第2章機(jī)械加工質(zhì)量

機(jī)械加工質(zhì)量第2章2.1機(jī)械加工精度

2.2機(jī)械加工的外表質(zhì)量第2章機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)器零件的加工質(zhì)量決議了機(jī)器的：1.性能2.質(zhì)量3.壽命機(jī)器產(chǎn)品加工質(zhì)量的內(nèi)容：1.加工精度——宏觀的零件幾何參數(shù)2.加工外表質(zhì)量——零件外表層的物理機(jī)械性能@加工外表質(zhì)量粗糙度方面已獲得小于0.0005μm的粗糙度。

@加工質(zhì)量與設(shè)備、工藝方法、工藝措施有關(guān)。2.1機(jī)械加工精度2.1.1概述

1、機(jī)械加工精度(簡(jiǎn)稱(chēng)加工精度)：是指零件在機(jī)械加工后的幾何參數(shù)(尺寸、幾何外形和外表間相互位置)的實(shí)踐值和實(shí)際值相符合的程度。

2、加工誤差：實(shí)踐參數(shù)與實(shí)際參數(shù)的差值2.1機(jī)械加工精度2.1.2影響加工精度的要素及其分析

在機(jī)械加工中，零件的尺寸、幾何外形和外表間相互位置的構(gòu)成，取決于工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相互位置關(guān)系，而工件和刀具又安裝在夾具和機(jī)床上。1〕工藝系統(tǒng)：機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的完好系統(tǒng)2〕工藝系統(tǒng)中的誤差產(chǎn)生零件加工誤差的根源，稱(chēng)為原始誤差2.1機(jī)械加工精度1.加工原理誤差2.1機(jī)械加工精度原理誤差：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)生的原始誤差。例:①滾刀用阿基米德蝸桿替代漸開(kāi)線蝸桿〔近似的刀具輪廓〕；②模數(shù)銑刀銑齒〔近似的刀具輪廓〕；③用公制絲桿車(chē)蝸桿或英制螺紋?！步频募庸み\(yùn)動(dòng)〕2.1機(jī)械加工精度例1.在公制車(chē)床上車(chē)模數(shù)為2mm蝸桿時(shí)，掛輪計(jì)算式為：，假設(shè)P=6mm，求加工后蝸桿螺距誤差是多少？P1=2P=6i而實(shí)際螺距應(yīng)該為：P=mπ=2×3.14159=6.2832mm所以螺距誤差為：△p=P1－P=6.2857－6.2832=0.0025mm解：(1)機(jī)床幾何誤差2.機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差與磨損2.1機(jī)械加工精度機(jī)床誤差來(lái)自機(jī)床本身各部件三方面：①制造；②安裝；③磨損。對(duì)加工誤差影響大的機(jī)床誤差有三個(gè)部分：1〕主軸回轉(zhuǎn)誤差;2〕導(dǎo)軌誤差;3〕傳動(dòng)鏈誤差。

1〕主軸回轉(zhuǎn)誤差。純徑向跳動(dòng)誤差軸向竄動(dòng)誤差純角度擺動(dòng)誤差

車(chē)外圓時(shí)它使加工面產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差。①主軸純徑向跳動(dòng)誤差對(duì)加精度的影響。產(chǎn)生的主要緣由：主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承任務(wù)外表的圓度誤差等。a.切削力F的作用方向不變〔見(jiàn)圖2-5車(chē)外圓的情形)R△RR1R33241實(shí)際位置實(shí)踐位置Roo′

b.切削力F的作用方向變化〔見(jiàn)圖2-4鏜床鏜孔)在切削力F的作用下，主軸總是以其支承軸頸某一固定部位與軸承內(nèi)外表的不同部位接觸，因此，軸承內(nèi)外表的圓度誤差將直接反映為主軸徑向圓跳動(dòng)δd，而主軸支承軸頸的圓度誤差那么影響不大。

②主軸軸向竄動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響主軸的純軸向竄動(dòng)對(duì)內(nèi)、外圓加工沒(méi)有影響，但所加工的端面卻與內(nèi)外圓軸線不垂直。主軸每轉(zhuǎn)一周，就要沿軸向竄動(dòng)一次，向前竄動(dòng)的半周中構(gòu)成右螺旋面，向后竄動(dòng)的半周中構(gòu)成左螺旋面，最后切出好像端面凸輪一樣的外形，并在端面中心附近出現(xiàn)一個(gè)凸臺(tái)。當(dāng)加工螺紋時(shí)，那么會(huì)產(chǎn)生單個(gè)螺距內(nèi)的周期誤差。

③純角度擺動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響。主軸的純角度擺動(dòng)也因加工方法而異。車(chē)外圓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差(錐體)；鏜孔時(shí)，孔將成橢圓形如圖2-6所示。④影響主軸回轉(zhuǎn)精度的要素及提高回轉(zhuǎn)精度的措施。主軸回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)誤差不僅和主軸部件的制造精度有關(guān)，而且還和切削過(guò)程中主軸受力、受熱后的變形有關(guān)。但主軸部件的制造精度是主要的，是主軸回轉(zhuǎn)精度的根底，它包含軸承誤差、軸承間隙、與軸承相配合零件的誤差等。圖2-7軸頸與軸套孔圓度誤差引起的徑向跳動(dòng)2〕導(dǎo)軌誤差使刀尖在程度面內(nèi)產(chǎn)生位移ΔY，呵斥工件在半徑方向上的誤差ΔR。①導(dǎo)軌在程度面內(nèi)有直線度誤差。此項(xiàng)誤差對(duì)于普通車(chē)床和外圓磨床，將直接反映在被加工工件外表的法向方向，所以對(duì)加工精度影響極大，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差(鞍形或鼓形)。②導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差。如圖2-9所示，使刀尖產(chǎn)生ΔZ的位移，呵斥工件在半徑方向上產(chǎn)生誤差ΔR=(ΔZ〕2/2R，除加工圓錐形外表外，它對(duì)加工精度的影響不大，可以忽略不計(jì)。圖2-10龍門(mén)刨床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線度引起的誤差但對(duì)于龍門(mén)刨床、龍門(mén)銑床及導(dǎo)軌磨床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。如圖2-10所示龍門(mén)刨床，任務(wù)臺(tái)為薄長(zhǎng)件，剛性很差，假設(shè)床身導(dǎo)軌為中凹形，刨出的工件也是中凹形。(3)導(dǎo)軌間的平行度誤差對(duì)加工精度的影響當(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Δl3時(shí)，如圖2-11所示，將使工件與刀具的正確位置在誤差敏感方向產(chǎn)生Δy≈〔H/B)×δ的偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR＝Δy的誤差，對(duì)加工精度影響較大。除了導(dǎo)軌本身的制造誤差之外，導(dǎo)軌磨損是呵斥機(jī)床精度下降的主要緣由。選用合理的導(dǎo)軌外形和導(dǎo)軌組合方式，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)展外表淬火處置等措施均可提高導(dǎo)軌的耐磨性。3．傳動(dòng)鏈誤差：指由于傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件存在制造誤差、裝配誤差及運(yùn)用過(guò)程中的磨損引起的誤差。即始末兩端傳動(dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。經(jīng)過(guò)諧波分析判別誤差來(lái)自哪個(gè)元件。措施：①減少傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)目，縮短傳動(dòng)鏈，以減少誤差來(lái)源。

②提高傳動(dòng)元件，特別是末端傳動(dòng)元件的制造精度和裝配精度。③傳動(dòng)鏈齒輪間存在間隙，同樣會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差，因此要消除間隙。

④采用誤差校正機(jī)構(gòu)來(lái)提高傳動(dòng)精度。影響：有些加工方法〔如車(chē)螺紋，滾齒，插齒等〕，要求刀具與工件之間必需具有嚴(yán)厲的傳動(dòng)比關(guān)系。機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差是影響這類(lèi)外表加工精度的主要緣由之一。滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖：〔2〕刀具誤差1)刀具的制造誤差a.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。b.采用成形刀具〔例如成形車(chē)刀、成形銑刀、齒模數(shù)銑刀、成形砂輪等〕加工時(shí)，刀具的外形誤差和磨損將直接影響工件的外形精度。c.對(duì)于普通刀具〔例如車(chē)刀、鏜刀、銑刀等〕，其制造誤差對(duì)工件加工精度無(wú)直接影響刀具的尺寸磨損量NB：NB是在被加工外表的法線方向上丈量的。刀具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算NBo為初期磨損量；KNB為正常磨損階段曲線的斜率，稱(chēng)為相對(duì)磨損。圖2-12刀具的尺寸磨損圖2-13刀具磨損量與切削路程的關(guān)系〔3〕夾具的制造誤差與磨損夾具誤差包括工件的定位誤差和夾緊變形誤差、夾具的安裝誤差和分度誤差以及夾具的磨損等。圖2-14夾具誤差的影響

1—夾詳細(xì)2—鉆模板3—鉆模套4—襯套5—定位軸在設(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)尺寸的制造公差普通取為工件上相應(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資料制造。3、工藝系統(tǒng)受力變形及其對(duì)加工精度的影響圖2-15車(chē)床各部位彈性銜接(1)工藝系統(tǒng)受力變形的景象由機(jī)床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)是一個(gè)彈性系統(tǒng)，在加工過(guò)程中由于切削力、夾緊力、重力、傳動(dòng)力、慣性力等外力的作用，將引起工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生彈性變形，此變形呵斥位移。圖2-16細(xì)長(zhǎng)軸車(chē)削時(shí)的受力變形圖2-17切入式磨孔時(shí)磨頭軸的受力變形(2)工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工件的加工精度除受切削力大小的影響外，還受切削力作用點(diǎn)位置變化的影響。

(3)誤差復(fù)映規(guī)律在加工過(guò)程中，由于工件毛坯加工余量或資料硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因此產(chǎn)生工件的尺寸誤差和外形誤差。毛坯〔余量、硬度〕不均勻切削力變化變形變化尺寸和外形誤差工藝系統(tǒng)剛度越高，“誤差復(fù)映系數(shù)〞ε越小，即復(fù)映到工件上的誤差越小。誤差復(fù)映系數(shù)ε：加工前后誤差之比值。它代表誤差復(fù)映的程度。4.工藝系統(tǒng)熱變形及其對(duì)加工精度的影響

(1)工藝系統(tǒng)熱源加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)的熱源主要有兩大類(lèi)：切削熱和摩擦熱。

(2)機(jī)床熱變形不同類(lèi)型的機(jī)床因其構(gòu)造與任務(wù)條件的差別而使熱源和變形方式各不一樣。圖2-19(3)工件熱變形由切削熱引起，熱伸長(zhǎng)量：△L=αL△t當(dāng)工件可以自在伸長(zhǎng)時(shí)，工件熱變形主要影響尺寸精度，否那么，還會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差。式中L—工件變形方向的長(zhǎng)度〔或直徑〕(mm);α—工件的熱膨脹系數(shù)〔1/℃),鋼的熱膨脹系數(shù)為1.2×10－5/℃，鑄鐵為1×10－5/℃，黃銅為1.7×10－5/℃；Δt—工件的平均溫升〔℃〕。例：6級(jí)絲杠的螺距累積誤差在全長(zhǎng)上不許超越0.02mm，現(xiàn)磨一根長(zhǎng)3m的絲杠，每磨一次溫升3℃，能否到達(dá)要求？△L=αL△t=12×10-6×3000×3=0.1mm火車(chē)導(dǎo)軌有縫嗎？減少工件熱變形對(duì)加工精度影響的措施1)在切削區(qū)施加充足的切削液。

2)提高切削速度或進(jìn)給量，以減少傳入工件熱量。

3)粗、精加工分開(kāi)，使粗加工的余熱不帶到精加工工序中。

4)刀具和砂輪勿讓過(guò)分的磨鈍才進(jìn)展刃磨和修正，以減少切削熱和磨削熱。

5)使工件在夾緊形狀下有伸縮的自在(如采用彈簧后頂尖等)?！?〕刀具熱變形刀具熱變形的熱源主要是切削熱由于刀體小,熱容量小,刀具溫升非常高。例如,用高速鋼車(chē)刀切削時(shí)：

刀刃部分溫升可達(dá)700--800度；刀具伸長(zhǎng)量可達(dá)0.03～0.05mm補(bǔ)充：減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑1．減少發(fā)熱量2．改善散熱條件3．平衡溫度場(chǎng)4．改良機(jī)床構(gòu)造5.工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形內(nèi)應(yīng)力：亦稱(chēng)剩余應(yīng)力，是指在沒(méi)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)使工件資料處于一種高能位的不穩(wěn)定形狀，它天性地要向低能位轉(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。當(dāng)帶有內(nèi)應(yīng)力的工件遭到力或熱的作用而失去原有的平衡時(shí)，內(nèi)應(yīng)力就將重新分布以到達(dá)新的平衡，并伴隨有變形發(fā)生，使工件產(chǎn)生加工誤差。〔1〕內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的緣由1〕熱加工〔毛坯制造〕中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力以鑄造為例，由于壁厚不均，冷卻速度不一致，內(nèi)應(yīng)力的形狀為厚壁或心部受拉應(yīng)力，薄壁或外表層受壓應(yīng)力。2〕冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力塑性變形是物質(zhì)-包括流體及固體在一定的條件下，在外力的作用下產(chǎn)生形變，當(dāng)施加的外力撤除或消逝后該物體不能恢復(fù)原狀的一種物理景象。彈性變形資料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，資料變形即可消逝并能完全恢復(fù)原來(lái)外形的性質(zhì)稱(chēng)為彈性。這種可恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形。3〕切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力〔2〕減小或消除內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑1)采用適當(dāng)?shù)臒崽幹霉ば颉?/p>

2)給工件足夠的變形時(shí)間。精細(xì)零件粗、精加工應(yīng)分開(kāi)；大型零件，粗、精加工安排在一個(gè)工序內(nèi)，粗加工后應(yīng)先將工件松開(kāi)，使其自在變形。

3)零件構(gòu)造要合理。6.調(diào)整誤差：機(jī)械加工中，由于工藝系統(tǒng)“機(jī)床-夾具-工件-夾具〞沒(méi)有調(diào)整到正確的位置而產(chǎn)生的加工誤差。

(1)試切法調(diào)整試切法調(diào)整就是對(duì)被加工零件進(jìn)展試切-丈量-調(diào)整-再試切，直到符合規(guī)定的尺寸要求時(shí)，再正式切出整個(gè)加工外表。

1)丈量誤差。丈量時(shí)由丈量器具誤差、丈量溫度變化、丈量力及視覺(jué)偏向等引起的誤差，使加工誤差擴(kuò)展。2)微量進(jìn)給的影響。“爬行〞

3)切削厚度影響。銳利的切削刃最小切削厚度5um，鈍刀20~50um。圖2-23試切調(diào)整(2)按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整在半自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上，廣泛運(yùn)用行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)來(lái)保證加工精度。

(3)用樣件或樣板調(diào)整在各種仿形機(jī)床、多刀機(jī)床和公用機(jī)床的加工中，常采用專(zhuān)門(mén)的樣件或樣板來(lái)調(diào)整刀具、機(jī)床與工件之間的相對(duì)位置，這樣樣件或樣板本身的制造誤差、安裝誤差、對(duì)刀誤差就成了影響調(diào)整誤差的主要要素。

1.加工誤差的性質(zhì)按照加工誤差的性質(zhì)，加工誤差可分為系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差?！?〕系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差可分為常值性系統(tǒng)誤差和變值性系統(tǒng)誤差兩種。常值性系統(tǒng)誤差：在順序加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向皆不變，此誤差稱(chēng)為常值性系統(tǒng)誤差；例如原理誤差，定尺寸刀具的制造誤差等。變值性系統(tǒng)誤差：在順序加工一批工件時(shí)，按一定規(guī)律變化的加工誤差，稱(chēng)為變值性系統(tǒng)誤差；例如，當(dāng)?shù)毒咛幱谡Ｄp階段車(chē)外圓時(shí)，由于車(chē)刀尺寸磨損所引起的誤差。2.1.3加工誤差的綜合分析不講特點(diǎn)：常值性系統(tǒng)誤差與加工順序無(wú)關(guān)，變值性系統(tǒng)誤差與加工順序有關(guān)。對(duì)于常值性系統(tǒng)誤差，假設(shè)能掌握其大小和方向，可以經(jīng)過(guò)調(diào)整消除；對(duì)于變值性系統(tǒng)誤差，假設(shè)能掌握其大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律，也可經(jīng)過(guò)采取自動(dòng)補(bǔ)償措施加以消除?！?〕隨機(jī)性誤差概念：在順序加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向都是隨機(jī)變化的，這些誤差稱(chēng)為隨機(jī)性誤差。例如，由于加工余量不均勻、資料硬度不均勻等緣由引起的加工誤差，工件的裝夾誤差、丈量誤差和由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形誤差等均屬隨機(jī)性誤差。特點(diǎn)：可以經(jīng)過(guò)分析隨機(jī)性誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)展控制。

2.加工誤差的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法

(1)實(shí)踐分布曲線用調(diào)整法加工出來(lái)的一批工件，尺寸總是在一定范圍內(nèi)變化的，這種景象稱(chēng)為尺寸分散。表2-1活塞銷(xiāo)孔直徑頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表1)尺寸分散范圍(28.004mm-27.992mm=0.012mm)小于公差帶寬度(T=0.015mm)，表示本工序能滿足加工精度要求。圖2-24活塞銷(xiāo)孔直徑尺寸分布圖

1—實(shí)際分布位置2—公差范圍中心(27.9925)

3—分散范圍中心(27.9979)4—實(shí)踐

分布位置5—廢品區(qū)(2)直方圖和分布折線圖的作法

1)搜集數(shù)據(jù)?！矘颖救萘俊?〕分組?！裁拷M至少4~5個(gè)數(shù)據(jù)〕3)計(jì)算組距：h=(Xmax-Xmin)/(k-1)

4)計(jì)算組界：各組組界：Xmin±(j-1)h±h/2

5)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)mi。6)繪制直方圖和分布折線圖。(3)正態(tài)分布曲線實(shí)際闡明，在正常消費(fèi)條件下，無(wú)占優(yōu)勢(shì)的影響要素存在，而加工的零件數(shù)量又足夠多時(shí)，其尺寸分布總是按正態(tài)分布的。

1)正態(tài)分布曲線圖2-25正態(tài)分布曲線①曲線呈鐘形，中間高、兩邊低；這表示尺寸接近分散中心的工件占大部分，而尺寸遠(yuǎn)離分散中心的工件是極少數(shù)。

②曲線以為軸對(duì)稱(chēng)分布，表示工件尺寸大于和小于的頻率相等。

③工序規(guī)范差σ是決議曲線外形的重要參數(shù)。如圖2-26所示，σ越大，曲線越平坦，尺寸越分散，也就是加工精度越低；σ越小，曲線越峻峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。2)正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)：圖2-26正態(tài)分布曲線的性質(zhì)④曲線分布中心改動(dòng)時(shí)，整個(gè)曲線將沿X軸平移，但曲線的外形堅(jiān)持不變，如圖2-27所示。這是常值系統(tǒng)性誤差影響的結(jié)果。均方差不變時(shí)平均尺寸使分布曲線挪動(dòng).TIF3〕非正態(tài)分布平頂分布在影響機(jī)械加工的諸多誤差要素中，假設(shè)刀具尺寸磨損的影響顯著，變值性系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)位置時(shí)，工件的尺寸誤差將呈現(xiàn)平頂分布。平頂分布曲線可以看成是隨著時(shí)間而平移的眾多正態(tài)分布曲線組合的結(jié)果。雙峰分布假設(shè)將兩臺(tái)機(jī)床所加工的同一種工件混在一同，由于兩臺(tái)機(jī)床的調(diào)整尺寸不盡一樣，兩臺(tái)機(jī)床的精度形狀也有差別，工件的尺寸誤差呈雙峰分布。偏態(tài)分布1〕采用試切法車(chē)削工件外圓或鏜內(nèi)孔時(shí)，為防止產(chǎn)生不可修復(fù)的廢品，操作者客觀上有使軸徑加工得寧大勿小(偏右〕、使孔徑加工得寧小勿大〔偏左〕的意向，按照這種加工方式加工得到的一批零件的加工誤差呈偏態(tài)分布。2〕工藝系統(tǒng)顯著的熱變形刀具熱變形嚴(yán)重：加工軸時(shí)偏左〔尺寸偏小〕加工孔時(shí)偏右〔尺寸偏大〕4)正態(tài)分布曲線的運(yùn)用：

①計(jì)算合格率和廢品率。②判別加工誤差的性質(zhì)。假設(shè)加工過(guò)程中沒(méi)有變值系統(tǒng)性誤差，那么它的尺寸分布應(yīng)服從正態(tài)分布；假照實(shí)踐尺寸分布與正態(tài)分布有較大出入，闡明存在變值系統(tǒng)性誤差。假設(shè)尺寸分散中心與公差帶中心重合，那么闡明不存在常值系統(tǒng)性誤差，假設(shè)不重合那么兩中心之間的間隔即常值系統(tǒng)性誤差；③判別工序的工藝才干能否滿足加工精度的要求。所謂工藝才干是指處于控制形狀的加工工藝所能加工出產(chǎn)質(zhì)量量的實(shí)踐才干，可以用工序的尺寸分散范圍來(lái)表示其工藝才干，大多數(shù)加工工藝的分布都接近正態(tài)分布，而正態(tài)分布的尺寸分散范圍是6σ，故普通工藝才干都取6σ。用工藝才干系數(shù)判別式中T—工件公差。T值一定時(shí)，σ愈小，Cp就愈大。工序才干共分五級(jí)，其工序才干系數(shù)Cp值詳見(jiàn)表2-4。消費(fèi)中工序才干等級(jí)不得低于二級(jí)。5〕分布曲線的缺陷：隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)性誤差同時(shí)存在時(shí)——“難〞例2-1知σ=0.005mm零件公差帶T=0.02mm，且公差對(duì)稱(chēng)于分散范圍中心，X=0.01mm。試求此時(shí)的廢品率?！?3頁(yè)〕

例2-3在臥式鏜床上鏜削一批箱體零件的內(nèi)孔，孔徑尺寸要求為φ70mm，知孔徑尺寸按正態(tài)分布，=70.08mm,σ=0.04mm，試計(jì)算這批加工件的合格品率和不合格品率。解：作右圖，作規(guī)范化變換，令z右＝(x-)/σ＝(70.2-70.08)/0.04=3z左＝(x-)/σ＝(70.08-70.00)/0.04＝2查表4-2得：φ(2)=0.4772；φ(3)=0.49865。偏大不合格品率P大=0.5－φ(3)=0.5－0.49865=0.00=0.%，這些不合格品不可修復(fù)。偏小不合格品率P小=0.5－φ(2)＝0.5－0.4772＝0.0228＝2.28%，這些不合格品可修復(fù)。合格品率為P=1－0.％－2.28%=97.585%。前面分析和討論了各種原始誤差要素對(duì)加工精度的影響，并提出了一些處理單個(gè)問(wèn)題的措施。

1.直接消除和減少原始誤差2.1.4提高加工精度的工藝措施1〕以車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸為例：①采用跟刀架或中心架；②采用反向進(jìn)給；③大主偏角大進(jìn)給；④伸縮性的彈性活頂尖。進(jìn)給方向a)Fy進(jìn)給方向Fy跟刀架活頂尖b)2)在卡盤(pán)一端的工件上車(chē)出一個(gè)縮頸，以添加工件柔性，減少了因坯料彎曲而在卡盤(pán)強(qiáng)迫夾持下產(chǎn)生軸線歪斜的影響。圖2-31夾持端車(chē)出縮頸加工剛性缺乏的圓環(huán)零件或磨削精度薄片零件時(shí)，采取如下措施：

1)采用彈性?shī)A緊機(jī)構(gòu)，使工件在自在形狀下定位和夾緊。

2)采用暫時(shí)性加強(qiáng)工件剛性的方法。圖2-32兩種夾緊方式工件變外形狀的比較2.補(bǔ)償或抵消原始誤差：人為地造出一種新的誤差去抵消工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的關(guān)鍵性的原始誤差。圖2-33龍門(mén)銑床橫梁變形與刮研3.轉(zhuǎn)移變形或轉(zhuǎn)移誤差圖2-34用附加梁轉(zhuǎn)移橫梁的變形誤差轉(zhuǎn)移法是把影響加工精度的原始誤差轉(zhuǎn)移到誤差不敏感的方向或者不影響加工精度的方向上。4.均分原始誤差均分原始誤差就是當(dāng)坯件精度太低，引起的定位誤差或復(fù)映誤差太大時(shí)，將坯件誤差均分成n組，每組坯件的誤差減少為原來(lái)誤差的1/n。

a)頭架頂尖“自磨自〞

5.就地加工到達(dá)最終精度方法：把各相關(guān)零件，部件先行裝配，使它們處于任務(wù)要求的相互位置，然后就地進(jìn)展最終加工。目的：消除機(jī)器和部件裝配后累積誤差。前往本章目錄b)三點(diǎn)不同軸引起絲桿彎曲和接觸不良c)導(dǎo)套內(nèi)孔"自鏜自"前往本章目錄圖2-35六角車(chē)床轉(zhuǎn)塔上六個(gè)孔和

平面加工與檢驗(yàn)1、加工外表質(zhì)量的概念〔1〕外表粗糙度與波度L/H>1000稱(chēng)為宏觀幾何外形誤差，例如圓度誤差、圓柱度誤差等，它們屬于加工精度范疇；L/H＝50～1000，稱(chēng)為波紋度，它是由機(jī)械加工振動(dòng)引起的；L/H<50，稱(chēng)為微觀幾何外形誤差，亦稱(chēng)外表粗糙度。2.2機(jī)械加工的外表質(zhì)量〔2〕外表層資料的物理力學(xué)性能1)外表層的冷作硬化機(jī)械加工過(guò)程中外表層金屬產(chǎn)生劇烈的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長(zhǎng)，這些都會(huì)使外表層金屬的硬度添加，塑性減小，統(tǒng)稱(chēng)為冷作硬化。2)外表層剩余應(yīng)力機(jī)械加工過(guò)程中由于切削變形和切削熱等要素的作用在工件外表層資料中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,稱(chēng)為外表層剩余應(yīng)力。它是在加工外表資料中平衡的應(yīng)力，它的重新分布不會(huì)引起工件變形，但它對(duì)機(jī)器零件外表質(zhì)量有重要影響。3)外表層金相組織變化機(jī)械加工過(guò)程中，在工件的加工區(qū)域，溫度會(huì)急劇升高,當(dāng)溫度升高到超越工件資料金相組織變化的臨界點(diǎn)時(shí)，就會(huì)發(fā)生金相組織變化。(1)外表質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響零件的耐磨性是一項(xiàng)很重要的性能目的，當(dāng)零件的資料、光滑條件和加工精度決議之后，外表質(zhì)量對(duì)耐磨性起著關(guān)鍵的作用。

(2)零件外表質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響零件在交變載荷的作用下，其外表微觀不平的凹谷處和外表層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，呵斥零件的疲勞破壞。

(3)零件外表質(zhì)量對(duì)零件耐蝕性能的影響零件的耐蝕性在很大程度上取決于零件的外表粗糙度。(4)零件外表質(zhì)量對(duì)配合性質(zhì)及其他性能的影響由于零件外表粗糙度的存在，將影響配合精度和配合性質(zhì)。2.外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響零件經(jīng)過(guò)機(jī)械加工之后所獲得的外表，其質(zhì)量的好壞，影響要素很多，普通來(lái)說(shuō)，最主要的是幾何要素、物理要素和加工中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)等。

1.影響機(jī)械加工外表粗糙度的幾何要素圖2-38切削層殘留面積

a)尖刀切削b)帶圓角半徑刀的切削2.2.2影響機(jī)械加工外表粗糙度的要素

2.影響機(jī)械加工外表粗糙度的物理要素

3.影響磨削加工外表粗糙度的要素

(1)磨削加工的特點(diǎn)

1)磨削過(guò)程比金屬切削刀具的切削過(guò)程要復(fù)雜得多。

2)砂輪的磨削速度高。

3)磨削時(shí)砂輪的線速度高，參與切削的磨粒多，所以，單位時(shí)間內(nèi)切除金屬的量大。①砂輪速度。隨著砂輪線速度的添加，在同一時(shí)間里參與切削的磨粒數(shù)也添加，每顆磨粒切去的金屬厚度減少，殘留面積也減少，而且高速磨削可減少資料的塑性變形，減小外表粗糙度值。(2)影響磨削加工外表粗糙度的要素

1)磨削用量的影響。②工件速度。在其他磨削條件不變的情況下，隨工件線速度的降低，每顆磨粒每次接觸工件時(shí)切去的切削厚度減少，殘留面積也小，因此外表粗糙度值小。但必需指出，工件線速度過(guò)低時(shí)，工件與砂輪接觸的時(shí)間長(zhǎng)，傳到工件上的熱量增多，甚至?xí)浅夤ぜ獗斫饘傥⑷?，反而增大外表粗糙度值，而且還添加了外表燒傷的能夠性。因此，通常取工件線速度等于砂輪線速度的1/60左右。③磨削深度和光磨次數(shù)。磨削深度添加，那么磨削力和磨削溫度都添加，磨削外表塑性變形程度增大，從而增大外表粗糙度值。為提高磨削效率又能獲得較小的外表粗糙度值，普通開(kāi)場(chǎng)采用較大的磨削深度，然后采用較小的磨削深度，最后進(jìn)展無(wú)進(jìn)給磨削，即光磨。光磨次數(shù)添加，可減小外表粗糙度值。2)砂輪的影響。①砂輪的粒度。粒度越細(xì)，那么砂輪單位面積上的磨粒越多，每顆磨粒切去的金屬厚度越少，刻痕也細(xì)，外表粗糙度就越小。但粒度過(guò)細(xì)切屑容易堵塞砂輪，使工件外表溫度增高，塑性變形加大，外表粗糙度值反而會(huì)增大，同時(shí)還容易引起燒傷，所以常用的砂輪粒度在80＃以內(nèi)。②砂輪的硬度。砂輪太軟，那么磨粒易零落，有利于堅(jiān)持砂輪的鋒利，但很難保證砂輪的等高性。砂輪假設(shè)太硬，磨損了的磨粒也不易零落，這些磨損了的磨粒會(huì)加劇與工件外表的擠壓和摩擦作用，呵斥工件外表溫度升高，塑性變形加大，并且還容易使工件產(chǎn)生外表燒傷。所以砂輪的硬度以適中為好，主要根據(jù)工件的資料和硬度進(jìn)展選擇。

③砂輪的修整。砂輪運(yùn)用一段時(shí)間后就必需進(jìn)展修整，及時(shí)修整砂輪有利于獲得鋒利和等高的微刃。慢的修整進(jìn)給量和小的修整深度，還能大大添加切刃數(shù)，這些均有利于降低被磨工件的外表粗糙度值。④砂輪資料。砂輪資料即指磨料，它可分為氧化物類(lèi)(剛、玉)、碳化物類(lèi)(碳化硅、碳化硼)和高硬磨料類(lèi)(人造金剛石、立方碳化硼)。鋼類(lèi)零件用剛玉砂輪磨削可得到稱(chēng)心的外表粗糙度；鑄鐵、硬質(zhì)合金等工件資料用碳化物砂輪磨削時(shí)外表粗糙度值較?。挥媒饎偸拜喣ハ骺傻玫綐O小的外表粗糙度值，但加工本錢(qián)也比較高。

3)被加工資料的影響。影響資料外表物理力學(xué)性能的工藝要素有三項(xiàng)：外表層殘留應(yīng)力；冷作硬化；金相組織變化。2.2.3影響資料外表物理力學(xué)性能的工藝要素1.外表殘留應(yīng)力

(1)冷塑性變形的影響切削過(guò)程中，外表層資料受切削力的作用引起塑性變形，使工件資料的晶格拉長(zhǎng)和扭曲。

(2)熱塑性變形的影響工件加工外表在切削熱作用下產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)基體金屬溫度較低，因此表層金屬的熱膨脹遭到基體的限制而產(chǎn)生熱緊縮應(yīng)力。

(3)金相組織變化的影響切削加工時(shí)，切削區(qū)的高溫將引起工件表層金屬的相變。

(1)切削用量切削用量中切削速度和進(jìn)給量的影響最大。

(2)刀具刀具的刃口圓角大、后(刀)面的磨損、前后(刀)面不光潔都將添加刀具對(duì)工件外表層金屬的擠壓和摩擦作用，使得冷硬層的程度和深度都添加。

(3)工件資料工件資料的硬度越低、塑性越大時(shí)，切削后的冷硬景象越嚴(yán)重。

3.外表層金相組織變化與磨削燒傷

2.2.4機(jī)械加工中的振動(dòng)2.外表層加工硬化3.外表層金相組織變化與磨削燒傷加工外表溫度超越相變溫度時(shí)，表層金屬的金相組織將會(huì)發(fā)生相變。磨削淬火鋼時(shí)，會(huì)產(chǎn)生三種不同類(lèi)型的燒傷：①假設(shè)磨削區(qū)溫度超越馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超越相變臨界溫度〔碳鋼的相變溫度為723℃)，這時(shí)工件表層金屬的金相組織，由原來(lái)的馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火組〔索氏體或托氏體〕，這種燒傷稱(chēng)為回火燒