影響機(jī)械加工精度的幾個(gè)重要因素

影響機(jī)械加工精度的幾個(gè)重要因素第一頁，共七十四頁，2022年，8月28日影響加工精度的主要因素有：l）工藝系統(tǒng)的幾何誤差，包括機(jī)床、夾具和刀具等的制造誤差及其磨損。2）工件裝夾誤差。3）工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差。4）工藝系統(tǒng)受熱變形引起的加工誤差。5）工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形。6）其他誤差，包括原理誤差、測(cè)量誤差、調(diào)整誤差等。第二頁，共七十四頁，2022年，8月28日一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差（一）機(jī)床的幾何誤差加工中，刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)，通常都是通過機(jī)床完成的。工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。

機(jī)床制造誤差中對(duì)工件加工精度影響較大的誤差有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)誤差。

第三頁，共七十四頁，2022年，8月28日1．主軸回轉(zhuǎn)誤差第四頁，共七十四頁，2022年，8月28日機(jī)床主軸是用來裝夾工件或刀具，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具的重要零件，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的形狀精度和位置精度。主軸回轉(zhuǎn)誤差：是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。第五頁，共七十四頁，2022年，8月28日

主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng)三種不同形式的誤差。

（1）徑向圓跳動(dòng)：圖4-2a）是主軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的變動(dòng)量。車外圓時(shí)它使加工面產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差。產(chǎn)生徑向圓跳動(dòng)誤差的主要原因有：主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承工作表面的圓度誤差等。圖4-3第六頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（2）軸向圓跳動(dòng)：圖4-2b）是主軸回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的變動(dòng)量。車端面時(shí)它使工件端面產(chǎn)生垂直度、平面度誤差。產(chǎn)生軸向國跳動(dòng)的原因是主軸軸肩端面和推力軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。第七頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（3）角度擺動(dòng)：圖4-2c）主軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角度的運(yùn)動(dòng)。車削時(shí)，它使加工表面產(chǎn)生圓柱度誤差和端面的形狀誤差。提高主軸及箱體軸承孔的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。第八頁，共七十四頁，2022年，8月28日2．導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機(jī)床中確定各主要部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)。（1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響第九頁，共七十四頁，2022年，8月28日導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差Δy時(shí)，在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上刀具相對(duì)于工件的正確位置將產(chǎn)生Δy的偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR=Δy的誤差。導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差將直接反映在被加工工件表面的法線方向（誤差敏感方向）上，對(duì)加工精度的影響最大。第十頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（2）導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響第十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差Δz時(shí)，也會(huì)使車刀在水平面內(nèi)發(fā)生位移，使工件半徑產(chǎn)生誤差ΔR。與Δz值相比，ΔR屬微小量，由此可知，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度影響很小，一般可忽略不計(jì)。第十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日（3）導(dǎo)軌間的平行度誤差對(duì)加工精度的影響第十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日當(dāng)前后導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有平行度誤差（扭曲誤差）時(shí)，刀架將產(chǎn)生擺動(dòng)，刀架沿床身導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲線，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。導(dǎo)軌間在垂直方向有平行度誤差時(shí)，將使工件與刀具的正確位置在誤差敏感方向產(chǎn)生偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR=Δy的誤差，對(duì)加工精度影響較大。第十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日除了導(dǎo)軌本身的制造誤差之外，導(dǎo)軌磨損是造成機(jī)床精度下降的主要原因。選用合理的導(dǎo)軌形狀和導(dǎo)軌組合形式，采用耐磨合金鑄鐵導(dǎo)軌、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌以及對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行表面淬火處理等措施均可提高導(dǎo)軌的耐磨性。第十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D4-7滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖３．傳動(dòng)鏈誤差第十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日

傳動(dòng)鏈誤差：是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差是影響表面加工精度的主要原因之一。提高傳動(dòng)元件的制造精度和裝配精度，減少傳動(dòng)件數(shù)，均可減小傳動(dòng)鏈誤差。圖第十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）刀具的幾何誤差

刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。采用定尺寸刀具（例如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、圓拉刀等）加工時(shí)，刀具的尺寸誤差和磨損將直接影響工件尺寸精度。采用成形刀具（例如成形車刀、成形銑刀、齒輪模數(shù)銑刀、成形砂輪等）加工時(shí)，刀具的形狀誤差和磨損將直接影響工件的形狀精度。對(duì)于一般刀具（例如車刀、健刀、銑刀等），其制造誤差對(duì)工件加工精度無直接影響。第十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日刀具的尺寸磨損量NB是在被加工表面的法線方向上測(cè)量的。刀具的尺寸磨損NB與切削路程l的關(guān)系如圖4－8所示。新刃磨刀具切削初期，刀具磨損較劇烈，這段時(shí)間的刀具磨損量稱為初期磨損量NB；進(jìn)入正常磨損階段后，磨損量與切削路程成正比，其斜率稱為相對(duì)磨損，相對(duì)磨損表示每切削1000m路程刀具的尺寸磨損量；當(dāng)切削路程時(shí)，磨損急劇增加，這時(shí)應(yīng)停止切削。圖第十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日刀具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算

選用新型耐磨刀具材料，合理選用刀具幾何參數(shù)和切削用量，正確刃磨刀具，正確采用冷卻潤(rùn)滑液等，均可減少刀具的尺寸磨損。必要時(shí)，還可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。第二十頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（三）夾具的幾何誤差?yuàn)A具的作用是使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的位置，夾具的幾何誤差對(duì)工件的加工精度（特別是位置精度）有很大影響。在圖4－9所示鉆床夾具中，影響工件孔軸線a與底面B間尺寸L和平行度的因素有：鉆套軸線與夾具定位元件支承平面C間的距離和平行度誤差；夾具定位元件支承平面C與夾具體底面d的垂直度誤差；鉆套孔的直徑誤差等。圖第二十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)夾具上直接影響工件加工精度的有關(guān)尺寸的制造公差一般取為工件上相應(yīng)尺寸公差的1／2－1／5。夾具元件磨損將使夾具的誤差增大。為保證工件加工精度，夾具中的定位元件、導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件等關(guān)鍵易損元件均需選用高性能耐磨材料制造。

第二十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日二、裝夾誤差

裝夾誤差包括：定位誤差、夾緊誤差。

（一）定位誤差定位誤差：因定位不正確而引起的誤差。

定位誤差的產(chǎn)生：是由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位面和定位元件制造不準(zhǔn)確而引起。圖第二十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日定位誤差的組成：由基準(zhǔn)不重合誤差和定位副（含工件定位基面和定位元件）制造不準(zhǔn)確誤差兩部分組成。定位誤差值為上述兩項(xiàng)誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)和：第二十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）夾緊誤差

工件或夾具剛度過低或夾緊力作用方向、作用點(diǎn)選擇不當(dāng)，都會(huì)使工件或夾具產(chǎn)生變形，造成加工誤差。第二十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日例如：用三爪自定心卡盤裝夾薄壁套簡(jiǎn)鏜孔時(shí)，夾緊前薄壁套筒的內(nèi)外圓是圓的，夾緊后工件呈三棱圓形；鏜孔后，內(nèi)孔呈圓形；但松開三爪卡盤后，外圓彈性恢復(fù)為圓形，所加工孔變成為三棱圓形，使鏜孔孔徑產(chǎn)生加工誤差。為減少由此引起的加工誤差，可在薄壁套筒外面套上一個(gè)開口薄壁過渡環(huán)，使夾緊力沿工件圓周均勻分布。第二十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差

（一）工藝系統(tǒng)剛度

1．工藝系統(tǒng)剛度機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、傳動(dòng)力、慣性力和重力等的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)變形,使工件產(chǎn)生加工誤差。工藝系統(tǒng)在外力作用下產(chǎn)生變形的大小，不僅取決于作用力的大小，還取決于工藝系統(tǒng)的剛度。圖第二十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日垂直作用于工件加工表面的背向力與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形y的比值，稱為工工藝系統(tǒng)剛度（N／㎜）工藝系統(tǒng)在某一位置受力作用產(chǎn)生的變形量應(yīng)為工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在此位置受該力作用產(chǎn)生的變形量的代數(shù)和，即第二十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日根據(jù)剛度定義知：，，，，將它們代入上式得

由式（4－6）知，工藝系統(tǒng)剛度的倒數(shù)等于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)剛度的倒數(shù)之和。若已知各組成環(huán)節(jié)的剛度，即可由式（4－6）求得工藝系統(tǒng)剛度。工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的剛度。

第二十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．機(jī)床剛度

機(jī)床結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，它由許多零、部件組成，其剛度值迄今尚無合適的簡(jiǎn)易計(jì)算方法，目前主要還是用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)得機(jī)床部件剛度、、之后，就可以通過計(jì)算求得機(jī)床剛度。第三十頁，共七十四頁，2022年，8月28日由剛度定義，上式可寫為機(jī)床剛度與各組成部件的剛度的關(guān)系式為:

分析上式可知，機(jī)床剛度取決于其組成部件的剛度，并主要取決于薄弱部件的剛度，提高機(jī)床剛度要從提高弱剛度部件的剛度人手。第三十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日

3．機(jī)床部件剛度是一臺(tái)車床刀架部件的實(shí)測(cè)度曲線圖，曲線反映了三次加載、卸載過程中的變形情況。分析圖4－14所示刀架剛度試驗(yàn)曲線可知，機(jī)床部件剛度具有以下特點(diǎn)；l）變形與載荷不成線性關(guān)系，曲線上各點(diǎn)的實(shí)際剛度（各點(diǎn)斜率）是不同的，這說明機(jī)床部件的變形不純粹是彈性變形。如圖第三十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日2）加載曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線；兩曲線所包容的面積代表加載和卸載循環(huán)中消耗的能量，它消耗于克服部件內(nèi)零件間摩擦力和接觸塑性變形所做的功。3）第一次卸載后，刀架恢復(fù)不到第一次加載的起點(diǎn)，這說明有殘余變形存在，經(jīng)多次加載和卸載后，加載曲線起點(diǎn)才和卸載曲線終點(diǎn)重合，殘余變形才逐漸減小到零。第三十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日4）部件實(shí)測(cè)剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體結(jié)構(gòu)估算值小。一個(gè)外形尺寸很大的刀架，它的實(shí)測(cè)平均剛度值只相當(dāng)于一個(gè)截面積較小的鑄鐵懸臂梁的剛度，其原因在于刀架外形尺寸看起來很大，但它是由許許多多零件組裝而成，零件間有間隙，結(jié)合面間有接觸變形，由于這些因素的影響，總的變形就大了。第三十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

1．加工過程中由于工藝系統(tǒng)剛度發(fā)生變化引起的誤差

圖例第三十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．由于切削力變化引起的誤差加工過程中，由于毛坯加工余量和工件材質(zhì)不均等因素，會(huì)引起切削力變化，使工藝系統(tǒng)變形發(fā)生變化。從而產(chǎn)生加工誤差。

誤差復(fù)映現(xiàn)象：

車削一具有錐形誤差的毛坯，加工表面上必然有錐形誤差；待加工表面上有什么樣的誤差，加工表面上必然也有同樣性質(zhì)的誤差，這就是切削加工中的誤差復(fù)映現(xiàn)象。圖第三十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日

誤差復(fù)映系數(shù)：加工前后誤差之比值，稱為誤差復(fù)映系數(shù)，它代表誤差復(fù)映的程度。分析式（4－11）可知ε與成反比；這表明工藝系統(tǒng)剛度愈大，誤差復(fù)映系數(shù)愈小，加工后復(fù)映到工件上的誤差值就愈小。尺寸誤差和形位誤差都存在復(fù)映現(xiàn)象。如果我們知道某加工工序的復(fù)映系數(shù)，就可以通過測(cè)量待加工表面的誤差統(tǒng)計(jì)值來估算加工后工件的誤差統(tǒng)計(jì)值。第三十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日當(dāng)工件表面加工精度要求高時(shí)，須經(jīng)多次切削才能達(dá)到加工要求。第一次切削的復(fù)映系數(shù)；第二次切削的復(fù)映系數(shù)，…，則該加工表面總的復(fù)映系數(shù)因每個(gè)復(fù)映系數(shù)均小于1，故總的復(fù)映系數(shù)將是一個(gè)很小的數(shù)值。第三十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（三）減小工藝系統(tǒng)受力變形的途徑由工藝系統(tǒng)剛度表達(dá)式（4－4）可知，減少工藝系統(tǒng)變形的途徑為：提高工藝系統(tǒng)剛度；減小切削力及其變化。

1．提高工藝系統(tǒng)剛度提高工藝系統(tǒng)剛度應(yīng)從提高其各組成部分薄弱環(huán)節(jié)的剛度入手，這樣才能取得事半功倍的效果。提高工藝系統(tǒng)剛度的主要途徑是：第三十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（1）設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備時(shí)應(yīng)切實(shí)保證關(guān)鍵零部件的剛度在機(jī)床和夾具中應(yīng)保證支承件（如床身、立柱、橫梁、夾具體等）。主軸部件和傳動(dòng)件有足夠的剛度。

（2）提高接觸剛度提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。減少組成件數(shù)，提高接觸面的表面質(zhì)量，均可減少接觸變形，提高接觸剛度。對(duì)于相配合零件，可以通過適當(dāng)預(yù)緊消除間隙，增大實(shí)際接觸面積。第四十頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（3）采用合理的裝夾方式和加工方法提高工件的裝夾剛度，應(yīng)從定位和夾緊兩個(gè)方面采取措施。第四十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．減小切削力及其變化改善毛坯制造工藝，減小加工余量，適當(dāng)增大前角和后角，改善工件材料的切削性能等均可減小切削力。為控制和減小切削力的變化幅度，應(yīng)盡量使一批工件的材料性能和加工余量保持均勻。

第四十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日四、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差

工藝系統(tǒng)在熱作用下產(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)生加工誤差。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)占到工件加工總誤差的40％－70％。隨著高精度、高效率及自動(dòng)化加工技術(shù)的發(fā)展，工藝系統(tǒng)熱變形問題日益突出。第四十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日（一）工藝系統(tǒng)的熱源l．切削熱

切削加工過程中，消耗于切削層彈、塑性變形及刀具與工件、切屑間摩擦的能量，絕大部分轉(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)中工件和刀具熱變形的主要熱源。第四十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日在車削加工中，傳給工件的熱量占總切削熱的30％左右，切削速度越高，切屑帶走的熱量越多，傳給工件的熱量就越少；在銑削、刨削加工中，傳給工件的熱量占總切削熱的比例小于30％；在鉆削和健削加工中，因?yàn)榇罅康那行紲粼谒庸た字校瑐鹘o工件的熱量往往超過50％；磨削加工中傳給工件的熱量有時(shí)多達(dá)80％以上，磨削區(qū)溫度可高達(dá)800～1000℃左右。第四十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．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（如軸承、齒輪、導(dǎo)軌等）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（如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等）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。

3．外部熱源主要是指周圍環(huán)境溫度通過空氣的對(duì)流以及日光、照明燈具、取暖設(shè)備等熱源通過輻射傳到工藝系統(tǒng)的熱量。第四十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日外部熱源的熱輻射及環(huán)境溫度的變化對(duì)機(jī)床熱變形的影響，有時(shí)也是不可忽視的?？拷翱诘臋C(jī)床受到日光照射的影響，上下午的機(jī)床溫升和變形就不同，而且日照通常是單向的局部的，受到照射的部分與未經(jīng)照射的部分之間就有溫差。

第四十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日熱平衡：工藝系統(tǒng)在工作狀態(tài)下，一方面它經(jīng)受各種熱源的作用使溫度逐漸升高，另一方面，它同時(shí)也通過各種傳熱方式向周圍介質(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)，單位時(shí)間內(nèi)傳出和傳人的熱量接近相等時(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。第四十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（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、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。車削或磨削軸類工件外圓時(shí)，可近似看成是均勻受熱的情況。工件均勻受熱影響工件的尺寸精度，其變形量（mm）可按下式估算：第四十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日對(duì)于精密加工，熱變形是一個(gè)不容忽視的重要問題。熱變形對(duì)精密加工件的影響是很大的。磨削加工薄片類工件的平面，所示，就屬于不均勻受熱的情況，上、下表面間的溫差將導(dǎo)致工件中部凸起，加工中凸起部分被切去，冷卻后加工表面呈中凹形，產(chǎn)生形狀誤差。工件凸起量與工件長(zhǎng)度上的平方成正比，且工件越薄，工件的凸起量越大。圖第五十頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．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。切削熱傳入刀具的比例雖然不大（車削時(shí)約為5％左右），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。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)；對(duì)于加工要求較高的零件，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響較大，將使加工表面產(chǎn)生尺寸誤差或形狀誤差。第五十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日

3．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)熱和外界熱源傳入熱量。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。不同類型的機(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。第五十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日車床、銑床和鉆、鏜類機(jī)床的主要熱源來自主軸箱。車床主軸箱的溫升將使主軸升高；由于主軸前軸承的發(fā)熱量大于后軸承的發(fā)熱量，故主軸前端比后端高；主軸箱的熱量傳給床身，還會(huì)使床身和導(dǎo)軌向上凸起。磨床通常都有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和高速回轉(zhuǎn)的磨頭，并使用大量切削液，它們都是磨床的主要熱源。圖圖第五十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（三）減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑

1．減少發(fā)熱量機(jī)床內(nèi)部的熱源是產(chǎn)生機(jī)床熱變形的主要熱源。凡是有可能從主機(jī)分離出去的熱源,如電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)和油箱等，應(yīng)盡量放在機(jī)床外部。為了減小熱源發(fā)熱，在相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施改善摩擦條件。例如，選用發(fā)熱較少的靜壓軸承或空氣軸承作主軸軸承，在潤(rùn)滑方面也可改用低粘度的潤(rùn)滑油、鋰基油脂或油霧潤(rùn)滑等。第五十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日通過控制切削用量和刀具幾何參數(shù)，可減少切削熱。

2．改善散熱條件向切削區(qū)加注冷卻潤(rùn)滑液，可減少切削熱對(duì)工藝系統(tǒng)熱變形的影響。有些加工中心機(jī)床采用冷凍機(jī)對(duì)冷卻潤(rùn)滑液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，效果明顯。

3．均衡溫度場(chǎng)在外移熱源時(shí)，還應(yīng)注意考慮均衡溫度場(chǎng)的問題。第五十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日

4．改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)1—主軸2—主軸箱3—套筒第五十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日五、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差

（一）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：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。工件一旦有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，就會(huì)使工件材料處于一種高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，它本能地要向低能位轉(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。第五十七頁，共七十四頁，2022年，8月28日當(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)到新的平衡，并伴隨有變形發(fā)生，使工件產(chǎn)生加工誤差。第五十八頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因

（1）熱加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力在鑄造、鍛壓、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)生內(nèi)應(yīng)力。第五十九頁，共七十四頁，2022年，8月28日

（2）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力一些剛度較差容易變形的軸類零件，常采用冷校直方法使之變直。第六十頁，共七十四頁，2022年，8月28日

3．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。a）鑄件內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)b）刨去一層材料時(shí)應(yīng)力狀態(tài)c）通過變形建立新的應(yīng)力平衡d）工件的變形情況第六十一頁，共七十四頁，2022年，8月28日第六十二頁，共七十四頁，2022年，8月28日（二）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)在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí)，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。

（2）合理安排工藝過程工件中如有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，必然會(huì)有變形發(fā)生，但遲變不如早變，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。第六十三頁，共七十四頁，2022年，8月28日鑄件、鍛件、焊接件在進(jìn)人機(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進(jìn)行精加工，以減小內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。第六十四頁，共七十四頁，2022年，8月28日六、其他誤差

l．原理誤差原理誤差：是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀刃形狀等原因而產(chǎn)生的加工誤差。例如，用模數(shù)銑刀銑齒，理論上要求加工不同模數(shù)、齒數(shù)的齒輪，就應(yīng)該用不同模數(shù)、齒數(shù)的銑刀。生產(chǎn)中為了減少模數(shù)銑刀的數(shù)量，每一種模數(shù)只設(shè)計(jì)制造有限幾把（例如8把、15把、26把）模數(shù)銑刀，用以加工同一模數(shù)各種不同齒數(shù)的齒輪。當(dāng)所加工齒輪的齒數(shù)與所選模數(shù)銑刀刀刃所對(duì)應(yīng)的齒數(shù)不同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生齒形誤差。此種誤差就是原理誤差。第六十五頁，共七十四頁，2022年，8月28日機(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，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)，就可采用近似加工方法。第六十六頁，共七十四頁，2022年，8月28日

2．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，調(diào)整夾具