第4章 機(jī)械加工精度與表面質(zhì)量

1、（時(shí)間：4次課，8學(xué)時(shí)）http:/ http:/ 階梯軸簡(jiǎn)圖http:/ 概述概述n4.2 工藝系統(tǒng)的幾何精度對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)的幾何精度對(duì)加工精度的影響n4.3 工藝系統(tǒng)的受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)的受力變形對(duì)加工精度的影響n4.4 機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量n4.5 機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)n4.6 機(jī)械加工過(guò)程中的熱變形機(jī)械加工過(guò)程中的熱變形n4.7 加工質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)分析方法與應(yīng)用加工質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)分析方法與應(yīng)用n4.8 實(shí)實(shí) 訓(xùn)訓(xùn)n4.9 習(xí)習(xí) 題題http:/ 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度n4.1.2 影響機(jī)械加工精度的因素影響機(jī)械加工精度的因素n4.1.3

2、 誤差的敏感方向誤差的敏感方向n4.1.4 研究加工精度的方法研究加工精度的方法http:/ 但現(xiàn)代制造工藝的一些基本理論卻是基但現(xiàn)代制造工藝的一些基本理論卻是基本不變的本不變的,它們也是我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代制造它們也是我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代制造工藝技術(shù)的基礎(chǔ)。這些理論主要包括機(jī)械加工精度工藝技術(shù)的基礎(chǔ)。這些理論主要包括機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量理論以及機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)和熱效和表面質(zhì)量理論以及機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)和熱效應(yīng)理論。應(yīng)理論。http:/ n）裝夾）裝夾 活塞以止口及其端面為定位基準(zhǔn)，在夾具中定位，活塞以止口及其端面為定位基準(zhǔn)，在夾具中定位，并用菱形銷插入經(jīng)半精鏜的銷孔中作周向定

3、位。固定活塞的并用菱形銷插入經(jīng)半精鏜的銷孔中作周向定位。固定活塞的夾緊力作用在活塞的頂部。由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（頂面）與定位基夾緊力作用在活塞的頂部。由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（頂面）與定位基準(zhǔn)準(zhǔn)(止口端面止口端面)不重合，及定位止口與夾具上凸臺(tái)、菱形銷與不重合，及定位止口與夾具上凸臺(tái)、菱形銷與銷孔的配合間隙會(huì)引起定位誤差，若夾緊力過(guò)大會(huì)引起夾緊銷孔的配合間隙會(huì)引起定位誤差，若夾緊力過(guò)大會(huì)引起夾緊誤差。這兩項(xiàng)原始誤差統(tǒng)稱為工件裝夾誤差。誤差。這兩項(xiàng)原始誤差統(tǒng)稱為工件裝夾誤差。http:/ 活塞銷孔精鏜工序示意圖http:/ 裝夾工件前后，必須對(duì)機(jī)床、刀具和夾具進(jìn)行裝夾工件前后，必須對(duì)機(jī)床、刀具和夾具進(jìn)行調(diào)整，并在試

4、切幾個(gè)工件后再進(jìn)行精確微調(diào)，才能使工件調(diào)整，并在試切幾個(gè)工件后再進(jìn)行精確微調(diào)，才能使工件和刀具之間保持正確的相對(duì)位置。例如本例需進(jìn)行夾具在和刀具之間保持正確的相對(duì)位置。例如本例需進(jìn)行夾具在工作臺(tái)上的位置調(diào)整，菱形銷與主軸同軸度的調(diào)整，以及工作臺(tái)上的位置調(diào)整，菱形銷與主軸同軸度的調(diào)整，以及對(duì)刀調(diào)整等。由于調(diào)整不可能絕對(duì)精確，因而就會(huì)產(chǎn)生調(diào)對(duì)刀調(diào)整等。由于調(diào)整不可能絕對(duì)精確，因而就會(huì)產(chǎn)生調(diào)整誤差。另外機(jī)床、刀具、夾具本身的制造誤差在加工前整誤差。另外機(jī)床、刀具、夾具本身的制造誤差在加工前就已經(jīng)存在了。這類原始誤差稱為工藝系統(tǒng)的幾何誤差。就已經(jīng)存在了。這類原始誤差稱為工藝系統(tǒng)的幾何誤差。應(yīng)該注意的是

5、，即使有夾具，在加工前也要進(jìn)行一定的位應(yīng)該注意的是，即使有夾具，在加工前也要進(jìn)行一定的位置調(diào)整工作，這樣才能使得待加工工件和加工刀具之間保置調(diào)整工作，這樣才能使得待加工工件和加工刀具之間保持正確的相對(duì)位置。持正確的相對(duì)位置。http:/ 由于在加工過(guò)程中產(chǎn)生了切削力、切削熱和摩擦，由于在加工過(guò)程中產(chǎn)生了切削力、切削熱和摩擦，它們將引起工藝系統(tǒng)的受力變形、受熱變形和磨損，影響了它們將引起工藝系統(tǒng)的受力變形、受熱變形和磨損，影響了工件與刀具之間的相對(duì)位置，造成加工誤差。這類在加工過(guò)工件與刀具之間的相對(duì)位置，造成加工誤差。這類在加工過(guò)程中產(chǎn)生的原始誤差稱為工藝系統(tǒng)的動(dòng)誤差。程中產(chǎn)生的原始誤差稱為工藝

6、系統(tǒng)的動(dòng)誤差。n4）測(cè)量）測(cè)量 在加工過(guò)程中，還必須對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量，任何測(cè)在加工過(guò)程中，還必須對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量，任何測(cè)量方法和量具、量?jī)x也不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，由此產(chǎn)生的誤差稱量方法和量具、量?jī)x也不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，由此產(chǎn)生的誤差稱為測(cè)量誤差。為測(cè)量誤差。http:/ http:/ 誤差的敏感方向http:/ n1）單因素分析法）單因素分析法 研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響，為簡(jiǎn)單起見，研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響，為簡(jiǎn)單起見，一般不考慮其它因素的同時(shí)作用。通過(guò)分析計(jì)算，或測(cè)試、實(shí)驗(yàn)，得出一般不考慮其它因素的同時(shí)作用。通過(guò)分析計(jì)算，或測(cè)試、實(shí)驗(yàn)，得出該因素與加工誤差間的關(guān)系。該因素與加工誤差間的關(guān)系

7、。n2）統(tǒng)計(jì)分析法）統(tǒng)計(jì)分析法 以加工一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法以加工一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過(guò)程的正常進(jìn)行。當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過(guò)程的正常進(jìn)行。當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可以從中判斷誤差的性質(zhì)，找出誤差出現(xiàn)的規(guī)律，以減少加工誤差。統(tǒng)計(jì)以從中判斷誤差的性質(zhì)，找出誤差出現(xiàn)的規(guī)律，以減少加工誤差。統(tǒng)計(jì)分析法只適用于批量生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，這兩種方法常常結(jié)合起來(lái)應(yīng)分析法只適用于批量生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，這兩種方法常常結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。一般先用統(tǒng)計(jì)分析法尋找誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步判斷產(chǎn)生加工誤差用。一般先用統(tǒng)計(jì)分析法尋找誤差的出現(xiàn)規(guī)

8、律，初步判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運(yùn)用單因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)、以便迅速有效地的可能原因，然后運(yùn)用單因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)、以便迅速有效地找出影響加工精度的主要原因。本章將分別對(duì)它們進(jìn)行討論。找出影響加工精度的主要原因。本章將分別對(duì)它們進(jìn)行討論。http:/ 加工原理誤差加工原理誤差n4.2.2 調(diào)整誤差調(diào)整誤差n4.2.3 機(jī)床誤差機(jī)床誤差http:/ 指量具本身的精度、測(cè)量方法或使用條件下的誤差指量具本身的精度、測(cè)量方法或使用條件下的誤差(如溫如溫度影響、操作者的細(xì)心程度度影響、操作者的細(xì)心程度)等，它們都影響調(diào)整精度，因而產(chǎn)生加工等，它們都影響調(diào)整精度，因而產(chǎn)生加工誤差。誤差。

9、n2）機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差）機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差 當(dāng)試切最后一刀時(shí)，往往要按刻度盤的顯當(dāng)試切最后一刀時(shí)，往往要按刻度盤的顯示值來(lái)微量調(diào)整刀架的進(jìn)給量，這時(shí)常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的示值來(lái)微量調(diào)整刀架的進(jìn)給量，這時(shí)常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的“爬行爬行”現(xiàn)象，現(xiàn)象，結(jié)果使刀具的實(shí)際位移與刻度盤顯示值不一致，造成加工誤差。結(jié)果使刀具的實(shí)際位移與刻度盤顯示值不一致，造成加工誤差。n3）試切與正式切削時(shí)切削層厚度不一致）試切與正式切削時(shí)切削層厚度不一致 不同材料刀具的刃口半徑是不不同材料刀具的刃口半徑是不同的，因此，刀刃所能切除的最小切削層的極限厚度不同。同的，因此，刀刃所能切除的最小切削層的極限厚度不同。 htt

10、p:/ 在大批大量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、靠模、凸輪等機(jī)在大批大量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、靠模、凸輪等機(jī)構(gòu)保證加工尺寸。這時(shí)候，這些定程機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整，以及與它們構(gòu)保證加工尺寸。這時(shí)候，這些定程機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整，以及與它們配合使用的離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度就成為調(diào)整誤差的主要配合使用的離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度就成為調(diào)整誤差的主要來(lái)源。來(lái)源。n2）樣件或樣板的誤差）樣件或樣板的誤差 包括樣件或樣板的制造誤差、安裝誤差和對(duì)刀誤差。包括樣件或樣板的制造誤差、安裝誤差和對(duì)刀誤差。這些也是影響調(diào)整精度的重要因素。這些也是影響調(diào)整精度的重要因素。n3）測(cè)量有限試件造成的誤差）

11、測(cè)量有限試件造成的誤差 工藝系統(tǒng)初調(diào)好以后，一般都要試切幾個(gè)工工藝系統(tǒng)初調(diào)好以后，一般都要試切幾個(gè)工件，并以其平均尺寸作為判斷調(diào)整是否準(zhǔn)確的依據(jù)：由于試切加工的工件件，并以其平均尺寸作為判斷調(diào)整是否準(zhǔn)確的依據(jù)：由于試切加工的工件數(shù)數(shù)(稱為抽樣件數(shù)稱為抽樣件數(shù))不可能太多，因此不能把整批工件切削過(guò)程中各種隨機(jī)不可能太多，因此不能把整批工件切削過(guò)程中各種隨機(jī)誤差完全反映出來(lái)。故試切加工幾個(gè)工件的平均尺寸與總體尺寸不可能完誤差完全反映出來(lái)。故試切加工幾個(gè)工件的平均尺寸與總體尺寸不可能完全符合，因而造成誤差。全符合，因而造成誤差。http:/ n導(dǎo)軌導(dǎo)向精度是指機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)

12、方向?qū)к墝?dǎo)向精度是指機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合程度，這兩者之間的偏差值則稱為導(dǎo)向誤差。導(dǎo)軌是機(jī)床中確的符合程度，這兩者之間的偏差值則稱為導(dǎo)向誤差。導(dǎo)軌是機(jī)床中確定主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，它的各項(xiàng)誤差直接影定主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，它的各項(xiàng)誤差直接影響被加工工件的精度。在機(jī)床的精度標(biāo)準(zhǔn)中，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度一響被加工工件的精度。在機(jī)床的精度標(biāo)準(zhǔn)中，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度一般包括下列主要內(nèi)容：般包括下列主要內(nèi)容：n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y(彎曲彎曲)(圖圖4.4)；n導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度z(彎曲彎曲)

13、(圖圖4.4)；n前后導(dǎo)軌的平行度前后導(dǎo)軌的平行度(扭曲扭曲) (圖圖4.5)；n導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度(或垂直度或垂直度)。http:/ 導(dǎo)軌的直線度http:/ 導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差http:/ n4）減小導(dǎo)軌誤差的措施）減小導(dǎo)軌誤差的措施n首先在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從結(jié)構(gòu)、材料、潤(rùn)滑、防護(hù)裝置等方面采取措施以提高首先在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從結(jié)構(gòu)、材料、潤(rùn)滑、防護(hù)裝置等方面采取措施以提高導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和耐磨性；在制造時(shí)應(yīng)盡量提高導(dǎo)軌副的制造精度；機(jī)導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和耐磨性；在制造時(shí)應(yīng)盡量提高導(dǎo)軌副的制造精度；機(jī)床安裝時(shí)，應(yīng)校正好水平和保證地基質(zhì)量；另外，使用時(shí)要注意調(diào)整導(dǎo)床安裝時(shí)，應(yīng)

14、校正好水平和保證地基質(zhì)量；另外，使用時(shí)要注意調(diào)整導(dǎo)軌副的配合間隙，同時(shí)保證良好的潤(rùn)滑和維護(hù)。軌副的配合間隙，同時(shí)保證良好的潤(rùn)滑和維護(hù)。http:/ 機(jī)床主軸是用來(lái)裝夾工件或機(jī)床主軸是用來(lái)裝夾工件或刀具并傳遞主要切削運(yùn)動(dòng)的重要部件。它的回轉(zhuǎn)精度是機(jī)床刀具并傳遞主要切削運(yùn)動(dòng)的重要部件。它的回轉(zhuǎn)精度是機(jī)床精度的一項(xiàng)很重要指標(biāo)，主要影響零件加工表面的幾何形狀精度的一項(xiàng)很重要指標(biāo)，主要影響零件加工表面的幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度。精度、位置精度和表面粗糙度。n主軸回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)誤差可以分解為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳主軸回轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)誤差可以分解為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)和傾角擺動(dòng)三種基本型式，如圖動(dòng)和

15、傾角擺動(dòng)三種基本型式，如圖4.6所示。所示。n2）主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響）主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響 機(jī)床不同、加工表面機(jī)床不同、加工表面不同，主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的加工誤差也不相同。不同，主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的加工誤差也不相同。n3）影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素）影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 引起主軸回轉(zhuǎn)軸線漂移引起主軸回轉(zhuǎn)軸線漂移的原因主要是：軸承的誤差、軸承間隙及與軸承配合零件的的原因主要是：軸承的誤差、軸承間隙及與軸承配合零件的誤差。誤差。http:/ 主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本型式na)徑向圓跳動(dòng)徑向圓跳動(dòng) b)端面圓跳動(dòng)端面圓跳動(dòng) c)傾角擺動(dòng)傾角擺動(dòng)http:/ 首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度

16、，如選用高精首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度，如選用高精度的滾動(dòng)軸承，或采用高精度的多油楔動(dòng)壓軸承和靜壓軸承。其次是提度的滾動(dòng)軸承，或采用高精度的多油楔動(dòng)壓軸承和靜壓軸承。其次是提高與軸承相配合零件（箱體支承孔、主軸軸頸）的加工精度。高與軸承相配合零件（箱體支承孔、主軸軸頸）的加工精度。 n對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊 對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊以消除間隙，甚至產(chǎn)生微對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊以消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過(guò)盈，由于軸承內(nèi)外圈和滾動(dòng)體彈性變形的相互制約，既增加了軸承量過(guò)盈，由于軸承內(nèi)外圈和滾動(dòng)體彈性變形的相互制約，既增加了軸承剛度，又對(duì)軸承內(nèi)外圈滾道和滾動(dòng)體的誤差起均化作用，因而可提高主剛度，又對(duì)軸

17、承內(nèi)外圈滾道和滾動(dòng)體的誤差起均化作用，因而可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。軸的回轉(zhuǎn)精度。n使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上 直接保證工件在加工過(guò)程中的回直接保證工件在加工過(guò)程中的回轉(zhuǎn)精度而不依賴于主軸，是保證工件形狀精度的最簡(jiǎn)單而又有效的方法。轉(zhuǎn)精度而不依賴于主軸，是保證工件形狀精度的最簡(jiǎn)單而又有效的方法。 http:/ 傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。它是螺紋、齒鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。它是螺紋、齒輪、蝸輪以及其它按展成原理加工時(shí)，影響加工精度的主要輪、蝸輪以及其它按展成原理加工時(shí)，影響

18、加工精度的主要因素。例如在滾齒機(jī)上用單頭滾刀加工直齒輪時(shí)，要求滾刀因素。例如在滾齒機(jī)上用單頭滾刀加工直齒輪時(shí)，要求滾刀與工件之間具有嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一與工件之間具有嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。個(gè)齒。 http:/ 校正裝置的實(shí)質(zhì)是在原傳動(dòng)鏈中人為地加校正裝置的實(shí)質(zhì)是在原傳動(dòng)鏈中人為地加入一誤差，其大小與傳動(dòng)鏈本身的誤差相等而方向相反，從入一誤差，其大小與傳動(dòng)鏈本身的誤差相等而方向相反，從而使之相互抵消。而使之相互抵消。http:/ 夾具的誤差?yuàn)A具的誤差n夾具的誤差主要是指定位誤差以及夾具上各元件或裝置的夾具的誤差主要是指定位誤差以及夾具上各元件或裝置的制造誤

19、差、調(diào)整誤差、安裝誤差及磨損。夾具的誤差將直制造誤差、調(diào)整誤差、安裝誤差及磨損。夾具的誤差將直接影響工件加工表面的位置精度或尺寸精度。夾具的誤差接影響工件加工表面的位置精度或尺寸精度。夾具的誤差在第在第5章重點(diǎn)討論。章重點(diǎn)討論。n刀具的制造誤差與磨損刀具的制造誤差與磨損n刀具誤差對(duì)加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類不同而異。刀具誤差對(duì)加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類不同而異。n1)采用定尺寸刀具采用定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、浮動(dòng)鏜刀如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、浮動(dòng)鏜刀及圓拉刀等及圓拉刀等)加工時(shí)，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺加工時(shí)，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。寸精度。http:/

20、基本概念基本概念n4.3.2 工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算n4.3.3 工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響n4.3.4 減小工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響的措施減小工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響的措施http:/ 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差http:/ 在車床兩頂尖間加工一短而粗的工件，同時(shí)車刀懸伸長(zhǎng)在車床兩頂尖間加工一短而粗的工件，同時(shí)車刀懸伸長(zhǎng)度很短，即工件和刀具的剛度好，忽略其受力變形來(lái)討論機(jī)床的變形。度很短，即工件和刀具的剛度好，忽略其受力變形來(lái)討論機(jī)床的變形。假定工件的加工余量很均勻，車刀進(jìn)給過(guò)程中切削力保持不變。假定工件的加工余量很均勻，車

21、刀進(jìn)給過(guò)程中切削力保持不變。 n設(shè)當(dāng)車刀處于圖設(shè)當(dāng)車刀處于圖4.9所示的所示的x位置時(shí)，車床前頂尖受作用力位置時(shí)，車床前頂尖受作用力FA，其變形，其變形ytj= ；尾座頂尖受力；尾座頂尖受力FB，其變形，其變形ywz= ；刀架受力；刀架受力Fy，其變形，其變形ydj 。這時(shí)工件軸心線。這時(shí)工件軸心線AB位移到位移到AB，因而刀具切削點(diǎn)，因而刀具切削點(diǎn)C處工件軸線的處工件軸線的位移位移yx為為 http:/ 工藝系統(tǒng)變形隨切削力位置變化而變化http:/ 若在兩頂尖間車削剛性很差的細(xì)長(zhǎng)軸，則工藝系統(tǒng)中的若在兩頂尖間車削剛性很差的細(xì)長(zhǎng)軸，則工藝系統(tǒng)中的工件變形必須考慮。假設(shè)此時(shí)不考慮機(jī)床和刀具的變

22、形，即可由材料力工件變形必須考慮。假設(shè)此時(shí)不考慮機(jī)床和刀具的變形，即可由材料力學(xué)公式計(jì)算工件在切削點(diǎn)的變形量：學(xué)公式計(jì)算工件在切削點(diǎn)的變形量：n3）工藝系統(tǒng)的總變形）工藝系統(tǒng)的總變形 當(dāng)同時(shí)考慮機(jī)床和工件的變形時(shí)，工藝系統(tǒng)的總當(dāng)同時(shí)考慮機(jī)床和工件的變形時(shí)，工藝系統(tǒng)的總變形為二者的疊加變形為二者的疊加(對(duì)于本例，車刀的變形可以忽略對(duì)于本例，車刀的變形可以忽略)：n工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度http:/ (見圖見圖4.11)， 加工時(shí)，刀具調(diào)整好位加工時(shí)，刀具調(diào)整好位置置(圖中雙點(diǎn)劃線圓圖中雙點(diǎn)劃線圓)。在工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)中，背吃刀量發(fā)生變化，由最大。在工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)中，背吃刀量發(fā)生變化，由最大的的a

23、p1，到最小的，到最小的ap2。假設(shè)毛坯材料的硬度是均勻的，那么。假設(shè)毛坯材料的硬度是均勻的，那么ap1處的處的切削力切削力Fy1最大，相應(yīng)的變形最大，相應(yīng)的變形y1也最大；也最大；ap2處的切削力處的切削力Fy2最小，相最小，相應(yīng)的變形應(yīng)的變形y2也最小。由此可見，當(dāng)車削具有圓度誤差也最小。由此可見，當(dāng)車削具有圓度誤差map1-ap2的的毛坯時(shí)，由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使工件產(chǎn)生相應(yīng)的圓度誤差毛坯時(shí)，由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使工件產(chǎn)生相應(yīng)的圓度誤差gy1-y2，這種現(xiàn)象叫做，這種現(xiàn)象叫做“誤差復(fù)映誤差復(fù)映”。 http:/ 車削時(shí)的誤差復(fù)映n1-毛坯外形毛坯外形 2-工件外形工件外形

24、http:/ 在設(shè)計(jì)工藝裝備時(shí)，應(yīng)盡量減少連接在設(shè)計(jì)工藝裝備時(shí)，應(yīng)盡量減少連接面數(shù)目，并注意剛度的匹配，防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)。面數(shù)目，并注意剛度的匹配，防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件、支承件時(shí)，應(yīng)合理選擇零件結(jié)構(gòu)和截面形在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件、支承件時(shí)，應(yīng)合理選擇零件結(jié)構(gòu)和截面形狀。一般地說(shuō)，截面積相等時(shí)，空心截形比實(shí)心截形的剛狀。一般地說(shuō)，截面積相等時(shí)，空心截形比實(shí)心截形的剛度高，封閉的截形又比開口的截形好。在適當(dāng)部位增添加度高，封閉的截形又比開口的截形好。在適當(dāng)部位增添加強(qiáng)肋也有良好的效果。強(qiáng)肋也有良好的效果。n2）提高連接表面的接觸剛度）提高連接表面的接觸剛度 接觸剛度是指互相接觸的表

25、接觸剛度是指互相接觸的表面，受力后抵抗其變形的能力。由于部件的接觸剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)面，受力后抵抗其變形的能力。由于部件的接觸剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)體的剛度，所以提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度低于實(shí)體的剛度，所以提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。的關(guān)鍵。http:/ 如加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，若改為如加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，若改為反向進(jìn)給反向進(jìn)給(從主軸箱向尾座方向進(jìn)給從主軸箱向尾座方向進(jìn)給)，使工件從原來(lái)的軸向，使工件從原來(lái)的軸向受壓變?yōu)檩S向受拉，也可提高工件剛度。受壓變?yōu)檩S向受拉，也可提高工件剛度。n此外，增加輔助支承也是提高工件剛度的常用方法。例如加此外，增加輔助支承也是提高工件剛度的常用方法。例如加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)采用中心架

26、或跟刀架就是一個(gè)很典型的實(shí)例。工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)采用中心架或跟刀架就是一個(gè)很典型的實(shí)例。http:/ 和切削用量和切削用量(如適當(dāng)減少進(jìn)給如適當(dāng)減少進(jìn)給量和背吃刀量量和背吃刀量)以減小切削力以減小切削力(特別是特別是Fy)，就可以減少受力，就可以減少受力變形。將毛坯分組，使一次調(diào)整中加工的毛坯余量比較均勻，變形。將毛坯分組，使一次調(diào)整中加工的毛坯余量比較均勻，就能減小切削力的變化，減小復(fù)映誤差。就能減小切削力的變化，減小復(fù)映誤差。http:/ http:/ 鑄件殘余應(yīng)力的形成及變形http:/ n切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力n切削過(guò)程中產(chǎn)生的力和熱，也會(huì)使被加工工件的表面層產(chǎn)生切削過(guò)程

27、中產(chǎn)生的力和熱，也會(huì)使被加工工件的表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力。http:/ 冷校直引起的殘余應(yīng)力na)冷校直方法冷校直方法 b)加載時(shí)的應(yīng)力分布加載時(shí)的應(yīng)力分布 c)卸載后的殘余庳力分布卸載后的殘余庳力分布http:/ 例如對(duì)鑄、鍛、焊接件進(jìn)行退火或回例如對(duì)鑄、鍛、焊接件進(jìn)行退火或回火；對(duì)精度要求高的零件如床身、絲杠、箱體、精密主軸等在粗加工后火；對(duì)精度要求高的零件如床身、絲杠、箱體、精密主軸等在粗加工后進(jìn)行時(shí)效處理等，以消除內(nèi)應(yīng)力。進(jìn)行時(shí)效處理等，以消除內(nèi)應(yīng)力。n2）合理安排工藝過(guò)程）合理安排工藝過(guò)程 例如粗精加工分開在不同工序中進(jìn)行，使粗加工例如粗精加工分開在不同工序中進(jìn)行，使粗加工后有

28、一定時(shí)間讓殘余應(yīng)力重新分布，以減少變形對(duì)精加工的影響。在加后有一定時(shí)間讓殘余應(yīng)力重新分布，以減少變形對(duì)精加工的影響。在加工大型工件時(shí)，粗精加工往往在一個(gè)工序中完成，這時(shí)應(yīng)在粗加工后松工大型工件時(shí)，粗精加工往往在一個(gè)工序中完成，這時(shí)應(yīng)在粗加工后松開工件，讓工件有自由變形的可能，然后再用較小的夾緊力夾緊工件后開工件，讓工件有自由變形的可能，然后再用較小的夾緊力夾緊工件后進(jìn)行精加工。對(duì)于精密零件進(jìn)行精加工。對(duì)于精密零件(如精密絲杠如精密絲杠)，在加工過(guò)程中不允許采用冷，在加工過(guò)程中不允許采用冷校直校直(可用加大余量的方法可用加大余量的方法)。n3）改善零件結(jié)構(gòu)，提高零件的剛性，使壁厚均勻等均可減少殘

29、余應(yīng)力）改善零件結(jié)構(gòu)，提高零件的剛性，使壁厚均勻等均可減少殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。的產(chǎn)生。http:/ 表面質(zhì)量的概念表面質(zhì)量的概念n4.4.2 加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器零件使用性能的影響加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器零件使用性能的影響n4.4.3 影響加工表面粗糙度的工藝因素影響加工表面粗糙度的工藝因素http:/ 表面粗糙度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，其波長(zhǎng)與表面粗糙度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，其波長(zhǎng)與波高比值一般小于波高比值一般小于50。n2）波度）波度 加工表面不平度中波長(zhǎng)與波高的比值等于加工表面不平度中波長(zhǎng)與波高的比值等于501000的幾何形的幾何形狀誤差稱為波度，它是由機(jī)械加工中的振動(dòng)引起的。當(dāng)波長(zhǎng)與

30、波高比值狀誤差稱為波度，它是由機(jī)械加工中的振動(dòng)引起的。當(dāng)波長(zhǎng)與波高比值大于大于1000時(shí)，稱為宏觀幾何形狀誤差。例如：圓度誤差，圓柱度誤差時(shí)，稱為宏觀幾何形狀誤差。例如：圓度誤差，圓柱度誤差等，它們屬于加工精度范疇。等，它們屬于加工精度范疇。n3）紋理方向）紋理方向 紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成過(guò)程中紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成過(guò)程中所采用的機(jī)械加工方法。圖所采用的機(jī)械加工方法。圖4.15給出了各種紋理方向及其符號(hào)標(biāo)注。給出了各種紋理方向及其符號(hào)標(biāo)注。n4）傷痕）傷痕 傷痕是在加工表面上一些個(gè)別位置上出現(xiàn)的缺陷，例如砂眼、傷痕是在加工表面上一些個(gè)別位置上出現(xiàn)的缺

31、陷，例如砂眼、氣孔、裂痕等。氣孔、裂痕等。http:/ 加工表面的幾何形狀誤差http:/ 加工紋理方向及其符號(hào)標(biāo)注http:/ 表面層金屬硬度的變化用硬化程度和深度兩表面層金屬硬度的變化用硬化程度和深度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。在機(jī)械加工過(guò)程中，工件表面層金屬都會(huì)有一定程度的個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。在機(jī)械加工過(guò)程中，工件表面層金屬都會(huì)有一定程度的冷作硬化，使表面層金屬的顯微硬度有所提高。一般情況下，硬化層的冷作硬化，使表面層金屬的顯微硬度有所提高。一般情況下，硬化層的深度可達(dá)深度可達(dá)0.050.30mm；若采用滾壓加工，硬化層的深度可達(dá)幾個(gè)毫；若采用滾壓加工，硬化層的深度可達(dá)幾個(gè)毫米。米。n2）表面層金屬的金相

32、組織）表面層金屬的金相組織 機(jī)械加工過(guò)程中，由于切削熱的作用會(huì)引起機(jī)械加工過(guò)程中，由于切削熱的作用會(huì)引起表面層金屬的金相組織發(fā)生變化。在磨削淬火鋼時(shí)，由于磨削熱的影響表面層金屬的金相組織發(fā)生變化。在磨削淬火鋼時(shí)，由于磨削熱的影響會(huì)引起淬火鋼中的馬氏體的分解，或出現(xiàn)回火組織等等。會(huì)引起淬火鋼中的馬氏體的分解，或出現(xiàn)回火組織等等。n3）表面層金屬的殘余應(yīng)力）表面層金屬的殘余應(yīng)力 由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金屬晶格會(huì)發(fā)生不同程度的塑性變形或產(chǎn)生金相組織的變化，使表層金屬屬晶格會(huì)發(fā)生不同程度的塑性變形或產(chǎn)生金相組織的變化，使表層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力。產(chǎn)生殘余

33、應(yīng)力。http:/ 由于零件表面存在微觀不由于零件表面存在微觀不平度，當(dāng)兩個(gè)零件表面相互接觸時(shí)，實(shí)際上有效接觸面積只平度，當(dāng)兩個(gè)零件表面相互接觸時(shí)，實(shí)際上有效接觸面積只是名義接觸面積的一小部分，表面越粗糙，有效接觸面積就是名義接觸面積的一小部分，表面越粗糙，有效接觸面積就越小。在兩個(gè)零件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，開始階段由于接觸面小，越小。在兩個(gè)零件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，開始階段由于接觸面小，壓強(qiáng)大，在接觸點(diǎn)的凸峰處會(huì)產(chǎn)生彈性變形、塑性變形及剪壓強(qiáng)大，在接觸點(diǎn)的凸峰處會(huì)產(chǎn)生彈性變形、塑性變形及剪切等現(xiàn)象，這樣凸峰很快就會(huì)被磨掉。切等現(xiàn)象，這樣凸峰很快就會(huì)被磨掉。 http:/ 表面紋理的形狀及刀紋方向?qū)δ湍バ砸灿?/p>

34、表面紋理的形狀及刀紋方向?qū)δ湍バ砸灿幸欢ㄓ绊?，其原因在于紋理形狀及刀紋方向?qū)⒂绊懹行Ы佑|面積與潤(rùn)滑一定影響，其原因在于紋理形狀及刀紋方向?qū)⒂绊懹行Ы佑|面積與潤(rùn)滑液的存留。一般來(lái)說(shuō)，圓弧狀、凹坑狀表面紋理的耐磨性好；尖峰狀的液的存留。一般來(lái)說(shuō)，圓弧狀、凹坑狀表面紋理的耐磨性好；尖峰狀的表面紋理由于摩擦副接觸面壓強(qiáng)大，耐磨性較差。在運(yùn)動(dòng)副中，兩相對(duì)表面紋理由于摩擦副接觸面壓強(qiáng)大，耐磨性較差。在運(yùn)動(dòng)副中，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件表面的刀紋方向均與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，耐磨性較好；兩者的刀運(yùn)動(dòng)零件表面的刀紋方向均與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，耐磨性較好；兩者的刀紋方向均與運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，耐磨性最差；其余情況居于上述兩種狀態(tài)紋方向

35、均與運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，耐磨性最差；其余情況居于上述兩種狀態(tài)之間。之間。n3）冷作硬化對(duì)耐磨性的影響）冷作硬化對(duì)耐磨性的影響 加工表面的冷作硬化加工表面的冷作硬化,是指加工后，零件是指加工后，零件表面的強(qiáng)度和硬度都有提高的現(xiàn)象。它一般都能使耐磨性有所提高。其表面的強(qiáng)度和硬度都有提高的現(xiàn)象。它一般都能使耐磨性有所提高。其主要原因是：冷作硬化使表面層金屬的顯微硬度提高主要原因是：冷作硬化使表面層金屬的顯微硬度提高,塑性降低，減少了塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈塑性變形，故可減少磨損。摩擦副接觸部分的彈塑性變形，故可減少磨損。http:/ 表面粗糙度對(duì)承受交變載荷零件的疲表面粗糙度對(duì)承受交變載荷零件

36、的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抵抗疲勞破壞的能力越差。其抵抗疲勞破壞的能力越差。n2）表面層金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐疲勞性的影響）表面層金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐疲勞性的影響 表面層金屬的冷作硬表面層金屬的冷作硬化能夠阻止疲勞裂紋的生長(zhǎng)，可提高零件的耐疲

37、勞強(qiáng)度。在實(shí)際加工中，化能夠阻止疲勞裂紋的生長(zhǎng)，可提高零件的耐疲勞強(qiáng)度。在實(shí)際加工中，加工表面在發(fā)生冷作硬化的同時(shí)，必然伴隨產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力有加工表面在發(fā)生冷作硬化的同時(shí)，必然伴隨產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分，拉伸殘余應(yīng)力將使耐疲勞強(qiáng)度下降，而壓縮殘余拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分，拉伸殘余應(yīng)力將使耐疲勞強(qiáng)度下降，而壓縮殘余應(yīng)力則可使耐疲勞強(qiáng)度提高。應(yīng)力則可使耐疲勞強(qiáng)度提高。http:/ 零件的耐蝕性在很大程度零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。大氣里所含氣體和液體與金屬表面接上取決于表面粗糙度。大氣里所含氣體和液體與金屬表面接觸時(shí)，會(huì)凝聚在金屬表面上而使金屬腐蝕。表面粗糙度值越

38、觸時(shí)，會(huì)凝聚在金屬表面上而使金屬腐蝕。表面粗糙度值越大，加工表面與氣體、液體接觸的面積越大，腐蝕物質(zhì)越容大，加工表面與氣體、液體接觸的面積越大，腐蝕物質(zhì)越容易沉積于凹坑中，耐蝕性能就越差。易沉積于凹坑中，耐蝕性能就越差。n2）表面層力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐蝕性的影響）表面層力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐蝕性的影響 當(dāng)零件表面層有當(dāng)零件表面層有殘余壓應(yīng)力時(shí)，能夠阻止表面裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于提殘余壓應(yīng)力時(shí)，能夠阻止表面裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于提高零件表面抵抗腐蝕的能力。高零件表面抵抗腐蝕的能力。http:/ http:/ 車削、刨削時(shí)殘留面積的高度http:/ 基本概念基本概念n4.5.2 機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)機(jī)械

39、加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)n4.5.3 機(jī)械加工中的自激振動(dòng)機(jī)械加工中的自激振動(dòng)n4.5.4 機(jī)械加工振動(dòng)的控制機(jī)械加工振動(dòng)的控制http:/ n在機(jī)械加工中產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與干擾力的頻率在機(jī)械加工中產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與干擾力的頻率相同，或是干擾力頻率的整數(shù)倍。此種頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系是診斷相同，或是干擾力頻率的整數(shù)倍。此種頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系是診斷機(jī)械加工中所產(chǎn)生的振動(dòng)是否為強(qiáng)迫振動(dòng)的主要依據(jù)，并可機(jī)械加工中所產(chǎn)生的振動(dòng)是否為強(qiáng)迫振動(dòng)的主要依據(jù)，并可利用上述頻率特征去分析、查找強(qiáng)迫振動(dòng)的振源。利用上述頻率特征去分析、查找強(qiáng)迫振動(dòng)的振源。n強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值既與干擾力的幅值有關(guān)，又與工藝系統(tǒng)的動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)的

40、幅值既與干擾力的幅值有關(guān)，又與工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，在干擾力源頻率不變的情況下，干態(tài)特性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，在干擾力源頻率不變的情況下，干擾力的幅值越大，強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值將隨之增大。工藝系統(tǒng)的擾力的幅值越大，強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值將隨之增大。工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值影響極大。動(dòng)態(tài)特性對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值影響極大。 http:/ n與強(qiáng)迫振動(dòng)相比，自激振動(dòng)具有以下特征；機(jī)械加工中的自與強(qiáng)迫振動(dòng)相比，自激振動(dòng)具有以下特征；機(jī)械加工中的自激振動(dòng)是在沒(méi)有外力激振動(dòng)是在沒(méi)有外力(相對(duì)于切削過(guò)程而言相對(duì)于切削過(guò)程而言)干擾下所產(chǎn)生的干擾下所產(chǎn)生的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這與強(qiáng)迫振動(dòng)有本質(zhì)的區(qū)別；自激振動(dòng)的頻率接振動(dòng)

41、運(yùn)動(dòng)，這與強(qiáng)迫振動(dòng)有本質(zhì)的區(qū)別；自激振動(dòng)的頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率，這就是說(shuō)顫振頻率取決于振動(dòng)系統(tǒng)的近于系統(tǒng)的固有頻率，這就是說(shuō)顫振頻率取決于振動(dòng)系統(tǒng)的固有特性。這與自由振動(dòng)相似固有特性。這與自由振動(dòng)相似(但不相同但不相同)，而與強(qiáng)迫振動(dòng)根，而與強(qiáng)迫振動(dòng)根本不同。自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動(dòng)卻不本不同。自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動(dòng)卻不因有阻尼存在而衰減。因有阻尼存在而衰減。http:/ 高速旋轉(zhuǎn)零件必須進(jìn)行平衡，高速旋轉(zhuǎn)零件必須進(jìn)行平衡，例如磨床的砂輪、車床的卡盤及高速旋轉(zhuǎn)的齒輪等。盡量減例如磨床的砂輪、車床的卡盤及高速旋轉(zhuǎn)的齒輪等。盡量減小傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷，設(shè)法提高帶傳

42、動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及小傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷，設(shè)法提高帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及其它傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性。對(duì)于高精度機(jī)床，應(yīng)盡量少用或不其它傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性。對(duì)于高精度機(jī)床，應(yīng)盡量少用或不用齒輪、平帶等可能成為振源的傳動(dòng)元件，并使動(dòng)力源用齒輪、平帶等可能成為振源的傳動(dòng)元件，并使動(dòng)力源(尤尤其是液壓系統(tǒng)其是液壓系統(tǒng))與機(jī)床本體分離，放在分開的兩個(gè)地基基礎(chǔ)與機(jī)床本體分離，放在分開的兩個(gè)地基基礎(chǔ)上。對(duì)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，應(yīng)采用較平穩(wěn)的換向機(jī)構(gòu)。在條件上。對(duì)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，應(yīng)采用較平穩(wěn)的換向機(jī)構(gòu)。在條件允許的情況下，適當(dāng)降低換向速度及減小往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量，允許的情況下，適當(dāng)降低換向速度及減小往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量，以減小

43、慣性力。以減小慣性力。http:/ 在選擇轉(zhuǎn)速時(shí)，使可能引起強(qiáng)迫在選擇轉(zhuǎn)速時(shí)，使可能引起強(qiáng)迫振動(dòng)的振源頻率振動(dòng)的振源頻率f，遠(yuǎn)離機(jī)床加工系統(tǒng)薄弱模態(tài)的固有頻率，遠(yuǎn)離機(jī)床加工系統(tǒng)薄弱模態(tài)的固有頻率fn，一般應(yīng)滿足，一般應(yīng)滿足n n采取隔振措施。隔振有兩種方式，一種是主動(dòng)隔振，是為了采取隔振措施。隔振有兩種方式，一種是主動(dòng)隔振，是為了阻止機(jī)床振源通過(guò)地基外傳；另一種是被動(dòng)隔振，是阻止機(jī)阻止機(jī)床振源通過(guò)地基外傳；另一種是被動(dòng)隔振，是阻止機(jī)外干擾力通過(guò)地基傳給機(jī)床。常用的隔振材料有橡皮、金屬外干擾力通過(guò)地基傳給機(jī)床。常用的隔振材料有橡皮、金屬?gòu)椈伞⒖諝鈴椈?、泡沫乳膠、軟木、礦渣棉、木屑等。中小彈簧、空

44、氣彈簧、泡沫乳膠、軟木、礦渣棉、木屑等。中小型機(jī)床多用橡皮襯墊。型機(jī)床多用橡皮襯墊。 http:/ 重疊系數(shù)重疊系數(shù)直接影響再生效應(yīng)的大小。重疊系統(tǒng)直接影響再生效應(yīng)的大小。重疊系統(tǒng)的的數(shù)值取決于加工方式、刀具的幾何形狀及切削用量等，增大刀具的主偏數(shù)值取決于加工方式、刀具的幾何形狀及切削用量等，增大刀具的主偏角角Kr、增大進(jìn)給量、增大進(jìn)給量f，均可使重疊系數(shù)，均可使重疊系數(shù)減小。在外圓切削時(shí)，采用減小。在外圓切削時(shí)，采用Kr90的車刀，可有明顯的減振作用。的車刀，可有明顯的減振作用。n3）增加切削阻尼）增加切削阻尼 適當(dāng)減小刀具后角，可以加大工件和刀具后刀面之間適當(dāng)減小刀具后角，可以加大工件和刀

45、具后刀面之間的摩擦阻尼，對(duì)提高切削穩(wěn)定性有利。但刀具后角過(guò)小會(huì)引起摩擦顫振，的摩擦阻尼，對(duì)提高切削穩(wěn)定性有利。但刀具后角過(guò)小會(huì)引起摩擦顫振，一般后角取一般后角取23為宜，必要時(shí)還可在后刀面上磨出帶有負(fù)后角的消為宜，必要時(shí)還可在后刀面上磨出帶有負(fù)后角的消振棱。但是，如果加工系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦型顫振，則必須設(shè)法減小摩擦阻尼，振棱。但是，如果加工系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦型顫振，則必須設(shè)法減小摩擦阻尼，并適當(dāng)改變轉(zhuǎn)速，使切削速度并適當(dāng)改變轉(zhuǎn)速，使切削速度v處于處于F一一v曲線的下降特性區(qū)之外。曲線的下降特性區(qū)之外。http:/ 再生型顫振是切削顫振的主要形態(tài)，變速切再生型顫振是切削顫振的主要形態(tài)，變速切削對(duì)于再生型顫振

46、具有顯著的抑制作用。所謂變速切削就是人為地以各削對(duì)于再生型顫振具有顯著的抑制作用。所謂變速切削就是人為地以各種方式連續(xù)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速所進(jìn)行的一種切削方式。在變速切削中，種方式連續(xù)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速所進(jìn)行的一種切削方式。在變速切削中，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速將以一定的變速幅度、一定的變速頻率、一定的變速波形機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速將以一定的變速幅度、一定的變速頻率、一定的變速波形圍繞某一基本轉(zhuǎn)速作周期變化。圍繞某一基本轉(zhuǎn)速作周期變化。n改善工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，提高工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性改善工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，提高工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性n1）提高工藝系統(tǒng)剛度。提高工藝系統(tǒng)的剛度，可以有效地改善工藝系）提高工藝系統(tǒng)剛度。提高工藝系統(tǒng)的

47、剛度，可以有效地改善工藝系統(tǒng)的抗振性和穩(wěn)定性。統(tǒng)的抗振性和穩(wěn)定性。n在增強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度的同時(shí)，應(yīng)盡量減小構(gòu)件自身的質(zhì)量。應(yīng)把在增強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度的同時(shí)，應(yīng)盡量減小構(gòu)件自身的質(zhì)量。應(yīng)把“以最以最輕的質(zhì)量獲得最大的剛度輕的質(zhì)量獲得最大的剛度”作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則。http:/ 在零件上灌注阻尼材料和壓入阻尼環(huán)http:/ 基本概念基本概念n4.6.2 工件熱變形對(duì)加工精度的影響工件熱變形對(duì)加工精度的影響n4.6.3 刀具熱變形對(duì)加工精度的影響刀具熱變形對(duì)加工精度的影響n4.6.4 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響n4.6.5 減少工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)

48、加工精度影響的措施減少工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度影響的措施http:/ n工藝系統(tǒng)中的摩擦熱，主要是機(jī)床和液壓系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)工藝系統(tǒng)中的摩擦熱，主要是機(jī)床和液壓系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的，如電動(dòng)機(jī)、軸承、齒輪、絲杠副、導(dǎo)軌副、離合器、生的，如電動(dòng)機(jī)、軸承、齒輪、絲杠副、導(dǎo)軌副、離合器、液壓泵、閥等各運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生的摩擦熱。液壓泵、閥等各運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生的摩擦熱。 http:/ http:/ 車刀熱變形http:/ 在變速箱中，將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等對(duì)稱布置，在變速箱中，將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等對(duì)稱布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減小?？墒瓜浔跍厣鶆颍潴w變形減小。n2）合理選擇機(jī)床零部件的裝配基準(zhǔn)）合理選

49、擇機(jī)床零部件的裝配基準(zhǔn)http:/ 加工誤差的性質(zhì)加工誤差的性質(zhì)n4.7.2 分布圖分析法分布圖分析法n4.7.3 點(diǎn)圖分析法點(diǎn)圖分析法n4.7.4 保證和提高加工精度的途徑保證和提高加工精度的途徑http:/ 概率論已經(jīng)證明，相互獨(dú)立的大量微小隨機(jī)變概率論已經(jīng)證明，相互獨(dú)立的大量微小隨機(jī)變量，其總和的分布是符合正態(tài)分布的。在機(jī)械加工中，用調(diào)量，其總和的分布是符合正態(tài)分布的。在機(jī)械加工中，用調(diào)整法加工一批零件，其尺寸誤差是由很多相互獨(dú)立的隨機(jī)誤整法加工一批零件，其尺寸誤差是由很多相互獨(dú)立的隨機(jī)誤差綜合作用的結(jié)果，如果其中沒(méi)有一個(gè)是起決定作用的隨機(jī)差綜合作用的結(jié)果，如果其中沒(méi)有一個(gè)是起決定作用的

50、隨機(jī)誤差，則加工后零件的尺寸將近似于正態(tài)分布。誤差，則加工后零件的尺寸將近似于正態(tài)分布。n正態(tài)分布曲線的形狀如圖正態(tài)分布曲線的形狀如圖4.20所示。所示。 n2）非正態(tài)分布）非正態(tài)分布 工件的實(shí)際分布，有時(shí)并不近似于正態(tài)分布。工件的實(shí)際分布，有時(shí)并不近似于正態(tài)分布。 http:/ 正態(tài)分布曲線http:/ 如前所述，若加工過(guò)程中沒(méi)有變值系統(tǒng)誤差，那么如前所述，若加工過(guò)程中沒(méi)有變值系統(tǒng)誤差，那么其尺寸分布應(yīng)服從正態(tài)分布，這是判別加工誤差性質(zhì)的基本方法。其尺寸分布應(yīng)服從正態(tài)分布，這是判別加工誤差性質(zhì)的基本方法。n2）確定工序能力及其等級(jí)）確定工序能力及其等級(jí) 所謂工序能力是指工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加

51、工所謂工序能力是指工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加工誤差正常波動(dòng)的幅度。當(dāng)加工尺寸服從正態(tài)分布時(shí)，其尺寸分散范圍是誤差正常波動(dòng)的幅度。當(dāng)加工尺寸服從正態(tài)分布時(shí)，其尺寸分散范圍是6，所以工序能力就是所以工序能力就是6。n3）估算合格品率或不合格品率）估算合格品率或不合格品率 不合格品率包括廢品率和可返修的不合格不合格品率包括廢品率和可返修的不合格品率。品率。n分布圖分析法的缺點(diǎn)在于：分布圖分析法的缺點(diǎn)在于：沒(méi)有考慮一批工件加工的先后順序，故不能反沒(méi)有考慮一批工件加工的先后順序，故不能反映誤差變化的趨勢(shì)，難以區(qū)別變值系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的影響；必須等到映誤差變化的趨勢(shì)，難以區(qū)別變值系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的影響；必

52、須等到一批工件加工完畢后才能繪制分布圖，因此不能在加工過(guò)程中及時(shí)提供控一批工件加工完畢后才能繪制分布圖，因此不能在加工過(guò)程中及時(shí)提供控制精度的信息。采用下面介紹的點(diǎn)圖分析法，可以彌補(bǔ)上述不足。制精度的信息。采用下面介紹的點(diǎn)圖分析法，可以彌補(bǔ)上述不足。http:/ 單值點(diǎn)圖http:/ R圖圖n1）樣組點(diǎn)圖的基本形式及繪制）樣組點(diǎn)圖的基本形式及繪制 為了能直接反映出加工過(guò)為了能直接反映出加工過(guò)程中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差隨加工時(shí)間的變化趨勢(shì)，實(shí)際生產(chǎn)程中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差隨加工時(shí)間的變化趨勢(shì)，實(shí)際生產(chǎn)中常用樣組點(diǎn)圖來(lái)代替單值點(diǎn)圖。樣組點(diǎn)圖的種類很多，目中常用樣組點(diǎn)圖來(lái)代替單值點(diǎn)圖。樣組點(diǎn)圖的種類很多，

53、目前使用得最廣泛的是前使用得最廣泛的是 一一R圖。圖。 一一R圖是平均值圖是平均值 控制圖控制圖和極差和極差R控制圖聯(lián)合使用時(shí)的統(tǒng)稱。前者控制工藝過(guò)程質(zhì)量控制圖聯(lián)合使用時(shí)的統(tǒng)稱。前者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分布中心，后者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分散程度。指標(biāo)的分布中心，后者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分散程度。n2） 一一R圖上、下控制線的確定圖上、下控制線的確定 任何一批工件的加工尺寸任何一批工件的加工尺寸都有波動(dòng)性，因此各小樣本的平均值都有波動(dòng)性，因此各小樣本的平均值 和極差和極差R也都有波動(dòng)也都有波動(dòng)性。要判別波動(dòng)是否屬于正常，就需要分析性。要判別波動(dòng)是否屬于正常，就需要分析 和和R的分布規(guī)的分布

54、規(guī)律，在此基礎(chǔ)上也就可以確定律，在此基礎(chǔ)上也就可以確定 一一R圖上上、下控制線的位圖上上、下控制線的位置。置。http:/ 機(jī)床調(diào)整尺寸計(jì)算http:/ 指減少原始誤差或減少原始誤差的影響，亦即減少誤差源指減少原始誤差或減少原始誤差的影響，亦即減少誤差源或改變誤差源至加工誤差之間酌數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系。實(shí)踐與分析表明，當(dāng)加或改變誤差源至加工誤差之間酌數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系。實(shí)踐與分析表明，當(dāng)加工精度要求高于某一程度后，利用誤差預(yù)防技術(shù)來(lái)提高加工精度所花費(fèi)工精度要求高于某一程度后，利用誤差預(yù)防技術(shù)來(lái)提高加工精度所花費(fèi)的成本將按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。的成本將按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。n2)誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償 誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償 通過(guò)分析

55、、測(cè)量現(xiàn)有誤差，人為地在系統(tǒng)中引入通過(guò)分析、測(cè)量現(xiàn)有誤差，人為地在系統(tǒng)中引入一個(gè)附加的誤差源，使之與系統(tǒng)中現(xiàn)有的誤差相抵消，以減少或消除零一個(gè)附加的誤差源，使之與系統(tǒng)中現(xiàn)有的誤差相抵消，以減少或消除零件的加工誤差。在現(xiàn)有工藝條件下，誤差補(bǔ)償技術(shù)是件的加工誤差。在現(xiàn)有工藝條件下，誤差補(bǔ)償技術(shù)是種有效而經(jīng)濟(jì)的種有效而經(jīng)濟(jì)的方法，特別是借助計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可達(dá)到很好的效果。方法，特別是借助計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可達(dá)到很好的效果。http:/ n2）轉(zhuǎn)移原始誤差）轉(zhuǎn)移原始誤差n誤差轉(zhuǎn)移法是把影響加工精度的原始誤差轉(zhuǎn)移到不影響誤差轉(zhuǎn)移法是把影響加工精度的原始誤差轉(zhuǎn)移到不影響(或或影響小影響小)加工精度的方向或

56、其它零部件上去。加工精度的方向或其它零部件上去。 http:/ n4）均化原始誤差）均化原始誤差n加工過(guò)程中，機(jī)床、刀具加工過(guò)程中，機(jī)床、刀具(磨具磨具)等的誤差總是要傳遞給工件等的誤差總是要傳遞給工件的。機(jī)床、刀具的某些誤差的。機(jī)床、刀具的某些誤差(例如導(dǎo)軌的誤差、機(jī)床傳動(dòng)誤例如導(dǎo)軌的誤差、機(jī)床傳動(dòng)誤差等差等)只是根據(jù)局部地方的最大誤差值來(lái)判定的。只是根據(jù)局部地方的最大誤差值來(lái)判定的。 n5）就地加工法）就地加工法n在機(jī)械加工和裝配中，有些精度問(wèn)題牽涉到很多零部件的相在機(jī)械加工和裝配中，有些精度問(wèn)題牽涉到很多零部件的相互關(guān)系，如果單純依靠提高零部件的精度來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，互關(guān)系，如果單純依靠提高零部件的精度來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，有時(shí)不僅困難，甚至