開工件，使其消除部分應(yīng)力，然后以較小的夾緊力夾緊工件后對其進(jìn)行精加工。3.對工件進(jìn)行熱處理和時效處理如對鑄、鍛、焊件進(jìn)行退火和回火；零件淬火后進(jìn)行回火；對精度要求高的零件，如床身、絲杠、主軸等，往往在切削加工后都要進(jìn)行時效處理。14.5工件應(yīng)力造成的誤差TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、定位誤差的概念與計算1.基準(zhǔn)位置誤差當(dāng)工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)相同時，工件定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱基準(zhǔn)位置誤差，用ΔY表示。定位基準(zhǔn)是通過一定的幾何表面來體現(xiàn)的，當(dāng)這些幾何面存在誤差時，就會造成定位基準(zhǔn)的位置變化，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)位置誤差。14.6定位誤差2.基準(zhǔn)不重合誤差由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔB表示。當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，兩者之間的聯(lián)系尺寸產(chǎn)生誤差時，將會造成工序基準(zhǔn)的位置變化，從而產(chǎn)生加工誤差。14.6定位誤差綜上所述，可得到如下結(jié)論：（1）定位誤差只產(chǎn)生在調(diào)整法加工一批工件的條件下，采用試切法加工，不存在定位誤差。（2）定位誤差產(chǎn)生的原因是工件的制造誤差和定位元件的制造誤差、兩者的配合間隙及工序尺寸與定位尺寸不重合等。（3）一般情況下，定位誤差由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成，但并不是在任何情況兩種誤差都存在。當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合時，ΔB

＝0，當(dāng)定位基準(zhǔn)無變動時，ΔY

＝0。二、幾種典型定位表面的定位誤差1.工件以平面定位定位基準(zhǔn)為平面時，其定位誤差主要是由基準(zhǔn)不重合誤差引起的。這時基準(zhǔn)位置誤差主要是由平面度誤差引起的，該誤差很小，可忽略不計。2.工件以圓孔定位工件以圓孔表面作為定位基準(zhǔn)時，工件圓孔的制造精度、定位元件的放置形式、定位基面與定位元件的配合性質(zhì)及工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)是否重合等因素直接影響定位誤差。3.工件以外圓定位工件以外圓定位時，常見的定位元件為各種定位套、支承板和V形塊等。定位套定位時誤差分析及支承板定位時的誤差分析與前述圓孔定位和平面定位相似。14.6定位誤差4.工件以一面兩孔定位實際生產(chǎn)中，多數(shù)是以幾個定位基準(zhǔn)組合起來實現(xiàn)工件定位的。其中一面兩孔定位是應(yīng)用最多的方式。所謂一面兩孔定位，就是以工件上的一個較大的平面和平面上相距較遠(yuǎn)的兩個孔組合定位。14.6定位誤差TransitionPage過渡頁04工藝系統(tǒng)的熱變形誤差01機(jī)械加工精度概述02工藝系統(tǒng)的幾何誤差03工藝系統(tǒng)的受力變形誤差05工件應(yīng)力造成的誤差06定位誤差07加工誤差綜合分析簡介一、加工誤差的性質(zhì)1.系統(tǒng)性誤差（1）常值系統(tǒng)性誤差

順序加工一批工件中，其大小和方向保持不變的誤差，稱為常值系統(tǒng)性誤差。如加工原理誤差，機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差及工藝系統(tǒng)的受力變形等，都是常值系統(tǒng)性誤差。（2）變值系統(tǒng)性誤差

順序加工一批工件中，其大小和方向按一定規(guī)律變化的誤差（通常是時間的函數(shù)），稱為變值系統(tǒng)性誤差。如機(jī)床、夾具和刀具等在熱平衡前的熱變形和刀具磨損等，都是變值系統(tǒng)性誤差。14.7加工誤差綜合分析簡介2.隨機(jī)性誤差

在順序加工一批工件時，若誤差的大小和方向作無規(guī)律的變化（時大時小，時正時負(fù)），這類誤差稱為隨機(jī)性誤差。誤差性質(zhì)不同，其解決的途徑也不一樣。對于常值系統(tǒng)性誤差，在查明其大小和方向后，采取相應(yīng)調(diào)整或檢修工藝裝備，或者用一種常值系統(tǒng)性誤差去抵償原來的常值系統(tǒng)性誤差。對于變值系統(tǒng)性誤差，查明其變化規(guī)律后，可采取自動連續(xù)補(bǔ)償，或自動周期補(bǔ)償。對于隨機(jī)性誤差，由于沒有明顯的變化規(guī)律，只能查出產(chǎn)生根源，采取措施以減小其影響。在不同的場合下，誤差的性質(zhì)也有所不同。例如，機(jī)床在一次調(diào)整中加工一批工件時，機(jī)床的調(diào)整誤差是常值系統(tǒng)性誤差，但是，當(dāng)多次調(diào)整機(jī)床時，每次調(diào)整時發(fā)生的調(diào)整誤差則具有隨機(jī)性，故調(diào)整誤差又成為隨機(jī)性誤差了。14.7加工誤差綜合分析簡介二、加工誤差的綜合分析方法1.分布曲線法

這種方法是通過測量一批零件加工后的實際尺寸，作出尺寸分布曲線，然后按此曲線來判斷這種加工方法產(chǎn)生的誤差大小。14.7加工誤差綜合分析簡介由分布圖可以看出：①實際尺寸分散范圍中心與公差帶中心不重合，說明加工過程存在系統(tǒng)性誤差；②尺寸分散范圍0.016mm，比公差帶大0.007mm。即使把尺寸分散范圍中心調(diào)至公差帶中點(diǎn)27.994mm，也還是要產(chǎn)生不合格品（圖中陰影部分），說明加工過程的隨機(jī)性誤差過大。要解決此項精度問題，不但要把系統(tǒng)誤差減少，而且還