1、第五章第五章 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)習(xí)目的與要求（1）掌握機(jī)械加工精度的概念以及加工精度與加工誤差的關(guān)）掌握機(jī)械加工精度的概念以及加工精度與加工誤差的關(guān)系系（2）熟悉工藝系統(tǒng)的原始誤差種類及其對(duì)加工精度的影響，）熟悉工藝系統(tǒng)的原始誤差種類及其對(duì)加工精度的影響，（3）掌握加工誤差問題的綜合分析與解決）掌握加工誤差問題的綜合分析與解決（4）掌握加工誤差的基本計(jì)算方法）掌握加工誤差的基本計(jì)算方法（5）熟悉提高和保證加工精度的途徑、常用方法）熟悉提高和保證加工精度的途徑、常用方法主要內(nèi)容主要內(nèi)容第第5 5章章 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度5.1 5.1 機(jī)械加工精度概述機(jī)械加工精度概述5

2、.2 5.2 工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對(duì)工件精度的影響工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對(duì)工件精度的影響5.3 5.3 工藝系統(tǒng)的受力變形及其對(duì)工件精度的影響工藝系統(tǒng)的受力變形及其對(duì)工件精度的影響5.4 5.4 工藝系統(tǒng)的熱變形及其對(duì)工件精度的影響工藝系統(tǒng)的熱變形及其對(duì)工件精度的影響5.5 5.5 保證和提高加工精度的途徑保證和提高加工精度的途徑5.6 5.6 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法5.7 5.7 點(diǎn)圖分析法點(diǎn)圖分析法5.8 5.8 質(zhì)量管理圖質(zhì)量管理圖一、精度的概念一、精度的概念 加工精度：加工精度： 加工誤差：加工誤差： 理想零件參數(shù)：理想零件參數(shù)：尺寸、形狀、位置尺寸、形狀、位置

3、5.1 機(jī)械加工精度概述機(jī)械加工精度概述機(jī)器質(zhì)量機(jī)器質(zhì)量零件質(zhì)量零件質(zhì)量精度精度表面質(zhì)量表面質(zhì)量材料材料加工精度加工精度加工誤差加工誤差理想零件理想零件實(shí)際加工實(shí)際加工零件幾何參數(shù)零件幾何參數(shù)理想零件理想零件幾何要素幾何要素偏離程度偏離程度符合程度符合程度二、獲得加工精度的方法二、獲得加工精度的方法 1、 2、試切法試切法自動(dòng)控制法自動(dòng)控制法獲得尺寸精度獲得尺寸精度尺寸刀具法尺寸刀具法調(diào)整法調(diào)整法非成形運(yùn)動(dòng)法：非成形運(yùn)動(dòng)法：刮、研和對(duì)磨刮、研和對(duì)磨成形運(yùn)動(dòng)法成形運(yùn)動(dòng)法獲得形狀精度獲得形狀精度點(diǎn)成形運(yùn)動(dòng)法：點(diǎn)成形運(yùn)動(dòng)法：軌跡法軌跡法成形法成形法線成形運(yùn)動(dòng)法線成形運(yùn)動(dòng)法展成法展成法試切法加工試切法

4、加工調(diào)整法加工調(diào)整法加工定尺寸刀具定尺寸刀具法加工法加工軌跡法加工軌跡法加工成形法加工成形法加工展成法加工展成法加工找正法找正法夾具夾具獲得位置精度獲得位置精度機(jī)床裝夾面機(jī)床裝夾面3、三、影響加工精度的因素三、影響加工精度的因素 1、原理誤差：、原理誤差：采用近似加工原理或近似刀具切削刃形采用近似加工原理或近似刀具切削刃形狀狀 2、安裝誤差：、安裝誤差：定位誤差、夾緊誤差、夾具本身誤差定位誤差、夾緊誤差、夾具本身誤差 3、調(diào)整誤差：、調(diào)整誤差：調(diào)整方法與調(diào)整時(shí)的測(cè)量誤差等調(diào)整方法與調(diào)整時(shí)的測(cè)量誤差等 4、測(cè)量誤差：、測(cè)量誤差：量具本身、方法、溫度量具本身、方法、溫度 5、工藝系統(tǒng)的制造精度和磨

5、損、工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損 6、工藝系統(tǒng)的受力變形、工藝系統(tǒng)的受力變形 切削力、傳動(dòng)力、重力、離心力、夾緊力切削力、傳動(dòng)力、重力、離心力、夾緊力 7、工藝系統(tǒng)的受熱變形、工藝系統(tǒng)的受熱變形 切削熱、環(huán)境、運(yùn)動(dòng)、電機(jī)切削熱、環(huán)境、運(yùn)動(dòng)、電機(jī) 5-2 工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損 對(duì)加工精度的影響對(duì)加工精度的影響 制造誤差制造誤差磨損誤差磨損誤差機(jī)床誤差機(jī)床誤差( (來(lái)源來(lái)源) )安裝誤差安裝誤差回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)( (主軸主軸) )誤差誤差直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)( (導(dǎo)軌導(dǎo)軌) )誤差誤差機(jī)床誤差機(jī)床誤差( (種類種類) )傳動(dòng)誤差傳動(dòng)誤差幾何誤差幾何誤差( (位置位置) )一、機(jī)

6、床主軸的回轉(zhuǎn)精度及其對(duì)工件精度的影響一、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度及其對(duì)工件精度的影響1、主軸回轉(zhuǎn)精度的概念、主軸回轉(zhuǎn)精度的概念回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)過程回轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)過程 機(jī)床主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主軸的各個(gè)截面上必有它的回轉(zhuǎn)機(jī)床主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主軸的各個(gè)截面上必有它的回轉(zhuǎn) 中心，各截面的回轉(zhuǎn)中心的連線即為回轉(zhuǎn)軸線。中心，各截面的回轉(zhuǎn)中心的連線即為回轉(zhuǎn)軸線。 理想回轉(zhuǎn)中心：理想回轉(zhuǎn)中心：在主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，在主軸的任一截面在主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，在主軸的任一截面上只有一點(diǎn)上只有一點(diǎn)O其速度始終為其速度始終為V0，此即為理想回轉(zhuǎn)，此即為理想回轉(zhuǎn)中心，理想回轉(zhuǎn)中心是固定不變的，各個(gè)截面理想中心，理想回轉(zhuǎn)中心是固定不變的，各個(gè)截面理想回轉(zhuǎn)中心的連線即

7、為理想回轉(zhuǎn)軸線?；剞D(zhuǎn)中心的連線即為理想回轉(zhuǎn)軸線。 瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心：瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心：由于各種因素的影響，由于各種因素的影響，實(shí)際僅存在實(shí)際僅存在的一個(gè)時(shí)刻變動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心，即瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心。的一個(gè)時(shí)刻變動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心，即瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心。 瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線：瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線：各個(gè)截面的瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心連線。各個(gè)截面的瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心連線。 平均回轉(zhuǎn)軸線平均回轉(zhuǎn)軸線 機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)，其理想主軸是不存在的，由于瞬時(shí)回機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)，其理想主軸是不存在的，由于瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的空間位置時(shí)刻在做周期性變化，所以一般把瞬時(shí)轉(zhuǎn)軸線的空間位置時(shí)刻在做周期性變化，所以一般把瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的平均空間位置回轉(zhuǎn)軸線的平均空間位置平均軸線，作為機(jī)床的

8、理想平均軸線，作為機(jī)床的理想回轉(zhuǎn)軸線?；剞D(zhuǎn)軸線。誤差敏感方向：誤差敏感方向： 如圖如圖5.95.9，在車床上加工外圓柱面，在，在車床上加工外圓柱面，在Y Y方向的誤差會(huì)全部方向的誤差會(huì)全部的反映在工件的徑向尺寸上面。而的反映在工件的徑向尺寸上面。而Z Z方向的誤差，由于方方向的誤差，由于方向的不同，則基本上是可以忽略不計(jì)的。向的不同，則基本上是可以忽略不計(jì)的。 故此有所謂的誤差敏感方向。經(jīng)過刀具刀刃的切削點(diǎn)又垂故此有所謂的誤差敏感方向。經(jīng)過刀具刀刃的切削點(diǎn)又垂直于已加工表面的方向。直于已加工表面的方向。 誤差敏感方向上的誤差對(duì)工件加工精度影響很大，而垂直誤差敏感方向上的誤差對(duì)工件加工精度影響很

9、大，而垂直于該方向的誤差則影響很小。于該方向的誤差則影響很小。 誤差敏感方向與機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局有關(guān)。誤差敏感方向與機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局有關(guān)。主軸回轉(zhuǎn)精度：主軸回轉(zhuǎn)精度：主軸回轉(zhuǎn)軸線在回轉(zhuǎn)時(shí)相對(duì)其平均軸主軸回轉(zhuǎn)軸線在回轉(zhuǎn)時(shí)相對(duì)其平均軸線的變動(dòng)量在誤差敏感方向的最大位移值。線的變動(dòng)量在誤差敏感方向的最大位移值。徑向跳動(dòng)徑向跳動(dòng)軸向跳動(dòng)軸向跳動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng)2、主軸回轉(zhuǎn)精度的分析、主軸回轉(zhuǎn)精度的分析主軸徑向跳動(dòng)分析主軸徑向跳動(dòng)分析 在分析主軸徑向跳動(dòng)的時(shí)候，一般根據(jù)切削力的方向在分析主軸徑向跳動(dòng)的時(shí)候，一般根據(jù)切削力的方向是否變化，分為兩種情況：是否變化，分為兩種情況： 工件回轉(zhuǎn)類工件回轉(zhuǎn)類 工件安裝在機(jī)床主軸上

10、，隨同主軸一塊回轉(zhuǎn)，而切削工件安裝在機(jī)床主軸上，隨同主軸一塊回轉(zhuǎn)，而切削力的方向則不變。結(jié)果就是滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)（或滑動(dòng)軸力的方向則不變。結(jié)果就是滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)（或滑動(dòng)軸承軸頸）的每一點(diǎn)均為承載點(diǎn)，而外環(huán)則不然。承軸頸）的每一點(diǎn)均為承載點(diǎn)，而外環(huán)則不然。工件回轉(zhuǎn)類工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床機(jī)床刀具回轉(zhuǎn)類刀具回轉(zhuǎn)類軸頸軸頸軸承軸承主軸安裝主軸安裝孔孔軸承精度軸承精度主軸精度主軸精度影響因素影響因素主軸孔精度主軸孔精度滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承軸承軸承靜壓靜壓動(dòng)壓動(dòng)壓 這樣對(duì)于滾動(dòng)軸承而言，其的內(nèi)環(huán)其精度的高低直接影響這樣對(duì)于滾動(dòng)軸承而言，其的內(nèi)環(huán)其精度的高低直接影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。主軸的回轉(zhuǎn)精度。 而軸承的

11、外環(huán)，其精度的高低對(duì)主軸的回轉(zhuǎn)精度影響就不而軸承的外環(huán)，其精度的高低對(duì)主軸的回轉(zhuǎn)精度影響就不大了。大了。 對(duì)滑動(dòng)軸承亦是如此，主軸軸頸的精度高低是起到?jīng)Q定性對(duì)滑動(dòng)軸承亦是如此，主軸軸頸的精度高低是起到?jīng)Q定性的作用，而軸瓦內(nèi)孔的精度則影響不大。的作用，而軸瓦內(nèi)孔的精度則影響不大。 刀具回轉(zhuǎn)類刀具回轉(zhuǎn)類 這時(shí)刀具安裝在主軸上面，并隨同主軸一塊旋轉(zhuǎn)，所以切這時(shí)刀具安裝在主軸上面，并隨同主軸一塊旋轉(zhuǎn)，所以切削力的方向是回轉(zhuǎn)的。削力的方向是回轉(zhuǎn)的。結(jié)果就是滾動(dòng)軸承外環(huán)（或滑動(dòng)軸結(jié)果就是滾動(dòng)軸承外環(huán)（或滑動(dòng)軸承的軸瓦）的每一點(diǎn)均為承載點(diǎn)，而內(nèi)環(huán)則不然。即外環(huán)承的軸瓦）的每一點(diǎn)均為承載點(diǎn)，而內(nèi)環(huán)則不然。即外

12、環(huán)精度的高低直接影響機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度，內(nèi)環(huán)精度對(duì)主精度的高低直接影響機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度，內(nèi)環(huán)精度對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響就較小。軸回轉(zhuǎn)精度的影響就較小。 對(duì)滑動(dòng)軸承亦是如此，軸瓦內(nèi)孔的精度高低是起到?jīng)Q定性對(duì)滑動(dòng)軸承亦是如此，軸瓦內(nèi)孔的精度高低是起到?jīng)Q定性的作用，而主軸軸頸的精度則影響不大。的作用，而主軸軸頸的精度則影響不大。工件回轉(zhuǎn)類工件回轉(zhuǎn)類刀具回轉(zhuǎn)類刀具回轉(zhuǎn)類主軸幾何軸線主軸幾何軸線徑向跳動(dòng)產(chǎn)生徑向跳動(dòng)產(chǎn)生的加工誤差的加工誤差 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承此外，此外，造成主軸軸向竄動(dòng)的原因造成主軸軸向竄動(dòng)的原因工件回轉(zhuǎn)類：工件回轉(zhuǎn)類：內(nèi)環(huán)外道內(nèi)環(huán)外道外環(huán)內(nèi)道外環(huán)內(nèi)道刀具回轉(zhuǎn)類：刀具回轉(zhuǎn)類：外環(huán)內(nèi)道外環(huán)內(nèi)

13、道內(nèi)環(huán)外道內(nèi)環(huán)外道滾動(dòng)軸承尺寸、形狀：滾動(dòng)軸承尺寸、形狀：低頻一半，變形一部分低頻一半，變形一部分間隙間隙軸頸：軸頸：內(nèi)環(huán)變形內(nèi)環(huán)變形箱體孔：箱體孔：外環(huán)變形外環(huán)變形安裝面：安裝面：傾斜傾斜軸向推力軸承定位軸向推力軸承定位影響為軸承滾道的端面跳動(dòng)影響為軸承滾道的端面跳動(dòng)軸承間隙軸承間隙對(duì)主軸軸線位置的影響對(duì)主軸軸線位置的影響推力軸承推力軸承端面跳動(dòng)的影響端面跳動(dòng)的影響B(tài) B滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承與上述類似，同時(shí)滾動(dòng)體影響與上述類似，同時(shí)滾動(dòng)體影響A A滑動(dòng)滑動(dòng) 軸承軸承00座竄00頸竄 頸座頸竄 頸座竄座 定圈定圈動(dòng)圈動(dòng)圈主軸回轉(zhuǎn)軸線的軸向跳動(dòng)將產(chǎn)生加工端面的平面主軸回轉(zhuǎn)軸線的軸向跳動(dòng)將產(chǎn)生加工端面

14、的平面度誤差度誤差主軸軸向跳動(dòng)引起的加工誤差主軸軸向跳動(dòng)引起的加工誤差3、主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量、主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量 表測(cè)法表測(cè)法 雙向測(cè)量法（捷克雙向測(cè)量法（捷克VUOSO）刀具回轉(zhuǎn)）刀具回轉(zhuǎn) 當(dāng)沒有回轉(zhuǎn)誤差時(shí)，間隙變化為當(dāng)沒有回轉(zhuǎn)誤差時(shí)，間隙變化為 示波器上為示波器上為回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)軸敏感方向敏感方向缺點(diǎn)缺點(diǎn)幾何軸偏心幾何軸偏心動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)cossinewtewtxycossinSkewtSkewtxy22xySSkecoscos()sinsin()ewtwtewtwtxycoscos()sinsin()SkewtkwtSkewtkwtxy示波器上光點(diǎn)的向徑示波器上光點(diǎn)的向徑 為常數(shù)。為常數(shù)。當(dāng)主軸有

15、偏差當(dāng)主軸有偏差時(shí)時(shí)示波器上，示波器上，向徑為向徑為222(coscos()sinsin()k eewtwtwtwt坐標(biāo)變換，使坐標(biāo)變換，使x與與e重合重合 是是 與與 的和，的和，即示波器銀屏變化即示波器銀屏變化 不能反映誤不能反映誤差，只有差，只有e=0 或或 才能真正反映。才能真正反映。李沙育圖李沙育圖，其半徑差為主軸回轉(zhuǎn)精度。，其半徑差為主軸回轉(zhuǎn)精度。222cosk ee-eee0cosre這種方法適合刀具回轉(zhuǎn)型機(jī)床的主軸這種方法適合刀具回轉(zhuǎn)型機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)精度測(cè)量，如回轉(zhuǎn)精度測(cè)量，如鏜鏜，而不適合車床，而不適合車床測(cè)量鏜床測(cè)量鏜床主軸回轉(zhuǎn)精度主軸回轉(zhuǎn)精度鋼球安裝偏心鋼球安裝偏心對(duì)測(cè)量

16、的影響對(duì)測(cè)量的影響單向測(cè)量法（美國(guó)單向測(cè)量法（美國(guó)LRL法）法） 測(cè)定車床主軸回轉(zhuǎn)測(cè)定車床主軸回轉(zhuǎn)精度的方法精度的方法yxesinecosS0020sinsin(1)sin(1)cosSkekek Skek SSkek S1 22120(1)SSkek Ske0Rkekk es 傳感器傳感器傳感器傳感器 K K0 0KK傳感器傳感器示波器輸入信號(hào)示波器輸入信號(hào)向徑為向徑為當(dāng)當(dāng) S=0 S=0 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng) S0 S0 時(shí)時(shí)放大放大K倍倍放大放大K0倍倍4、獲得高圓度工件的方法、獲得高圓度工件的方法 高精度主軸車床高精度主軸車床 補(bǔ)償補(bǔ)償 使主軸誤差不反映到工件上使主軸誤差不反映到工件上 二、直

17、線運(yùn)動(dòng)精度對(duì)工件精度的影響二、直線運(yùn)動(dòng)精度對(duì)工件精度的影響 1、機(jī)床導(dǎo)軌精度指標(biāo)、機(jī)床導(dǎo)軌精度指標(biāo) 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度 導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度 前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲） 2、機(jī)床導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響、機(jī)床導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響 普通車床普通車床 水平面直線度：水平面直線度：1 1：1 1 影響縱截面形狀影響縱截面形狀 垂直面直線度：垂直面直線度：屬誤差不敏感方向，屬誤差不敏感方向， 影響較小。影響較小。 扭曲影響：扭曲影響：可分解為水平、垂直可分解為水平、垂直YRRRZ22車床導(dǎo)軌扭曲對(duì)工件形狀的影響車床導(dǎo)軌扭曲

18、對(duì)工件形狀的影響B(tài)HRY對(duì)于車床，對(duì)于車床，H/BH/B為為0.670.67對(duì)于磨床，對(duì)于磨床，H/BH/B為為1 1外圓磨床：外圓磨床：與車床相同。但由于要求高，采用與車床相同。但由于要求高，采用工作臺(tái)工作臺(tái)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角龍門刨床：龍門刨床：就地刨就地刨鏜：鏜：固定鏜固定鏜浮動(dòng)鏜：浮動(dòng)鏜：不影響不影響水平：水平：影響影響垂直：垂直：影響影響3、導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)誤差的來(lái)源導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)誤差的來(lái)源新機(jī)床導(dǎo)軌的制造精度新機(jī)床導(dǎo)軌的制造精度磨損磨損材料表面處理，潤(rùn)滑材料表面處理，潤(rùn)滑安裝精度安裝精度地基，地基， 找正找正三、機(jī)床的幾何精度對(duì)加工精度的影響三、機(jī)床的幾何精度對(duì)加工精度的影響 幾何精度幾何精度各成形運(yùn)動(dòng)在空

19、間的相互位置準(zhǔn)確性各成形運(yùn)動(dòng)在空間的相互位置準(zhǔn)確性 車外圓車外圓誤差具體形狀具體分析誤差具體形狀具體分析相交線（不在同一平面內(nèi)）相交線（不在同一平面內(nèi)）雙曲面雙曲面回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌水平面不平行回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌水平面不平行錐度錐度車端面車端面若工件的回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌不垂直，若工件的回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌不垂直， 則端面變成為錐面則端面變成為錐面外凸錐面外凸錐面 面，內(nèi)內(nèi)凹錐面。面，內(nèi)內(nèi)凹錐面。鏜孔鏜孔在鏜孔時(shí)，在鏜孔時(shí)，若鏜桿的回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)若鏜桿的回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)的導(dǎo)軌不平行，如圖所示。的導(dǎo)軌不平行，如圖所示。當(dāng)為鏜桿進(jìn)給時(shí)，則孔的當(dāng)為鏜桿進(jìn)給時(shí)，則孔的軸線與鏜桿的軸線一致，即所得到的孔為一傾斜的圓柱面。

20、軸線與鏜桿的軸線一致，即所得到的孔為一傾斜的圓柱面。當(dāng)為工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)，則孔的軸線與工作臺(tái)的導(dǎo)軌一致，而當(dāng)為工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)，則孔的軸線與工作臺(tái)的導(dǎo)軌一致，而得到的孔為一橢圓柱面。短軸為得到的孔為一橢圓柱面。短軸為d d* *coscos，長(zhǎng)軸為，長(zhǎng)軸為d d。圓度誤。圓度誤差為差為d(1-cosd(1-cos)/2)/2。銑平面銑平面當(dāng)用端銑刀銑平面時(shí)，如銑刀的軸線與工作當(dāng)用端銑刀銑平面時(shí)，如銑刀的軸線與工作臺(tái)導(dǎo)軌存在一角度誤差，如圖所示。則加工臺(tái)導(dǎo)軌存在一角度誤差，如圖所示。則加工表面為一凹曲面，如下圖。表面為一凹曲面，如下圖。當(dāng)銑刀軸線與工件的對(duì)稱面共面時(shí)，誤差為：當(dāng)銑刀軸線與工件的對(duì)稱面共面

21、時(shí)，誤差為：sin41122RBR四、機(jī)床的傳動(dòng)精度及對(duì)加工精度的影響四、機(jī)床的傳動(dòng)精度及對(duì)加工精度的影響 1、機(jī)床傳動(dòng)精度分析、機(jī)床傳動(dòng)精度分析 在加工具有導(dǎo)程、分齒等要求的加工表面時(shí)，要求刀具與工在加工具有導(dǎo)程、分齒等要求的加工表面時(shí)，要求刀具與工件之間存在嚴(yán)格準(zhǔn)確的傳動(dòng)速比關(guān)系。例如在加工螺紋、絲件之間存在嚴(yán)格準(zhǔn)確的傳動(dòng)速比關(guān)系。例如在加工螺紋、絲杠、蝸桿、齒輪等，要求車床主軸到刀具的進(jìn)給傳動(dòng)鏈，或杠、蝸桿、齒輪等，要求車床主軸到刀具的進(jìn)給傳動(dòng)鏈，或滾齒機(jī)的滾刀到工作臺(tái)的傳動(dòng)鏈具有較高的傳動(dòng)精度。這種滾齒機(jī)的滾刀到工作臺(tái)的傳動(dòng)鏈具有較高的傳動(dòng)精度。這種成形運(yùn)動(dòng)間的傳動(dòng)鏈稱坐內(nèi)傳動(dòng)鏈。成形

22、運(yùn)動(dòng)間的傳動(dòng)鏈稱坐內(nèi)傳動(dòng)鏈。 傳動(dòng)精度與構(gòu)成傳動(dòng)鏈的各個(gè)傳動(dòng)元件的制造、安裝精度及傳動(dòng)精度與構(gòu)成傳動(dòng)鏈的各個(gè)傳動(dòng)元件的制造、安裝精度及磨損有關(guān)。也與傳動(dòng)元件在傳動(dòng)鏈中所處的位置有關(guān)磨損有關(guān)。也與傳動(dòng)元件在傳動(dòng)鏈中所處的位置有關(guān)與與該傳動(dòng)元件的傳動(dòng)比有關(guān)，傳動(dòng)比即為此傳動(dòng)元件的傳動(dòng)誤該傳動(dòng)元件的傳動(dòng)比有關(guān)，傳動(dòng)比即為此傳動(dòng)元件的傳動(dòng)誤差關(guān)于傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的權(quán)重系數(shù)。差關(guān)于傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的權(quán)重系數(shù)。 這樣對(duì)于減速傳動(dòng)，傳動(dòng)鏈的末端元件的制造、安裝精度對(duì)這樣對(duì)于減速傳動(dòng)，傳動(dòng)鏈的末端元件的制造、安裝精度對(duì)傳動(dòng)精度的影響較大，而增速傳動(dòng)則相反。傳動(dòng)精度的影響較大，而增速傳動(dòng)則相反。 提高傳動(dòng)精度的方法

23、：提高傳動(dòng)精度的方法： 1、提高傳動(dòng)元件的制造、安裝精度，尤其是影響較大的傳、提高傳動(dòng)元件的制造、安裝精度，尤其是影響較大的傳動(dòng)元件。動(dòng)元件。 2、采用較短的傳動(dòng)鏈進(jìn)行傳動(dòng)。、采用較短的傳動(dòng)鏈進(jìn)行傳動(dòng)。五、機(jī)床的定位精度對(duì)工件精度的影響五、機(jī)床的定位精度對(duì)工件精度的影響 定位精度：定位精度：工作臺(tái)從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的準(zhǔn)確度工作臺(tái)從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的準(zhǔn)確度 1、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度 主要取決于選用的進(jìn)給機(jī)構(gòu)型式及進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度主要取決于選用的進(jìn)給機(jī)構(gòu)型式及進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度2、進(jìn)給與測(cè)量分開時(shí)的測(cè)量精度、進(jìn)給與測(cè)量分開時(shí)的測(cè)量精度 原理誤差原理誤差阿貝誤差阿

24、貝誤差被測(cè)的與實(shí)際的不在一條直線被測(cè)的與實(shí)際的不在一條直線上產(chǎn)生的誤差上產(chǎn)生的誤差3、爬行誤差、爬行誤差 解決辦法解決辦法動(dòng)動(dòng)靜系數(shù)不一樣靜系數(shù)不一樣剛度剛度摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)提高系統(tǒng)剛度提高系統(tǒng)剛度電致伸縮電致伸縮摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)動(dòng)靜相等；滾動(dòng)、低塑料動(dòng)靜相等；滾動(dòng)、低塑料調(diào)整速度調(diào)整速度六、刀具、夾具、量具的制造精度和磨損對(duì)工六、刀具、夾具、量具的制造精度和磨損對(duì)工件影響件影響 1、刀具的制造精度和磨損的影響、刀具的制造精度和磨損的影響 尺寸刀具和成形刀具的制造精度和尺寸磨損對(duì)加尺寸刀具和成形刀具的制造精度和尺寸磨損對(duì)加工精度的影響工精度的影響 鉆頭、絞刀、鏜刀塊、拉刀鉆頭、絞刀、鏜刀塊、拉

25、刀影響尺寸影響尺寸磨損后磨損后不能重修復(fù)不能重修復(fù) 滾刀、插刀、成形車刀滾刀、插刀、成形車刀影響形狀影響形狀重磨重磨 一般刀具的磨損對(duì)加工精度的影響一般刀具的磨損對(duì)加工精度的影響 如車刀、鏜刀、銑刀等，制造精度不會(huì)影響加工尺如車刀、鏜刀、銑刀等，制造精度不會(huì)影響加工尺寸，但磨損則產(chǎn)生影響寸，但磨損則產(chǎn)生影響一：一：起始磨損，非線性起始磨損，非線性 二：二：正常磨損，正常磨損，三：三：快速（劇烈）磨損快速（劇烈）磨損三個(gè)階段三個(gè)階段減少影響方法減少影響方法尺寸補(bǔ)償尺寸補(bǔ)償選用耐磨刀具材料選用耐磨刀具材料復(fù)合氮化硅，立方氮化硅復(fù)合氮化硅，立方氮化硅降低切削速度，延長(zhǎng)刀具壽命降低切削速度，延長(zhǎng)刀具壽

26、命 砂輪的磨損及修復(fù)（快、與硬度有關(guān)）砂輪的磨損及修復(fù)（快、與硬度有關(guān)）2、夾具的制造精度和磨損、夾具的制造精度和磨損 夾具的制造精度和磨損影響工件的精度夾具的制造精度和磨損影響工件的精度3、量具、量具 測(cè)量誤差為工件公差的測(cè)量誤差為工件公差的 ，最多，最多外圓磨床，直徑大外圓磨床，直徑大對(duì)工件尺寸形狀影響小對(duì)工件尺寸形狀影響小內(nèi)圓磨床，直徑小內(nèi)圓磨床，直徑小磨損對(duì)工件精度影響大磨損對(duì)工件精度影響大齒輪磨床，大平面磨床齒輪磨床，大平面磨床磨損對(duì)工件精度影響大磨損對(duì)工件精度影響大11106135-3 工藝系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)的受力變形及其對(duì)工件精度的影響受力變形及其對(duì)工件精度的影響 一、基本概念一、基

27、本概念 1、變形現(xiàn)象、變形現(xiàn)象 車棒車棒車長(zhǎng)軸車長(zhǎng)軸磨孔磨孔2、概念、概念 剛度：剛度：物體或構(gòu)件受外力后抵抗變形的能力物體或構(gòu)件受外力后抵抗變形的能力 工藝系統(tǒng)的剛度：工藝系統(tǒng)的剛度：在誤差敏感方向上的分力在誤差敏感方向上的分力p py y與在與在此方向上刀具對(duì)工件的全部變形（位移）量此方向上刀具對(duì)工件的全部變形（位移）量y y的比值的比值 靜剛度：靜剛度：在靜態(tài)條件下靜力與變形的比值在靜態(tài)條件下靜力與變形的比值 動(dòng)剛度：動(dòng)剛度：某一頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生單位振幅所需的激振某一頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生單位振幅所需的激振力幅值力幅值yspky二、機(jī)床部件剛度特點(diǎn)及影響因素二、機(jī)床部件剛度特點(diǎn)及影響因素車床剛度的

28、單向靜測(cè)定車床剛度的單向靜測(cè)定1、部件變形過程與剛度曲線特點(diǎn)、部件變形過程與剛度曲線特點(diǎn) （1）加載變形曲線）加載變形曲線不成線性不成線性 有預(yù)緊力，當(dāng)載荷有預(yù)緊力，當(dāng)載荷 有剛性很差的零件，當(dāng)該有剛性很差的零件，當(dāng)該 大于力時(shí)，大于力時(shí)，K變小變小 零件變形減小時(shí)，零件變形減小時(shí)，K增大增大 （2）正反加卸載變形曲線）正反加卸載變形曲線 不重合不重合凸pyy凹pyy塑性變形摩擦力等消耗能量塑性變形摩擦力等消耗能量最大間隙最大間隙磁磁滯滯564123 （2）正反加卸載變形曲線）正反加卸載變形曲線 不重合不重合 （3）多次重復(fù)加載變形曲線）多次重復(fù)加載變形曲線 第一次加載第一次加載“磁滯磁滯”現(xiàn)

29、象嚴(yán)重，以后減小現(xiàn)象嚴(yán)重，以后減小 加、卸載曲線接近，起始點(diǎn)重合加、卸載曲線接近，起始點(diǎn)重合塑性變形摩擦力等消耗能量塑性變形摩擦力等消耗能量最大間隙最大間隙磁磁滯滯564123（4）部件剛度曲線特點(diǎn)）部件剛度曲線特點(diǎn) 力和變形不是直線性，不符合胡克定律力和變形不是直線性，不符合胡克定律部件變部件變形不純粹是彈性變形形不純粹是彈性變形 加載與卸載曲線不重合加載與卸載曲線不重合 當(dāng)載荷去除后，變形不能恢復(fù)原點(diǎn)當(dāng)載荷去除后，變形不能恢復(fù)原點(diǎn)有塑性變形。有塑性變形。反復(fù)加載后，殘余變形減到反復(fù)加載后，殘余變形減到0，重合，重合 部件剛度遠(yuǎn)比想象小部件剛度遠(yuǎn)比想象小接觸變形接觸變形克服摩擦力克服摩擦力損

30、失能量損失能量2、影響部件剛度的因素、影響部件剛度的因素 接觸變形接觸變形 個(gè)別薄弱環(huán)節(jié)個(gè)別薄弱環(huán)節(jié) 連接夾緊力的影響連接夾緊力的影響 摩擦力摩擦力 間隙影響間隙影響 變形的復(fù)合性變形的復(fù)合性兩零件接觸面接觸情況兩零件接觸面接觸情況間隙對(duì)剛度影響曲線間隙對(duì)剛度影響曲線機(jī)床剛度中薄弱環(huán)節(jié)機(jī)床剛度中薄弱環(huán)節(jié)11111kkkkk刀具系統(tǒng)夾具工件機(jī)床+yyyyy刀具系統(tǒng)夾具工件機(jī)床+ypky系統(tǒng)系統(tǒng)、ypky機(jī)床機(jī)床、ypky夾具夾具、ypky刀具刀具、ypky工件工件 11111kkkkk刀具系統(tǒng)夾具工件機(jī)床+三、工藝系統(tǒng)的剛度三、工藝系統(tǒng)的剛度 工藝系統(tǒng)總變形及合成剛度為工藝系統(tǒng)總變形及合成剛度為

31、 而而因此，有因此，有四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響 1、由于切削力產(chǎn)生的系統(tǒng)變形對(duì)加工精度的影響由于切削力產(chǎn)生的系統(tǒng)變形對(duì)加工精度的影響 （1）由于切削點(diǎn)位置的變化引起的剛度、變形變化而產(chǎn)生）由于切削點(diǎn)位置的變化引起的剛度、變形變化而產(chǎn)生的形狀誤差的形狀誤差,在線彈性的范圍內(nèi)，可以應(yīng)用疊加原理在線彈性的范圍內(nèi)，可以應(yīng)用疊加原理分別分別討論各個(gè)因素單獨(dú)存在的情況，然后再求和。討論各個(gè)因素單獨(dú)存在的情況，然后再求和。 工件短粗，剛度高工件短粗，剛度高視工件為剛體，而僅考慮機(jī)床、刀視工件為剛體，而僅考慮機(jī)床、刀具的變形。具的變形。 如右圖所示，當(dāng)如右圖所示

32、，當(dāng)?shù)毒咛幵谌我獾奈恢玫毒咛幵谌我獾奈恢脮r(shí)，床頭、尾架的變時(shí)，床頭、尾架的變形與受力狀況。形與受力狀況。P P尾尾 受力：受力：變形：變形：任意任意點(diǎn)處點(diǎn)處的變的變形：形：()ylxPPly頭yxPPly尾()yssPPlxyKKl頭頭頭頭yssPPxyKKl尾尾尾尾()()xxlxxyyyyyylll尾尾頭頭頭22-lxKPlxlKPysysyx尾頭此時(shí)刀架變形為此時(shí)刀架變形為因此，因此， 當(dāng)當(dāng) 當(dāng)當(dāng) 當(dāng)當(dāng)ysPyK刀架刀架22()( )yyyxsssPPPlxxyyyKlKlK刀架機(jī)床頭頭刀架0,yyssPPxyKK機(jī)床頭刀架,yyssPPxl yKK機(jī)床尾刀架,244yyysssPPPl

33、xyKKK機(jī)床尾頭刀架刀架尾頭機(jī)床ssssKlxKlxlKK11-1122工件細(xì)長(zhǎng)工件細(xì)長(zhǎng)視機(jī)床為剛體，而僅考慮工件、刀具的變視機(jī)床為剛體，而僅考慮工件、刀具的變形形 和和 時(shí)，時(shí)， 時(shí)，最大，為時(shí)，最大，為 剛度在該工件軸向的各個(gè)位置是不同的剛度在該工件軸向的各個(gè)位置是不同的加工后工件各橫截面的直徑尺寸也不同加工后工件各橫截面的直徑尺寸也不同形狀誤差（錐度、鼓形、鞍形等）形狀誤差（錐度、鼓形、鞍形等）3322221()( ) ()33yyPlPlxlxx lxyEIllEIl0 x xl10y 2lx 3148yPlyEI（2）由于工件加工余量不均或其他原因）由于工件加工余量不均或其他原因

34、導(dǎo)致導(dǎo)致切削力變化切削力變化變形變化變形變化引起形狀尺寸誤差引起形狀尺寸誤差 對(duì)于對(duì)于橢圓型毛坯：切深大橢圓型毛坯：切深大切削力大切削力大切削變形也切削變形也大大加工后的誤差亦呈橢圓狀。加工后的誤差亦呈橢圓狀。 在1處，加工余量ap1，變形y1。在2處，加工余量ap2，變形y2。由于切削量的不同，加工時(shí)的切削力是不同的，在系統(tǒng)剛度不變的前提下，系統(tǒng)所產(chǎn)生的變形也是不同的。 由于切削力可以表示為： ， 以及： ，故此有： 誤差復(fù)映系數(shù)： ， 多次加工： 。系統(tǒng)KFyy/ 毛坯系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)工KfCaaKfCyayaKfCyyFyppFyppFy75. 02175. 0221175. 021-系統(tǒng)毛

35、坯工KfCFy75. 0niinn121.*毛坯工75. 0faCFpFyy毛坯的形狀誤差，圓度、圓柱度、平面度等誤差都毛坯的形狀誤差，圓度、圓柱度、平面度等誤差都以一定比例復(fù)映成工件的加工誤差，這是由余量不均以一定比例復(fù)映成工件的加工誤差，這是由余量不均引起的引起的 采用多次走刀減小誤差復(fù)映采用多次走刀減小誤差復(fù)映調(diào)整法加工時(shí)，毛坯大小不一調(diào)整法加工時(shí)，毛坯大小不一工件尺寸分散工件尺寸分散計(jì)計(jì)算誤差復(fù)映算誤差復(fù)映誤差復(fù)映誤差復(fù)映 例例：在車床上鏜一短孔?，F(xiàn)知在加工前內(nèi)孔有圓度誤差在車床上鏜一短孔?，F(xiàn)知在加工前內(nèi)孔有圓度誤差0.4mm，車床床頭剛度，車床床頭剛度 ，刀架剛度，刀架剛度 ，以及，

36、以及 、 在僅考慮機(jī)床的影響因素時(shí)，需幾次走刀才能將加工后的在僅考慮機(jī)床的影響因素時(shí)，需幾次走刀才能將加工后的圓度誤差控制在圓度誤差控制在0.01mm之內(nèi)。之內(nèi)。 解：系統(tǒng)剛度解：系統(tǒng)剛度 ， 因?yàn)橐驗(yàn)?， 。 一次走刀后圓度誤差為一次走刀后圓度誤差為 當(dāng)切削條件不變時(shí)，兩次走刀即可滿足加工的要求。當(dāng)切削條件不變時(shí)，兩次走刀即可滿足加工的要求。 mmNK/3000刀架2/1000mmNCFyrmmf/0.05mmNK/40000頭mmNKKKKK/7 .27903000400003000*40000*刀架頭刀架頭系統(tǒng)mm4 . 0毛坯毛坯系統(tǒng)工KfCFy75. 0mmKfCFy015156.

37、04 . 0*7 .279005. 0*100075. 075. 0毛坯系統(tǒng)工2、由于夾緊力、重力等產(chǎn)生的系統(tǒng)變形對(duì)加工精度影響、由于夾緊力、重力等產(chǎn)生的系統(tǒng)變形對(duì)加工精度影響 （1）由于工件的夾緊變形引起的加工誤差）由于工件的夾緊變形引起的加工誤差床身導(dǎo)軌面床身導(dǎo)軌面應(yīng)用應(yīng)用 薄板零件的磨削薄板零件的磨削（2）由于重力所引起的加工誤差）由于重力所引起的加工誤差重力引起機(jī)床變形重力引起機(jī)床變形五、由于內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生變形對(duì)加工精度影響五、由于內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生變形對(duì)加工精度影響 內(nèi)應(yīng)力：內(nèi)應(yīng)力：零件在沒有外加載荷作用下，加工后內(nèi)零件在沒有外加載荷作用下，加工后內(nèi)部存在的應(yīng)力成為殘余內(nèi)應(yīng)力，稱為部存在的應(yīng)力成

38、為殘余內(nèi)應(yīng)力，稱為。 工件在鑄、鍛、切削后內(nèi)部應(yīng)力相互平衡工件在鑄、鍛、切削后內(nèi)部應(yīng)力相互平衡 一旦外界條件變化一旦外界條件變化平衡破壞平衡破壞變形變形 冷加工冷加工溫度溫度振動(dòng)振動(dòng)平衡破壞平衡破壞變形變形外界條件外界條件1、內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生、內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 毛坯：工件壁厚不均勻，而使冷卻速度不均勻。毛坯：工件壁厚不均勻，而使冷卻速度不均勻。 工件切削內(nèi)應(yīng)力工件切削內(nèi)應(yīng)力 熱處理熱處理 校直校直2、內(nèi)應(yīng)力的減少和消除法、內(nèi)應(yīng)力的減少和消除法 時(shí)效處理：天然、人工時(shí)效處理：天然、人工 鑄、鍛件結(jié)構(gòu)，應(yīng)壁厚均勻，不能差太多鑄、鍛件結(jié)構(gòu)，應(yīng)壁厚均勻，不能差太多 零件的結(jié)構(gòu)主要考慮剛度問題零件的結(jié)構(gòu)主要考慮

39、剛度問題 機(jī)械加工時(shí)，注意減少切削力機(jī)械加工時(shí)，注意減少切削力 盡量不采用冷校直盡量不采用冷校直六、機(jī)床剛度的測(cè)定六、機(jī)床剛度的測(cè)定 1、機(jī)床剛度的靜測(cè)定法、機(jī)床剛度的靜測(cè)定法 單向加載測(cè)定法：?jiǎn)蜗蚣虞d測(cè)定法：不能反映切削狀態(tài)；只加載不能反映切削狀態(tài)；只加載 力，力，而而 都對(duì)剛度有影響都對(duì)剛度有影響 三向加載測(cè)定法：三向加載測(cè)定法：三向加載，三向測(cè)力三向加載，三向測(cè)力yPxyzPPP、 2 2、用生產(chǎn)法測(cè)定車床剛度、用生產(chǎn)法測(cè)定車床剛度按誤差復(fù)映原理進(jìn)行的按誤差復(fù)映原理進(jìn)行的111111144111KKKKKKKKKK刀系頭頭刀尾系中頭刀尾系尾0.75pCsK系 3 3、接觸剛度的測(cè)定、接觸

40、剛度的測(cè)定七、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施七、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施 1、選用合理的零部件結(jié)構(gòu)和斷面形狀選用合理的零部件結(jié)構(gòu)和斷面形狀 封閉式箱型結(jié)構(gòu)、空心結(jié)構(gòu)（斷面面積不變）封閉式箱型結(jié)構(gòu)、空心結(jié)構(gòu)（斷面面積不變）2、提高連接表面的接觸剛度、提高連接表面的接觸剛度 提高連接面幾何形狀精度降低表面粗糙度，施加預(yù)載荷提高連接面幾何形狀精度降低表面粗糙度，施加預(yù)載荷3、采用正確的裝夾方式、采用正確的裝夾方式4、提高加工時(shí)刀具的剛度、提高加工時(shí)刀具的剛度 懸伸短、刀桿、導(dǎo)向套、導(dǎo)向桿懸伸短、刀桿、導(dǎo)向套、導(dǎo)向桿5、減小接觸面、減小接觸面 6、工件剛度低時(shí)，縮短切削力與支承點(diǎn)的距離、工件剛度低時(shí)，縮短切削力

41、與支承點(diǎn)的距離 車中心架、跟刀架車中心架、跟刀架5-4 工藝系統(tǒng)熱變形及加工精度的影響工藝系統(tǒng)熱變形及加工精度的影響 一、工藝系統(tǒng)熱源與熱平衡一、工藝系統(tǒng)熱源與熱平衡 1、工藝系統(tǒng)熱源、工藝系統(tǒng)熱源2 2、工藝系統(tǒng)熱平衡、工藝系統(tǒng)熱平衡 散出熱量散出熱量= =傳入熱量傳入熱量熱平衡熱平衡溫度不變溫度不變變形穩(wěn)定變形穩(wěn)定加工熱：加工熱：切削熱、磨削熱切削熱、磨削熱內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源外部熱源外部熱源摩擦熱：摩擦熱：支承副、傳動(dòng)副、離合器、電機(jī)、液壓系統(tǒng)支承副、傳動(dòng)副、離合器、電機(jī)、液壓系統(tǒng)輻射熱：輻射熱：陽(yáng)光、取暖設(shè)備、人體陽(yáng)光、取暖設(shè)備、人體環(huán)境溫度：環(huán)境溫度：氣溫、室溫變化、冷風(fēng)、熱風(fēng)氣溫、室溫

42、變化、冷風(fēng)、熱風(fēng)二、機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響二、機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響 1、機(jī)床的溫升與熱平衡機(jī)床的溫升與熱平衡 機(jī)床各部件達(dá)到熱平衡的時(shí)間不同，熱容量大的需要的機(jī)床各部件達(dá)到熱平衡的時(shí)間不同，熱容量大的需要的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng) 2、各類機(jī)床熱變形及其對(duì)加工精度的影響、各類機(jī)床熱變形及其對(duì)加工精度的影響 （1）車、銑、鏜床類機(jī)床的熱變形）車、銑、鏜床類機(jī)床的熱變形 主軸箱發(fā)熱主軸箱發(fā)熱箱體、機(jī)床發(fā)生變形和翹曲，從而主軸箱體、機(jī)床發(fā)生變形和翹曲，從而主軸的位移和傾斜的位移和傾斜（2）磨床的熱變形）磨床的熱變形 砂輪軸承和液壓系統(tǒng)砂輪軸承和液壓系統(tǒng)（3）導(dǎo)軌磨床、龍門刨床的熱變形）導(dǎo)軌磨床、龍門刨

43、床的熱變形 床身的熱變形床身的熱變形砂輪軸承砂輪軸承砂輪砂輪工件工件工件直徑工件直徑液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)床身各處溫度不同床身各處溫度不同床身彎曲和傾斜床身彎曲和傾斜主軸前后軸承溫升不同主軸前后軸承溫升不同砂輪傾斜砂輪傾斜3 3、減少機(jī)床熱變形對(duì)加工影響的措施、減少機(jī)床熱變形對(duì)加工影響的措施 （1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施 熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單柱改雙柱單柱改雙柱 使關(guān)鍵件熱變形在誤差不敏感方向移動(dòng)使關(guān)鍵件熱變形在誤差不敏感方向移動(dòng) 合理安排支承位置，使熱位移有效部分縮短合理安排支承位置，使熱位移有效部分縮短 對(duì)發(fā)熱大的熱源采用足夠的冷卻措施對(duì)發(fā)熱大的熱源采用足夠的冷卻措施 改善軸承的潤(rùn)滑

44、條件改善軸承的潤(rùn)滑條件 隔離熱源隔離熱源 油池和冷卻液箱獨(dú)立油池和冷卻液箱獨(dú)立變形變形 均衡關(guān)鍵件溫升均衡關(guān)鍵件溫升 （2）工藝措施）工藝措施 安裝機(jī)床的區(qū)域保持恒定環(huán)境溫度安裝機(jī)床的區(qū)域保持恒定環(huán)境溫度 均布加熱器，取暖，門簾，不靠窗照射均布加熱器，取暖，門簾，不靠窗照射 機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)后再加工機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)后再加工 空轉(zhuǎn)一段時(shí)間空轉(zhuǎn)一段時(shí)間熱平衡熱平衡不斷續(xù)加工不斷續(xù)加工 精密機(jī)床精密機(jī)床恒溫室恒溫室 嚴(yán)格控制切削用量以減少工件發(fā)熱嚴(yán)格控制切削用量以減少工件發(fā)熱三、工件熱變形對(duì)加工精度的影響三、工件熱變形對(duì)加工精度的影響 1、工件熱變形及其對(duì)加工影響、工件熱變形及其對(duì)加工影響 傳入

45、工件的熱量多少傳入工件的熱量多少受熱是否均勻受熱是否均勻工件的受熱體積工件的受熱體積三種因素三種因素典型工件的熱變形分析典型工件的熱變形分析 薄片狀零件的熱變形薄片狀零件的熱變形 軸類零件的熱變形軸類零件的熱變形 長(zhǎng)徑比大的零件，如絲杠、細(xì)長(zhǎng)軸等，受熱伸長(zhǎng)，長(zhǎng)徑比大的零件，如絲杠、細(xì)長(zhǎng)軸等，受熱伸長(zhǎng)，不能忽視不能忽視2、減少工件熱變形對(duì)加工精度影響的措施、減少工件熱變形對(duì)加工精度影響的措施 充分冷卻，降低切削溫度充分冷卻，降低切削溫度 提高切削速度和進(jìn)給量提高切削速度和進(jìn)給量 工件精加工前充分冷卻工件精加工前充分冷卻 經(jīng)常刃磨和修正刀具和砂輪經(jīng)常刃磨和修正刀具和砂輪 使工件在緊張狀態(tài)下有伸縮自

46、由使工件在緊張狀態(tài)下有伸縮自由四、刀具的熱變形及對(duì)加工精度的影響四、刀具的熱變形及對(duì)加工精度的影響 1、刀具連續(xù)工作時(shí)的熱變形刀具連續(xù)工作時(shí)的熱變形 2、刀具斷續(xù)加工時(shí)的熱變形刀具斷續(xù)加工時(shí)的熱變形五、減少工藝系統(tǒng)熱變形辦法五、減少工藝系統(tǒng)熱變形辦法 1、減少熱源產(chǎn)生熱量減少熱源產(chǎn)生熱量 采用低速小用量切削采用低速小用量切削減少切削熱和摩擦熱減少切削熱和摩擦熱 2、控制熱源的影響、控制熱源的影響 采用冷卻、恒溫等手段采用冷卻、恒溫等手段 3、從結(jié)構(gòu)上減少變形、從結(jié)構(gòu)上減少變形 機(jī)床：機(jī)床： 工件：盡量避免薄壁、薄片、空心等易熱變形的結(jié)構(gòu)工件：盡量避免薄壁、薄片、空心等易熱變形的結(jié)構(gòu)（實(shí)心容量大

47、）（實(shí)心容量大） 刀具：減少懸伸長(zhǎng)度，控制熱變形方向不在敏感方向刀具：減少懸伸長(zhǎng)度，控制熱變形方向不在敏感方向 4、進(jìn)行綜合補(bǔ)償及校正、進(jìn)行綜合補(bǔ)償及校正5-5 保證和提高加工材料精度的途徑保證和提高加工材料精度的途徑 一、直接消除或減小原始誤差的方法一、直接消除或減小原始誤差的方法細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)的受力情況和變形狀況細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)的受力情況和變形狀況徑向力徑向力頂彎頂彎跟刀架跟刀架軸向力軸向力壓彎壓彎工件一端被夾緊工件一端被夾緊切削軸向力切削軸向力彎曲彎曲高速回轉(zhuǎn)高速回轉(zhuǎn)離心力離心力加劇變形，導(dǎo)致振動(dòng)加劇變形，導(dǎo)致振動(dòng)切削熱，兩端固定切削熱，兩端固定熱身長(zhǎng)熱身長(zhǎng)軸向力軸向力加劇加劇大進(jìn)給量反向切削

48、法加工細(xì)長(zhǎng)軸大進(jìn)給量反向切削法加工細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)給方向由卡盤向尾座方向，后面采用浮動(dòng)活頂尖進(jìn)給方向由卡盤向尾座方向，后面采用浮動(dòng)活頂尖采用大進(jìn)給量和大主偏角車刀采用大進(jìn)給量和大主偏角車刀 采用浮動(dòng)活頂尖緩解工件熱伸長(zhǎng)采用浮動(dòng)活頂尖緩解工件熱伸長(zhǎng) 將工件的卡盤端車出一縮頸，消除軸心線歪斜影響將工件的卡盤端車出一縮頸，消除軸心線歪斜影響二、補(bǔ)償或抵消原始誤差的方法二、補(bǔ)償或抵消原始誤差的方法 人為的造成一種新原始誤差去抵消原來(lái)的誤差，正誤人為的造成一種新原始誤差去抵消原來(lái)的誤差，正誤差用人為的負(fù)誤差去抵消，負(fù)誤差用人為的正誤差去抵差用人為的負(fù)誤差去抵消，負(fù)誤差用人為的正誤差去抵消，兩者大小相等，方向相反

49、。消，兩者大小相等，方向相反。 用人為誤差抵消裝配后因自重產(chǎn)生變形用人為誤差抵消裝配后因自重產(chǎn)生變形 精加工磨床床身導(dǎo)軌時(shí)預(yù)加載荷抵消裝配后部件自重精加工磨床床身導(dǎo)軌時(shí)預(yù)加載荷抵消裝配后部件自重變形變形 前后雙刀架對(duì)刀前后雙刀架對(duì)刀三、分組調(diào)整或均分誤差法三、分組調(diào)整或均分誤差法四、變形轉(zhuǎn)移或誤差轉(zhuǎn)移四、變形轉(zhuǎn)移或誤差轉(zhuǎn)移 1、轉(zhuǎn)移變形、轉(zhuǎn)移變形 2、轉(zhuǎn)移誤差、轉(zhuǎn)移誤差 六角車床六角車床“力刀力刀”安安裝裝橫梁橫梁變形轉(zhuǎn)移變形轉(zhuǎn)移五、就地加工達(dá)到最終精度的方法五、就地加工達(dá)到最終精度的方法5-6 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析一、加工誤差的性質(zhì)及分析方法一、加工誤差的性質(zhì)及分析方法 1、

50、分析加工誤差的目的及方法分析加工誤差的目的及方法研究某一主要因素對(duì)加工精度的影響研究某一主要因素對(duì)加工精度的影響單一因素單一因素分析法分析法根據(jù)加工誤差的表現(xiàn)形式及變化規(guī)律分析其產(chǎn)生根據(jù)加工誤差的表現(xiàn)形式及變化規(guī)律分析其產(chǎn)生的原因的原因統(tǒng)計(jì)分析法統(tǒng)計(jì)分析法 2、加工誤差的性質(zhì)、加工誤差的性質(zhì) 系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差常值性系統(tǒng)誤差、變值性系統(tǒng)誤差常值性系統(tǒng)誤差、變值性系統(tǒng)誤差 隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差 常值系統(tǒng)誤差常值系統(tǒng)誤差查明大小和方向查明大小和方向相應(yīng)調(diào)整或檢修相應(yīng)調(diào)整或檢修工藝裝配或補(bǔ)償工藝裝配或補(bǔ)償 變值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差摸清規(guī)律摸清規(guī)律自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)償或自動(dòng)周自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)償或自動(dòng)周期補(bǔ)償期補(bǔ)償

51、 隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差只能找到根源，對(duì)其采取的措施以縮只能找到根源，對(duì)其采取的措施以縮短其影響短其影響解決途徑解決途徑二、分布圖分析法二、分布圖分析法 1、實(shí)際分布圖實(shí)際分布圖頻數(shù)分布直方圖頻數(shù)分布直方圖 分散范圍分散范圍=最大尺寸最大尺寸-最小尺寸最小尺寸 分散范圍小于公差帶分散范圍小于公差帶本工序的加工精度的能力滿足加本工序的加工精度的能力滿足加工的要求工的要求 尺寸分散中心與公差帶中心偏離尺寸分散中心與公差帶中心偏離說明系統(tǒng)存在常值系說明系統(tǒng)存在常值系統(tǒng)誤差，易于產(chǎn)生廢品。統(tǒng)誤差，易于產(chǎn)生廢品。注意注意組距（分組數(shù)）選擇組距（分組數(shù)）選擇頻數(shù)作縱坐標(biāo)時(shí)，圖行高矮受組距影響頻數(shù)作縱坐標(biāo)時(shí)，

52、圖行高矮受組距影響頻數(shù)作縱坐標(biāo)時(shí)，工件總數(shù)也影響圖形高矮頻數(shù)作縱坐標(biāo)時(shí)，工件總數(shù)也影響圖形高矮縱坐標(biāo)改用頻率密度縱坐標(biāo)改用頻率密度=頻率頻數(shù)頻率密度組距工件總數(shù) 組距2、正態(tài)分布正態(tài)分布 隨機(jī)事件的分布隨機(jī)事件的分布正態(tài)分布正態(tài)分布 相互獨(dú)立的若干個(gè)隨機(jī)事件和的隨機(jī)事件相互獨(dú)立的若干個(gè)隨機(jī)事件和的隨機(jī)事件正態(tài)分布正態(tài)分布 對(duì)加工來(lái)說，若隨機(jī)誤差是由很多相互獨(dú)立的隨機(jī)因素所對(duì)加工來(lái)說，若隨機(jī)誤差是由很多相互獨(dú)立的隨機(jī)因素所構(gòu)組成，其中沒有一個(gè)起決定作用的非正態(tài)分布的隨機(jī)因素，構(gòu)組成，其中沒有一個(gè)起決定作用的非正態(tài)分布的隨機(jī)因素，那么加工中隨機(jī)誤差也符合正態(tài)分布那么加工中隨機(jī)誤差也符合正態(tài)分布 正

53、態(tài)分布的概率密度：正態(tài)分布的概率密度：其中，其中，均值（數(shù)學(xué)期望），均值（數(shù)學(xué)期望），標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)差。0222exp21)(xxg正態(tài)分布由均值、標(biāo)準(zhǔn)差兩個(gè)參數(shù)確定，均值決定分布正態(tài)分布由均值、標(biāo)準(zhǔn)差兩個(gè)參數(shù)確定，均值決定分布曲線的位置，標(biāo)準(zhǔn)差決定分布曲線的形狀。如下圖所示，曲線的位置，標(biāo)準(zhǔn)差決定分布曲線的形狀。如下圖所示，標(biāo)準(zhǔn)差增大，分布曲線向平緩方向變化，標(biāo)準(zhǔn)差增大，分布曲線向平緩方向變化，標(biāo)準(zhǔn)差減少，標(biāo)準(zhǔn)差減少，分布曲線向陡峭方向變化。均值增大，分布曲線將向右分布曲線向陡峭方向變化。均值增大，分布曲線將向右平移，均值減少，分布曲線將向左平移。平移，均值減少，分布曲線將向左平移。標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分

54、布：標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布：一般正態(tài)分布，利用坐標(biāo)變換，一般正態(tài)分布，利用坐標(biāo)變換， 可將一般正態(tài)分可將一般正態(tài)分布轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。而標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率是可以由概布轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。而標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率是可以由概率積分表查詢的。率積分表查詢的。一般正態(tài)分布概率：一般正態(tài)分布概率：標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率：標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布概率：01，2212ge（ ）=x dxxdxxgxGxxxx222exp212121 ddxgGxxxx2exp2122121正態(tài)分布的特點(diǎn)：正態(tài)分布的特點(diǎn)：分布曲線對(duì)稱于均值，均值的變化使分布曲線沿橫坐標(biāo)平分布曲線對(duì)稱于均值，均值的變化使分布曲線沿橫坐標(biāo)平移，而不會(huì)使分布曲線的形狀發(fā)生變化，標(biāo)

55、準(zhǔn)差的變化移，而不會(huì)使分布曲線的形狀發(fā)生變化，標(biāo)準(zhǔn)差的變化使分布曲線的形狀發(fā)生變化，而不會(huì)使分布曲線沿橫坐使分布曲線的形狀發(fā)生變化，而不會(huì)使分布曲線沿橫坐標(biāo)移動(dòng)。標(biāo)移動(dòng)。分布曲線兩端與分布曲線兩端與x x軸相交于無(wú)窮遠(yuǎn)軸相交于無(wú)窮遠(yuǎn)分布曲線下與分布曲線下與x軸之間的總面積為軸之間的總面積為1 1，在對(duì)稱與均值軸的，在對(duì)稱與均值軸的6 6范圍內(nèi)，概率值為范圍內(nèi)，概率值為99.73%99.73%。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，均值為對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，均值為0 0，故此分布曲線是對(duì)稱于，故此分布曲線是對(duì)稱于原點(diǎn)的。所以積分表一般僅給出大于零的那部分。原點(diǎn)的。所以積分表一般僅給出大于零的那部分。3、分布圖的作用與

56、缺點(diǎn)分布圖的作用與缺點(diǎn)（1）作用作用 判斷工藝能否滿足加工精度要求判斷工藝能否滿足加工精度要求 判斷超差原因判斷超差原因常值系統(tǒng)性誤差還是隨機(jī)誤差常值系統(tǒng)性誤差還是隨機(jī)誤差（2）缺點(diǎn)缺點(diǎn) 沒有考慮工件加工先后順序沒有考慮工件加工先后順序 必須等一批工件加工完才能畫圖，不主動(dòng)控制精度必須等一批工件加工完才能畫圖，不主動(dòng)控制精度 如出現(xiàn)問題，無(wú)法對(duì)本批零件采取措施，而只能對(duì)如出現(xiàn)問題，無(wú)法對(duì)本批零件采取措施，而只能對(duì)下一批零件起作用，不便積累控制資料下一批零件起作用，不便積累控制資料 計(jì)算量大計(jì)算量大6T4、正態(tài)分布圖的應(yīng)用正態(tài)分布圖的應(yīng)用（1）判斷某一工藝過程能否保證加工精度要求判斷某一工藝過程

57、能否保證加工精度要求 工藝能力和工藝能力系數(shù)工藝能力和工藝能力系數(shù) 一個(gè)工序的尺寸分散范圍代表了該工序的工藝能力一個(gè)工序的尺寸分散范圍代表了該工序的工藝能力 工藝能力系數(shù)工藝能力系數(shù) ：工件加工公差：工件加工公差 與工藝能力與工藝能力 的比值。的比值。當(dāng)公差帶的中心與隨機(jī)量的均值重合時(shí)當(dāng)公差帶的中心與隨機(jī)量的均值重合時(shí)機(jī)械加工機(jī)械加工系統(tǒng)不純?cè)诔Ｖ迪到y(tǒng)誤差，這時(shí)隨機(jī)量在（系統(tǒng)不純?cè)诔Ｖ迪到y(tǒng)誤差，這時(shí)隨機(jī)量在（3）的概率為的概率為99.6799.67 。故以此來(lái)定義工藝能力系數(shù)。故以此來(lái)定義工藝能力系數(shù)。 T6ppc 絕大多數(shù)的零件加工合格絕大多數(shù)的零件加工合格 加工能力較強(qiáng)，遇到外來(lái)因素影響加

58、工能力較強(qiáng)，遇到外來(lái)因素影響不合格品不合格品 加工能力不足加工能力不足但應(yīng)注意：工藝能力系數(shù)高，僅說明該工藝系統(tǒng)具有較但應(yīng)注意：工藝能力系數(shù)高，僅說明該工藝系統(tǒng)具有較高的加工能力，此時(shí)并不代表該系統(tǒng)在加工時(shí)一定就是高的加工能力，此時(shí)并不代表該系統(tǒng)在加工時(shí)一定就是廢品率很低，因?yàn)榇藭r(shí)還與常值系統(tǒng)誤差、變值系統(tǒng)誤廢品率很低，因?yàn)榇藭r(shí)還與常值系統(tǒng)誤差、變值系統(tǒng)誤差等有關(guān)。差等有關(guān)。61,1,1,ppppTcccc工藝工藝能力系數(shù)值能力系數(shù)值工藝工藝等級(jí)名稱等級(jí)名稱說說 明明C CP P1.671.67特級(jí)工藝特級(jí)工藝工藝能力過高，可以允許有工藝能力過高，可以允許有異常波動(dòng)，或作相應(yīng)考慮異常波動(dòng)，或作

59、相應(yīng)考慮1.67C1.67CP P1.331.33一級(jí)工藝一級(jí)工藝工藝能力足夠，可以工藝能力足夠，可以有一定的異常波動(dòng)有一定的異常波動(dòng)1.33C1.33CP P1.001.00二級(jí)工藝二級(jí)工藝工藝能力勉強(qiáng)，工藝能力勉強(qiáng)，必須密切注意必須密切注意1.00C1.00CP P0.670.67三級(jí)工藝三級(jí)工藝工藝能力不足，工藝能力不足，可能出少量不合格品可能出少量不合格品0.67C0.67CP P四級(jí)工藝四級(jí)工藝工藝能力很差，工藝能力很差，必須加以改進(jìn)必須加以改進(jìn)工藝等級(jí)工藝等級(jí)T/2T/2AmaxAmin（2 2）合格率與不合格品率的確定）合格率與不合格品率的確定某小軸的尺寸為某小軸的尺寸為 ，其分

60、布服從正態(tài)分布，且均值，其分布服從正態(tài)分布，且均值，標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)差差?，F(xiàn)估計(jì)其合格率及廢品率?，F(xiàn)估計(jì)其合格率及廢品率。首先做變換首先做變換 ， ，得到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的，得到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的積分限積分限 、 。再由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)積分表查的積分值。再由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)積分表查的積分值 、 合格率：合格率： + + 。不合格率：不合格率：1- - 1- - 。合格率與不合格率之和為一，合格率與不合格率之和為一，即為必然事件即為必然事件ESEIAmax1Amin2A2212G 1G 1G 2G 2G 1G 可修復(fù)與不可修復(fù)廢品率可修復(fù)與不可修復(fù)廢品率 對(duì)于實(shí)際的加工而言，有些廢品是可以修復(fù)的，而另外一對(duì)于實(shí)際的加工而言，