第2章_機(jī)械加工質(zhì)量2017改

1、機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量第第2章章2.1機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度2.2機(jī)械加工的表面質(zhì)量機(jī)械加工的表面質(zhì)量第第2章機(jī)械加工質(zhì)量章機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)器零件的加工質(zhì)量決定了機(jī)器的：機(jī)器零件的加工質(zhì)量決定了機(jī)器的： 1. .性能性能 2. .質(zhì)量質(zhì)量 3. .壽命壽命機(jī)器產(chǎn)品加工質(zhì)量的內(nèi)容：機(jī)器產(chǎn)品加工質(zhì)量的內(nèi)容： 1. .加工精度加工精度宏觀的零件幾何參數(shù)宏觀的零件幾何參數(shù) 2. .加工表面質(zhì)量加工表面質(zhì)量零件表面層的物理機(jī)械性能零件表面層的物理機(jī)械性能 加工表面質(zhì)量粗糙度方面已獲得小于加工表面質(zhì)量粗糙度方面已獲得小于0.0005m0.0005m的粗糙度。的粗糙度。 加工質(zhì)量與設(shè)備、工藝方法、工藝措施

2、有關(guān)。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概述概述 1、機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度(簡稱加工精度簡稱加工精度)：是指零件在機(jī)械加工后是指零件在機(jī)械加工后的幾何參數(shù)的幾何參數(shù)(尺寸、幾何形狀和表面間相互位置尺寸、幾何形狀和表面間相互位置)的實(shí)際值和理的實(shí)際值和理論值相符合的程度。論值相符合的程度。 2、加工誤差：、加工誤差：實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)的差值實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)的差值2.1機(jī)械加工精度2.1.2影響加工精度的因素及其分析影響加工精度的因素及其分析 在機(jī)械加工中，零件的尺寸、幾何形狀和表面間相互位置的在機(jī)械加工中，零件的尺寸、幾何形狀和表面間相互位置的形成，取決于

3、形成，取決于工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過程中的相互位置關(guān)系工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過程中的相互位置關(guān)系，而，而工件和刀具又安裝在夾具和機(jī)床上。工件和刀具又安裝在夾具和機(jī)床上。 1）工藝系統(tǒng)：）工藝系統(tǒng)：機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的完整系統(tǒng)的完整系統(tǒng) 2）工藝系統(tǒng)中的誤差產(chǎn)生零件加工誤差的根源，稱為）工藝系統(tǒng)中的誤差產(chǎn)生零件加工誤差的根源，稱為原始原始誤差誤差2.1機(jī)械加工精度1.加工原理誤差加工原理誤差2.1機(jī)械加工精度 原理誤差：原理誤差：由于采用了由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)近似的加工運(yùn)動(dòng)或或 近似的刀具輪近似的刀具輪廓廓而產(chǎn)生的原始誤差。而產(chǎn)生的原始誤

4、差。例例: 滾刀用阿基米德蝸桿代替漸開線蝸桿滾刀用阿基米德蝸桿代替漸開線蝸桿 （近似的刀具輪廓）（近似的刀具輪廓）； 模數(shù)銑刀銑齒模數(shù)銑刀銑齒（近似的刀具輪廓）（近似的刀具輪廓）； 用公制絲桿車蝸桿或英制螺紋。用公制絲桿車蝸桿或英制螺紋。 （近似的加工運(yùn)動(dòng)）（近似的加工運(yùn)動(dòng)）2.1機(jī)械加工精度42311(ZZZZPPi機(jī)床絲桿螺距蝸桿）螺距工件例例1. 在公制車床上車模數(shù)為在公制車床上車模數(shù)為2mm蝸桿時(shí)，掛輪計(jì)算式為蝸桿時(shí)，掛輪計(jì)算式為 ： ，若若P=6mm，機(jī)床絲桿螺距）（蝸桿螺距）(14321PPzzzz,120,80,70,1104321ZZZZ求加工后蝸桿螺距求加工后蝸桿螺距誤差是多

5、少誤差是多少？P1=2P=6 i而而理論螺距理論螺距應(yīng)該為：應(yīng)該為： P=m=23.14159=6.2832mm所以螺距誤差為：所以螺距誤差為： p=P1P=6.28576.2832=0.0025mm解：解：42311(ZZZZPPi機(jī)床絲桿螺距蝸桿）螺距工件2857. 6620708011042311PZZZZiPP(1)機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差2.機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差與磨損機(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)床誤差來自機(jī)床本身各部件三方面：機(jī)床誤差來自機(jī)床本身各部件三方面： 制造；制造； 安裝；磨損。安裝；磨損。 對加工誤差影響大的機(jī)床誤差有三個(gè)部分：對加工誤差影響大

6、的機(jī)床誤差有三個(gè)部分： 1）主軸回轉(zhuǎn)誤差）主軸回轉(zhuǎn)誤差; 2）導(dǎo)軌誤差）導(dǎo)軌誤差; 3）傳動(dòng)鏈誤差。）傳動(dòng)鏈誤差。 1）主軸回轉(zhuǎn)誤差。）主軸回轉(zhuǎn)誤差。純徑向跳動(dòng)誤差純徑向跳動(dòng)誤差軸向竄動(dòng)誤差軸向竄動(dòng)誤差純角度擺動(dòng)誤差純角度擺動(dòng)誤差 車外圓時(shí)它使加工面產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差。車外圓時(shí)它使加工面產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差。主軸純徑向跳動(dòng)誤差對加精度的影響。主軸純徑向跳動(dòng)誤差對加精度的影響。 產(chǎn)生的主要原因：產(chǎn)生的主要原因：主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承工作表面的主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承工作表面的圓度誤差等。圓度誤差等。 a. 切削力切削力F的作用方向不變（見圖的作用方向不變（見圖2-5 車外圓的情形車外

7、圓的情形) RRR1R33241理論位置理論位置實(shí)際位置實(shí)際位置Roo b.切削力切削力F的作用方向變化（見圖的作用方向變化（見圖2-4鏜床鏜孔鏜床鏜孔) 在切削力在切削力F的作用下，的作用下，主軸總是以其支承軸頸某主軸總是以其支承軸頸某一固定部位與軸承內(nèi)表面一固定部位與軸承內(nèi)表面的不同部位接觸，因此，的不同部位接觸，因此，軸承內(nèi)表面的圓度誤差將軸承內(nèi)表面的圓度誤差將直接反映為主軸徑向圓跳直接反映為主軸徑向圓跳動(dòng)動(dòng)d，而主軸支承軸頸的，而主軸支承軸頸的圓度誤差則影響不大。圓度誤差則影響不大。 主軸軸向竄動(dòng)誤差對加工精度的影響主軸軸向竄動(dòng)誤差對加工精度的影響 主軸的純軸向竄動(dòng)對主軸的純軸向竄動(dòng)對

8、內(nèi)、外圓加工沒有影響內(nèi)、外圓加工沒有影響，但所加工的，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)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)的半周中形成右螺旋面，向后竄動(dòng)的半周中形一次，向前竄動(dòng)的半周中形成右螺旋面，向后竄動(dòng)的半周中形成左螺旋面，最后切出如同端面凸輪一樣的形狀，并在端面中成左螺旋面，最后切出如同端面凸輪一樣的形狀，并在端面中心附近出現(xiàn)一個(gè)凸臺。心附近出現(xiàn)一個(gè)凸臺。當(dāng)加工螺紋時(shí)，則會產(chǎn)生單個(gè)螺距內(nèi)的當(dāng)加工螺紋時(shí)，則會產(chǎn)生單個(gè)螺距內(nèi)的周期誤差。周期誤差。 純角度擺動(dòng)誤差對加工精度的影響。純角度擺動(dòng)誤差對加工精度的影響。 主軸的純角度擺動(dòng)

9、也因加工方法而異。車外圓時(shí)，會產(chǎn)生主軸的純角度擺動(dòng)也因加工方法而異。車外圓時(shí)，會產(chǎn)生圓柱度誤差圓柱度誤差(錐體錐體)；鏜孔時(shí)，孔將成橢圓形如圖；鏜孔時(shí)，孔將成橢圓形如圖2-6所示。所示。影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素及提高回轉(zhuǎn)精度的措施。影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素及提高回轉(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)，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)，而且還和切削過程中主軸受力、受熱后的變形有關(guān)。但主軸部件而且還和切削過程中主軸受力、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)精度的基礎(chǔ)，它包含的制造精度是主要的，是主軸回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)，它包含軸承誤差軸承

10、誤差、軸承間隙、與軸承相配合零件的誤差、軸承間隙、與軸承相配合零件的誤差等。等。圖圖2-7軸頸與軸套孔圓度誤差引起的徑向跳動(dòng)軸頸與軸套孔圓度誤差引起的徑向跳動(dòng) 2）導(dǎo)軌誤差）導(dǎo)軌誤差 使刀尖在水平面使刀尖在水平面內(nèi)產(chǎn)生位移內(nèi)產(chǎn)生位移Y，造，造成工件在半徑方向成工件在半徑方向上的誤差上的誤差R。導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差。導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差。 此項(xiàng)誤差此項(xiàng)誤差對于普通車床和外圓磨床，將直接反映在被加對于普通車床和外圓磨床，將直接反映在被加工工件表面的法向方向，所以對加工精度影響極大，使工件工工件表面的法向方向，所以對加工精度影響極大，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差產(chǎn)生圓柱度誤差(鞍形或鼓形鞍形或鼓

11、形)。導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差。導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差。如圖如圖2-9所示，使刀尖產(chǎn)所示，使刀尖產(chǎn)生生Z的位移，造成工件在半徑方向上產(chǎn)生誤差的位移，造成工件在半徑方向上產(chǎn)生誤差R=(Z）2/2R，除加工圓錐形表面外，它對加工精度的影響不大，可以忽略除加工圓錐形表面外，它對加工精度的影響不大，可以忽略不計(jì)。不計(jì)。圖圖2-10龍門刨床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線度引起的誤差龍門刨床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線度引起的誤差但對于但對于龍門刨床、龍門銑床及導(dǎo)軌磨床龍門刨床、龍門銑床及導(dǎo)軌磨床來說，導(dǎo)軌在垂直面來說，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。如圖內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。如圖2-1

12、0所示龍門刨所示龍門刨床，工作臺為薄長件，剛性很差，如果床身導(dǎo)軌為中凹形，床，工作臺為薄長件，剛性很差，如果床身導(dǎo)軌為中凹形，刨出的工件也是中凹形。刨出的工件也是中凹形。 (3)導(dǎo)軌間的平行度誤差對加工精度的影響導(dǎo)軌間的平行度誤差對加工精度的影響 當(dāng)前后導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)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)，有平行度誤差（扭曲誤差）時(shí)， 刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲 線，線，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。 導(dǎo)軌間在垂直方向有平行導(dǎo)軌間在垂直方向有平行 度誤差度誤差l3時(shí)，如圖時(shí)，如圖2-11所示，所示， 將使工件與刀具的正確位置在將使工件與刀具

13、的正確位置在 誤差敏感方向產(chǎn)生誤差敏感方向產(chǎn)生y（H/B) 的偏移量，使工件半徑產(chǎn)的偏移量，使工件半徑產(chǎn) 生生R y的誤差，對加工精的誤差，對加工精 度影響較大。度影響較大。 除了除了導(dǎo)軌本身的制造誤差導(dǎo)軌本身的制造誤差之外，之外，導(dǎo)軌磨損導(dǎo)軌磨損是造是造成機(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)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)軌以及對導(dǎo)軌進(jìn)行表面淬火軌、貼塑導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌以及對導(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。處理等措施均可提高導(dǎo)軌的耐磨性。3 3傳動(dòng)鏈誤差

14、：傳動(dòng)鏈誤差：指由于傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件存在制造指由于傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件存在制造誤差、裝配誤差及使用過程中的磨損引起的誤差。即誤差、裝配誤差及使用過程中的磨損引起的誤差。即始末兩端傳動(dòng)元件間相對運(yùn)動(dòng)的誤差。通過始末兩端傳動(dòng)元件間相對運(yùn)動(dòng)的誤差。通過諧波分析諧波分析判斷誤差來自哪個(gè)元件。判斷誤差來自哪個(gè)元件。措施：措施：減少傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)目，縮短傳動(dòng)鏈，以減少誤差來源。減少傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)目，縮短傳動(dòng)鏈，以減少誤差來源。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。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。傳動(dòng)鏈齒輪間存在間隙，同樣會產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差，因此要傳動(dòng)鏈齒輪間存在間隙

15、，同樣會產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差，因此要消除間隙。消除間隙。采用誤差校正機(jī)構(gòu)來提高傳動(dòng)精度。采用誤差校正機(jī)構(gòu)來提高傳動(dòng)精度。 影響：影響：有些加工方法（如車螺紋，滾齒，插齒等），有些加工方法（如車螺紋，滾齒，插齒等），要求刀具與工件之間必須具有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系。機(jī)床傳要求刀具與工件之間必須具有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系。機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差是影響這類表面加工精度的主要原因之一。動(dòng)鏈誤差是影響這類表面加工精度的主要原因之一。 滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖：滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖： （2）刀具誤差）刀具誤差 1)刀具的制造誤差刀具的制造誤差 a.a.采用采用定尺寸刀具定尺寸刀具（例如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、圓拉刀（例如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、圓

16、拉刀等）加工時(shí)，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刀具的尺寸誤差和磨損將直接影響工件尺寸精度。 b.b.采用采用成形刀具成形刀具（例如成形車刀、成形銑刀、齒模數(shù)銑刀、（例如成形車刀、成形銑刀、齒模數(shù)銑刀、成形砂輪等）加工時(shí)，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刀具的形狀誤差和磨損將直接影響工件的形狀精度的形狀精度。 c.c.對于對于一般刀具一般刀具（例如車刀、鏜刀、銑刀等），其（例如車刀、鏜刀、銑刀等），其制造誤制造誤差對工件加工精度無直接影響差對工件加工精度無直接影響 刀具的尺寸磨損量刀具的尺寸磨損量NB： NB是在被加工表面的法線方向上測量的。是在被加

17、工表面的法線方向上測量的。 刀具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算刀具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算NBo為初期磨為初期磨損量；損量；KNB為正常磨為正常磨損階段曲線的損階段曲線的斜率，稱為相斜率，稱為相對磨損。對磨損。圖圖2-12 刀具的尺寸磨損刀具的尺寸磨損 圖圖2-13刀具磨損量與切削路程的關(guān)系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）夾具的制造誤差與磨損 夾具誤差包括夾具誤差包括工件工件的的定位誤差定位誤差和和夾緊變形誤差?yuàn)A緊變形誤差、夾夾具具的的安裝誤差安裝誤差和和分度誤差分度誤差以及以及夾具的磨損夾具的磨損等。等。圖圖2-14夾具誤差的影響夾具誤差的影響1夾具體夾具體2鉆模板鉆模板3

18、鉆模套鉆模套4襯套襯套5定位軸定位軸 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對夾具上直接影響工件加工精度的在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對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1/21/5。 夾具元件磨損將使夾具的誤差增大。為保證工件加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、對刀元件等關(guān)工精度，夾具中的定位元件、導(dǎo)向元件、對刀元件等關(guān)鍵易損元件均需選用高性能耐磨材料制造。鍵易損元件均需選用高性能耐磨材料制造。 3、工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響、工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響 圖圖2-15車床各部位彈

19、性連接車床各部位彈性連接(1)工藝系統(tǒng)受力變形的現(xiàn)象工藝系統(tǒng)受力變形的現(xiàn)象 由機(jī)床、夾具、工件、由機(jī)床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)是刀具所組成的工藝系統(tǒng)是一個(gè)彈性系統(tǒng)，在加工過一個(gè)彈性系統(tǒng)，在加工過程中由于切削力、夾緊力、程中由于切削力、夾緊力、重力、傳動(dòng)力、慣性力等重力、傳動(dòng)力、慣性力等外力的作用，將引起工藝外力的作用，將引起工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生彈性變形，系統(tǒng)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生彈性變形，此變形造成位移。此變形造成位移。圖圖2-16細(xì)長軸車削時(shí)的受力變形細(xì)長軸車削時(shí)的受力變形圖圖2-17切入式磨孔時(shí)磨頭軸的受力變形切入式磨孔時(shí)磨頭軸的受力變形(2)工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形對

20、加工精度的影響工件的加工精度除受切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。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)律誤差復(fù)映規(guī)律在加工過程中，由于工件毛坯加工余量或材料在加工過程中，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而產(chǎn)生硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而產(chǎn)生工件的尺寸誤差和形狀誤差。工件的尺寸誤差和形狀誤差。毛坯（余量、硬度）不均勻毛坯（余量、硬度）不均勻切削力變化切削力變化變形變化變形變化尺寸和形狀誤差尺寸和形狀誤差 工藝系統(tǒng)剛度越高，工藝系統(tǒng)剛度越高，“誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映

21、系數(shù)”越小，即越小，即復(fù)映到工件上的誤差越小。復(fù)映到工件上的誤差越小。 誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映系數(shù)：加工前后誤差之比值。它代表誤差復(fù)映的加工前后誤差之比值。它代表誤差復(fù)映的程度。程度。 4.4.工藝系統(tǒng)熱變形及其對加工精度的影響工藝系統(tǒng)熱變形及其對加工精度的影響(1)(1)工藝系統(tǒng)熱源工藝系統(tǒng)熱源加工過程中，工藝系統(tǒng)的熱源主要有兩大加工過程中，工藝系統(tǒng)的熱源主要有兩大類：類： 切削熱和摩擦熱。切削熱和摩擦熱。(2)(2)機(jī)床熱變形機(jī)床熱變形不同類型的機(jī)床因其結(jié)構(gòu)與工作條件的差異不同類型的機(jī)床因其結(jié)構(gòu)與工作條件的差異而使熱源和變形形式各不相同。而使熱源和變形形式各不相同。圖圖2-19(3)(3)工

22、件熱變形工件熱變形由切削熱引起，熱伸長量：由切削熱引起，熱伸長量：L=Lt當(dāng)工件能夠自由伸長時(shí)，工件熱變形主要影響尺寸精度，當(dāng)工件能夠自由伸長時(shí)，工件熱變形主要影響尺寸精度，否則，還會產(chǎn)生圓柱度誤差。否則，還會產(chǎn)生圓柱度誤差。式中式中 L工件變形方向的長度（或直徑）工件變形方向的長度（或直徑）(mm); 工件的熱膨脹系數(shù)（工件的熱膨脹系數(shù)（1/),鋼的熱膨脹系數(shù)為鋼的熱膨脹系數(shù)為1.2 105/，鑄鐵，鑄鐵為為1 105 / ，黃銅為，黃銅為1.7 105 / ； t工件的平均溫升（工件的平均溫升（）。）。例：例：6級絲杠的螺距累積誤差在全長上不許超過級絲杠的螺距累積誤差在全長上不許超過0.0

23、2mm，現(xiàn)磨一根長，現(xiàn)磨一根長3m的的絲杠，每磨一次溫升絲杠，每磨一次溫升3 ，能否達(dá)到要求？，能否達(dá)到要求？L=Lt=1210-630003=0.1mm火車導(dǎo)軌有縫嗎？火車導(dǎo)軌有縫嗎？減少工件熱變形對加工精度影響的措施減少工件熱變形對加工精度影響的措施1)1)在切削區(qū)施加充足的切削液。在切削區(qū)施加充足的切削液。2)2)提高切削速度或進(jìn)給量，以減少傳入工件熱量。提高切削速度或進(jìn)給量，以減少傳入工件熱量。3)3)粗、精加工分開，使粗加工的余熱不帶到精加工工序中。粗、精加工分開，使粗加工的余熱不帶到精加工工序中。4)4)刀具和砂輪勿讓過分的磨鈍才進(jìn)行刃磨和修正，以減少切削刀具和砂輪勿讓過分的磨鈍才

24、進(jìn)行刃磨和修正，以減少切削熱和磨削熱。熱和磨削熱。5)5)使工件在夾緊狀態(tài)下有伸縮的自由使工件在夾緊狀態(tài)下有伸縮的自由( (如采用彈簧后頂尖等如采用彈簧后頂尖等) )。 （4）刀具熱變形）刀具熱變形刀具熱變形的熱源主要是切削熱刀具熱變形的熱源主要是切削熱由于刀體小由于刀體小, ,熱容量小熱容量小, ,刀具溫升非常高。例如刀具溫升非常高。例如, ,用高速鋼用高速鋼車刀切削時(shí)：車刀切削時(shí)： 刀刃部分溫升可達(dá)刀刃部分溫升可達(dá)700-800度；度；刀具伸長量可達(dá)刀具伸長量可達(dá)0.030.05 mm 補(bǔ)充：減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑補(bǔ)充：減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑 1減少發(fā)熱量減少發(fā)熱量 2改善散熱條件改善

25、散熱條件 3均衡溫度場均衡溫度場 4改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)5.工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形內(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。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，就會使工件材料處于一種高能工件一旦有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，就會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?；蚵?，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)力的工件受到力或熱的

26、作用而失去原有的平衡時(shí)，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，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。使工件產(chǎn)生加工誤差。 （ 1）內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因）內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因 1）熱加工（毛坯制造）中產(chǎn)生）熱加工（毛坯制造）中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的內(nèi)應(yīng)力 以鑄造為例，由于壁厚以鑄造為例，由于壁厚不均，冷卻速度不一致，內(nèi)不均，冷卻速度不一致，內(nèi)應(yīng)力的狀態(tài)為應(yīng)力的狀態(tài)為厚壁或心部受厚壁或心部受拉應(yīng)力拉應(yīng)力，薄壁或外表層受壓薄壁或外表層受壓應(yīng)力應(yīng)力。 2）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力塑性變形塑性變形是物質(zhì)-

27、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失后該物體不能恢復(fù)原狀的一種物理現(xiàn)象。彈性變形彈性變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形。 3）切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力）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）減小或消除內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑1)采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉ば颉２捎眠m當(dāng)?shù)臒崽幚砉ば颉?)給工件足夠的變形時(shí)間。給工件足夠的變形時(shí)間。精密零件粗、精加工應(yīng)分開；精密零件粗、精加工應(yīng)分開；大型零件，粗、精加工安排在一個(gè)工序內(nèi)，粗加大型零件，粗、精加工安排在一個(gè)工序內(nèi)，粗加

28、工后應(yīng)先將工件松開，使其自由變形。工后應(yīng)先將工件松開，使其自由變形。3)零件結(jié)構(gòu)要合理。零件結(jié)構(gòu)要合理。6.調(diào)整誤差：調(diào)整誤差：機(jī)械加工中，由于工藝系統(tǒng)機(jī)械加工中，由于工藝系統(tǒng)“機(jī)床機(jī)床-夾具夾具-工件工件-夾具夾具”沒有調(diào)整到正確的位置而產(chǎn)生的加工誤差。沒有調(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)整試切法調(diào)整就是對被加工零件進(jìn)行試切試切法調(diào)整就是對被加工零件進(jìn)行試切-測量測量-調(diào)整調(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)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)加工表面。加工表面。1)測量誤差。測量誤差。 測量時(shí)由測量器具誤差、測量溫度變化、測量力及視覺

29、測量時(shí)由測量器具誤差、測量溫度變化、測量力及視覺偏差等引起的誤差，使加工誤差擴(kuò)大。偏差等引起的誤差，使加工誤差擴(kuò)大。2)微量進(jìn)給的影響。微量進(jìn)給的影響。“爬行爬行”3)切削厚度影響。切削厚度影響。銳利的切削刃最小切削厚度銳利的切削刃最小切削厚度5um，鈍刀，鈍刀2050um。圖圖2-23試切調(diào)整試切調(diào)整(2)按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整按定程機(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，在半自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上，廣泛應(yīng)用行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)來保證加工精度。廣泛應(yīng)用行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)來保證加工精度。(3)用樣件或樣板調(diào)整用樣件或樣板調(diào)整在各種仿形機(jī)床、多刀機(jī)床和專用機(jī)床在各種仿形機(jī)床、多刀機(jī)

30、床和專用機(jī)床的加工中，常采用專門的樣件或樣板來調(diào)整刀具、機(jī)床與工件之的加工中，常采用專門的樣件或樣板來調(diào)整刀具、機(jī)床與工件之間的相對位置，這樣樣件或樣板本身的制造誤差、安裝誤差、對間的相對位置，這樣樣件或樣板本身的制造誤差、安裝誤差、對刀誤差就成了影響調(diào)整誤差的主要因素。刀誤差就成了影響調(diào)整誤差的主要因素。1. 加工誤差的性質(zhì)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。差。 （1）系統(tǒng)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。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

31、值性系統(tǒng)誤差：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，此誤差稱為常值性系統(tǒng)誤差；例如原理誤差，定尺寸方向皆不變，此誤差稱為常值性系統(tǒng)誤差；例如原理誤差，定尺寸刀具的制造誤差等。刀具的制造誤差等。 變值性系統(tǒng)誤差：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，稱為變值性系統(tǒng)誤差；例如，當(dāng)?shù)毒咛幱谡Ｄp階段加工誤差，稱為變值性系統(tǒng)誤差；例如，當(dāng)?shù)毒咛幱谡Ｄp階段車外圓時(shí)，由于車刀尺寸磨損所引起的誤差。車外圓時(shí)，由于車刀尺寸磨損所引起的誤差。2.1.3 加工誤差的綜合分析加工誤

32、差的綜合分析不講 特點(diǎn)：常值性系統(tǒng)誤差與加工順序無關(guān)，變值性系統(tǒng)誤特點(diǎn)：常值性系統(tǒng)誤差與加工順序無關(guān)，變值性系統(tǒng)誤差與加工順序有關(guān)。差與加工順序有關(guān)。 對于常值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向，可以通對于常值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向，可以通過調(diào)整消除；過調(diào)整消除； 對于變值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向隨時(shí)間變對于變值性系統(tǒng)誤差，若能掌握其大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律，也可通過采取自動(dòng)補(bǔ)償措施加以消除。化的規(guī)律，也可通過采取自動(dòng)補(bǔ)償措施加以消除。 （ 2）隨機(jī)性誤差）隨機(jī)性誤差 概念：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在順序加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向都是隨

33、機(jī)變化的，這些誤差稱為隨機(jī)性誤差。機(jī)變化的，這些誤差稱為隨機(jī)性誤差。 例如，由于加工余量不均勻、材料硬度不均勻等原因引起的加例如，由于加工余量不均勻、材料硬度不均勻等原因引起的加工誤差，工件的裝夾誤差、測量誤差和由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的工誤差，工件的裝夾誤差、測量誤差和由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形誤差等均屬隨機(jī)性誤差。變形誤差等均屬隨機(jī)性誤差。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：可以通過分析隨機(jī)性誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對工藝過程進(jìn)行可以通過分析隨機(jī)性誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對工藝過程進(jìn)行控制?？刂啤?2.加工誤差的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法加工誤差的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(1)實(shí)際分布曲線實(shí)際分布曲線用調(diào)整法加工出來的一批工件，尺寸總是在一用調(diào)整法加工

34、出來的一批工件，尺寸總是在一定范圍內(nèi)變化的，這種現(xiàn)象稱為定范圍內(nèi)變化的，這種現(xiàn)象稱為尺寸分散尺寸分散。表2-1活塞銷孔直徑頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表1)尺寸分散范圍尺寸分散范圍(28.004mm-27.992mm=0.012mm)小于公差小于公差帶寬度帶寬度(T=0.015mm)，表示本工序能滿足加工精度要求。，表示本工序能滿足加工精度要求。圖圖2-24活塞銷孔直徑尺寸分布圖活塞銷孔直徑尺寸分布圖1理論分布位置理論分布位置2公差范圍中心公差范圍中心(27.9925)3分散范圍中心分散范圍中心(27.9979)4實(shí)際實(shí)際分布位置分布位置5廢品區(qū)廢品區(qū)(2)直方圖和分布折線圖的作法1)收集數(shù)據(jù)。（樣本容量）2）分

35、組。（每組至少45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)hh/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)踐表明，在正常生產(chǎn)條件下，無占優(yōu)勢的影響因素存在，而加工的零件數(shù)量又足夠多時(shí)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)分布曲線曲線呈鐘形，中間高、兩邊低；這表示尺寸靠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)。曲線以 為軸對稱分布，表示工件尺寸大于和小于的頻率相等。工序標(biāo)準(zhǔn)差是決定曲線形狀的重要參數(shù)。如圖2-26所示，越大，曲線越平坦，尺寸越分散，

36、也就是加工精度越低；越小，曲線越陡峭，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)X XXX 曲線分布中心改變時(shí)，整個(gè)曲線將沿X軸平移，但曲線的形狀保持不變，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移動(dòng).TIF 3）非正態(tài)分布）非正態(tài)分布 平頂分布平頂分布 在影響機(jī)械加工的諸多誤差因素中，如果刀具在影響機(jī)械加工的諸多誤差因素中，如果刀具尺寸磨尺寸磨損損的影響顯著，變值性系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)地位時(shí)，工件的尺的影響顯著，變值性系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)地位時(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)寸誤差將呈現(xiàn)平頂分布。

37、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。間而平移的眾多正態(tài)分布曲線組合的結(jié)果。雙峰分布雙峰分布 若將若將兩臺機(jī)床所加工的同一種工件兩臺機(jī)床所加工的同一種工件混在一起，由于兩混在一起，由于兩臺機(jī)床的調(diào)整尺寸不盡相同，兩臺機(jī)床的精度狀態(tài)也有差臺機(jī)床的調(diào)整尺寸不盡相同，兩臺機(jī)床的精度狀態(tài)也有差異，工件的尺寸誤差呈雙峰分布。異，工件的尺寸誤差呈雙峰分布。偏態(tài)分布偏態(tài)分布 1）采用試切法車削工件外圓或鏜內(nèi)孔時(shí)，為避免產(chǎn)生不可修）采用試切法車削工件外圓或鏜內(nèi)孔時(shí)，為避免產(chǎn)生不可修復(fù)的廢品，操作者主觀上有使復(fù)的廢品，操作者主觀上有使軸徑軸徑加工得加工得寧大勿小寧大勿小(偏右）偏右）

38、、使、使孔孔徑徑加工得加工得寧小勿大（偏左）寧小勿大（偏左）的意向，按照這種加工方式加工得到的的意向，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。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）工藝系統(tǒng)顯著的熱變形刀具熱變形嚴(yán)重：刀具熱變形嚴(yán)重：加工軸時(shí)偏左（尺寸偏?。┘庸ぽS時(shí)偏左（尺寸偏?。┘庸た讜r(shí)偏右（尺寸偏大）加工孔時(shí)偏右（尺寸偏大）4)正態(tài)分布曲線的應(yīng)用：正態(tài)分布曲線的應(yīng)用：計(jì)算合格率和廢品率。計(jì)算合格率和廢品率。判斷加工誤差的性質(zhì)。判斷加工誤差的性質(zhì)。如果加工過程中如果加工過程中沒有變值沒有變值系統(tǒng)性誤差，那么它的系統(tǒng)性誤差，那么它的尺寸分布應(yīng)服從尺寸分布應(yīng)服從

39、正態(tài)分布；正態(tài)分布；如果實(shí)際尺寸分布與正態(tài)分布有較大出入，說明存在如果實(shí)際尺寸分布與正態(tài)分布有較大出入，說明存在變值系統(tǒng)性誤差。變值系統(tǒng)性誤差。如果尺寸分散中心與公差帶如果尺寸分散中心與公差帶中心重合中心重合，則說明，則說明不存在常值系統(tǒng)性不存在常值系統(tǒng)性誤差誤差，若不重合則兩中心之間的距離即常值系統(tǒng)性誤差；，若不重合則兩中心之間的距離即常值系統(tǒng)性誤差；判斷工序的工藝能力能否滿足加工精度的要求判斷工序的工藝能力能否滿足加工精度的要求。 所謂工藝能力是指處于控制狀態(tài)的加工工藝所能加工出產(chǎn)品質(zhì)量所謂工藝能力是指處于控制狀態(tài)的加工工藝所能加工出產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)際能力，可以用工序的的實(shí)際能力，可以用工序的

40、尺寸分散范圍尺寸分散范圍來表示其工藝能力，大多來表示其工藝能力，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6，故一般工藝能力都取，故一般工藝能力都取6。用用工藝能力系數(shù)工藝能力系數(shù)判斷判斷式中式中 T工件公差。工件公差。T值一定時(shí)，值一定時(shí)，愈小，愈小，Cp就愈大。就愈大。 工序能力共分五級，其工序能力系數(shù)工序能力共分五級，其工序能力系數(shù)Cp值詳見值詳見 表表2-4。 生產(chǎn)中工序能力等級不得低于二級。生產(chǎn)中工序能力等級不得低于二級。5）分布曲線的缺點(diǎn)：）分布曲線的缺點(diǎn)：隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)性誤差同時(shí)存在時(shí)隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)

41、性誤差同時(shí)存在時(shí)“難難”例2-1已知=0.005mm零件公差帶T=0.02mm，且公差對稱于分散范圍中心，X=0.01mm。試求此時(shí)的廢品率。 （73頁） 例例2-3 在臥式鏜床上鏜削一在臥式鏜床上鏜削一批箱體零件的內(nèi)孔，孔徑尺寸要批箱體零件的內(nèi)孔，孔徑尺寸要求為求為70 mm，已知孔徑尺，已知孔徑尺寸按正態(tài)分布，寸按正態(tài)分布， = 70.08mm, =0.04mm，試計(jì)算這批加工件，試計(jì)算這批加工件的合格品率和不合格品率。的合格品率和不合格品率。 解：作右圖，作標(biāo)準(zhǔn)化變換，令解：作右圖，作標(biāo)準(zhǔn)化變換，令 z 右右(x- )/(70.2-70.08)/0.04=3 z 左左(x- )/(70.

42、08-70.00)/0.042查表查表4-2得：得：(2)=0.4772；(3) = 0.49865。2 . 00 偏大不合格品率偏大不合格品率P大大=0.5(3) = 0.5 0.49865=0. 00135 = 0. 135 %，這些不合格品不可修復(fù)。，這些不合格品不可修復(fù)。 偏小不合格品率偏小不合格品率P小小=0.5(2 )0.50.47720.02282.28%，這些不合格品可修復(fù)。，這些不合格品可修復(fù)。 合格品率為合格品率為P=10.1352.28% =97.585% 。 前面分析和討論了各種原始誤差因素對加工精度的影響，前面分析和討論了各種原始誤差因素對加工精度的影響，并提出了一些

43、解決單個(gè)問題的措施。并提出了一些解決單個(gè)問題的措施。1.直接消除和減少原始誤差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提高加工精度的工藝措施 1 1）以車細(xì)長軸為例：）以車細(xì)長軸為例： 采用跟刀架或中心架；采用跟刀架或中心架； 采用反向進(jìn)給；采用反向進(jìn)給； 大主偏角大進(jìn)給；大主偏角大進(jìn)給； 伸縮性的彈性活頂尖。伸縮性的彈性活頂尖。 進(jìn)給方向進(jìn)給方向a)Fy進(jìn)給方向進(jìn)給方向Fy 跟刀架跟刀架活頂尖活頂尖b) 2)在卡盤一端的工件上車出一個(gè)縮頸，以增加工件柔在卡盤一端的工件上車出一個(gè)縮頸，以增加工件柔性，減少了因性，減少了因坯料彎曲坯料彎曲而在卡盤強(qiáng)制夾持下產(chǎn)生軸線歪斜而在卡盤強(qiáng)制夾

44、持下產(chǎn)生軸線歪斜的影響。的影響。圖2-31夾持端車出縮頸 加工剛性不足的圓環(huán)零件或磨削精度薄片零件時(shí)，采取加工剛性不足的圓環(huán)零件或磨削精度薄片零件時(shí)，采取如下措施：如下措施：1)采用彈性夾緊機(jī)構(gòu)，使工件在自由狀態(tài)下定位和夾緊。采用彈性夾緊機(jī)構(gòu)，使工件在自由狀態(tài)下定位和夾緊。2)采用臨時(shí)性加強(qiáng)工件剛性的方法。采用臨時(shí)性加強(qiáng)工件剛性的方法。圖2-32兩種夾緊方式工件變形狀態(tài)的比較2.補(bǔ)償或抵消原始誤差：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。關(guān)鍵性的原始誤差。圖2-33龍門銑床橫梁變形與刮研3.轉(zhuǎn)移變形或轉(zhuǎn)移誤

45、差轉(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。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 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，每組坯件組，每組坯件的誤差縮小為原來誤差的的誤差縮小為原來誤差的1/1/n。 a)a)頭架頂尖頭架頂尖“自磨自自磨自” 5.5.就地加工達(dá)到最終精度就地加工達(dá)到最終精度 方法：

46、把各相關(guān)零件，部件先行裝配，使它們處于方法：把各相關(guān)零件，部件先行裝配，使它們處于工作要求的相互位置，然后就地進(jìn)行最終加工。工作要求的相互位置，然后就地進(jìn)行最終加工。 目的：消除機(jī)器和部件裝配后累積誤差。目的：消除機(jī)器和部件裝配后累積誤差。返回本章目錄返回本章目錄b)b)三點(diǎn)不同軸引起絲桿彎曲和接觸不良三點(diǎn)不同軸引起絲桿彎曲和接觸不良c)c)導(dǎo)套內(nèi)孔導(dǎo)套內(nèi)孔 自鏜自自鏜自 返回本章目錄返回本章目錄圖2-35六角車床轉(zhuǎn)塔上六個(gè)孔和平面加工與檢驗(yàn) 1、加工表面質(zhì)量的概念、加工表面質(zhì)量的概念 （1）表面粗糙度與波度）表面粗糙度與波度 L/H 1000稱為稱為宏觀宏觀 幾何形狀誤差幾何形狀誤差，例如圓

47、度，例如圓度 誤差、圓柱度誤差等，它誤差、圓柱度誤差等，它 們屬于加工精度范疇；們屬于加工精度范疇； L/H501000，稱為，稱為波紋度波紋度，它是由機(jī)械加工振動(dòng)，它是由機(jī)械加工振動(dòng)引起的；引起的； L/H 50，稱為微觀幾何形狀誤差，亦稱，稱為微觀幾何形狀誤差，亦稱表面粗糙度表面粗糙度。2.2機(jī)械加工的表面質(zhì)量（ 2）表面層材料的物理力學(xué)性能）表面層材料的物理力學(xué)性能 1)表面層的冷作硬化表面層的冷作硬化 機(jī)械加工過程中表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使機(jī)械加工過程中表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)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，這晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉

48、長，這些都會使表面層金屬的硬度增加，塑性減小，統(tǒng)稱為冷作些都會使表面層金屬的硬度增加，塑性減小，統(tǒng)稱為冷作硬化。硬化。 2)表面層殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力 機(jī)械加工過程中由于切削變形和切削熱等因素的作用機(jī)械加工過程中由于切削變形和切削熱等因素的作用在工件表面層材料中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力在工件表面層材料中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力, 稱為稱為表面層殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力。它是在加工表面材料中平衡的應(yīng)力，它的重新分布不會引它是在加工表面材料中平衡的應(yīng)力，它的重新分布不會引起工件變形，但它對機(jī)器零件表面質(zhì)量有重要影響。起工件變形，但它對機(jī)器零件表面質(zhì)量有重要影響。 3)表面層金相組織變化表面層金相組織變化 機(jī)械加工過程中，

49、在工件的加工區(qū)域，溫度會急劇升機(jī)械加工過程中，在工件的加工區(qū)域，溫度會急劇升高高, 當(dāng)溫度升高到超過工件材料金相組織變化的臨界點(diǎn)時(shí)，當(dāng)溫度升高到超過工件材料金相組織變化的臨界點(diǎn)時(shí)，就會發(fā)生金相組織變化。就會發(fā)生金相組織變化。(1)表面質(zhì)量對零件表面質(zhì)量對零件耐磨性耐磨性的影響零件的耐磨性是一項(xiàng)很的影響零件的耐磨性是一項(xiàng)很重要的性能指標(biāo)，當(dāng)零件的材料、潤滑條件和加工精度決重要的性能指標(biāo)，當(dāng)零件的材料、潤滑條件和加工精度決定之后，表面質(zhì)量對耐磨性起著關(guān)鍵的作用。定之后，表面質(zhì)量對耐磨性起著關(guān)鍵的作用。(2)零件表面質(zhì)量對零件零件表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度的影響零件在交變載荷的影響零件在交變載荷

50、的作用下，其表面微觀不平的凹谷處和表面層的缺陷處容的作用下，其表面微觀不平的凹谷處和表面層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，造成零件的疲勞破壞。易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，造成零件的疲勞破壞。(3)零件表面質(zhì)量對零件零件表面質(zhì)量對零件耐蝕性能耐蝕性能的影響零件的耐蝕性在的影響零件的耐蝕性在很大程度上取決于零件的表面粗糙度。很大程度上取決于零件的表面粗糙度。(4)零件表面質(zhì)量對配合性質(zhì)及其他性能的影響由于零件零件表面質(zhì)量對配合性質(zhì)及其他性能的影響由于零件表面粗糙度的存在，將影響表面粗糙度的存在，將影響配合精度和配合性質(zhì)配合精度和配合性質(zhì)。2.表面質(zhì)量對零件使用性能的影響表面質(zhì)量對零件使用

51、性能的影響 零件經(jīng)過機(jī)械加工之后所獲得的表面，其質(zhì)量的好壞，影零件經(jīng)過機(jī)械加工之后所獲得的表面，其質(zhì)量的好壞，影響因素很多，一般來說，最主要的是幾何因素、物理因素和加響因素很多，一般來說，最主要的是幾何因素、物理因素和加工中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)等。工中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)等。1.影響機(jī)械加工表面粗糙度的幾何因素影響機(jī)械加工表面粗糙度的幾何因素圖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)械加工表面粗糙度的因素影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素2.影響機(jī)械加工表面粗糙度的物理因素影響機(jī)械加工表面粗糙度的物理因素3.影響磨削加工表面粗糙度的因素影響磨削加工表面粗糙度的因素(1)磨削加工的

52、特點(diǎn)磨削加工的特點(diǎn)1)磨削過程比金屬切削刀具的切削過程要復(fù)雜得多。磨削過程比金屬切削刀具的切削過程要復(fù)雜得多。2)砂輪的磨削速度高。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。位時(shí)間內(nèi)切除金屬的量大。砂輪速度。砂輪速度。隨著砂輪線速度的增加，在同一時(shí)間里參與切削的磨隨著砂輪線速度的增加，在同一時(shí)間里參與切削的磨粒數(shù)也增加，粒數(shù)也增加，每顆磨粒切去的金屬厚度減少每顆磨粒切去的金屬厚度減少，殘留面積也減少，而，殘留面積也減少，而且高速磨削可減少材料的塑性變形，減小表面粗糙度值。且高速磨削可減少材料的塑

53、性變形，減小表面粗糙度值。(2)影響磨削加工表面粗糙度的因素影響磨削加工表面粗糙度的因素1)磨削用量的影響。磨削用量的影響。工件速度。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，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，因而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，因而表面粗糙度值小。但必須指出，工件線速度表面粗糙度值小。但必須指出，工件線速度過低時(shí)過低時(shí)，工件與砂輪接觸，工件與砂輪接觸的時(shí)間長，傳到工件上的熱量增多，甚至?xí)斐晒ぜ砻娼饘傥⑷?，的時(shí)間長，傳到工件上的熱量增多，甚至?xí)斐晒ぜ砻娼饘傥⑷郏?/p>

54、反而增大表面粗糙度值，而且還增加了表面燒傷的可能性。反而增大表面粗糙度值，而且還增加了表面燒傷的可能性。因此，通因此，通常取工件線速度等于砂輪線速度的常取工件線速度等于砂輪線速度的1/60左右。左右。磨削深度和光磨次數(shù)。磨削深度和光磨次數(shù)。磨削深度增加，則磨削力和磨削溫度都磨削深度增加，則磨削力和磨削溫度都增加，磨削表面塑性變形程度增大，從而增大表面粗糙度值。為增加，磨削表面塑性變形程度增大，從而增大表面粗糙度值。為提高磨削效率又能獲得較小的表面粗糙度值，一般開始采用較大提高磨削效率又能獲得較小的表面粗糙度值，一般開始采用較大的磨削深度，然后采用較小的磨削深度，最后進(jìn)行無進(jìn)給磨削，的磨削深度，

55、然后采用較小的磨削深度，最后進(jìn)行無進(jìn)給磨削，即光磨。光磨次數(shù)增加，可減小表面粗糙度值。即光磨。光磨次數(shù)增加，可減小表面粗糙度值。2)砂輪的影響。砂輪的影響。砂輪的粒度。砂輪的粒度。粒度越細(xì)，則砂輪單位面積上的磨粒越多粒度越細(xì)，則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)，表面粗糙度，每顆磨粒切去的金屬厚度越少，刻痕也細(xì)，表面粗糙度就越小。就越小。但但粒度過細(xì)切屑容易堵塞砂輪，使工件表面溫度粒度過細(xì)切屑容易堵塞砂輪，使工件表面溫度增高，塑性變形加大，表面粗糙度值反而會增大，同時(shí)還增高，塑性變形加大，表面粗糙度值反而會增大，同時(shí)還容易引起燒傷，所以常用的砂輪粒度在容易引起燒傷，

56、所以常用的砂輪粒度在80以內(nèi)。以內(nèi)。砂輪的硬度。砂輪的硬度。砂輪太軟，則磨粒易脫落，有利于保持砂輪的鋒利，砂輪太軟，則磨粒易脫落，有利于保持砂輪的鋒利，但很難保證砂輪的等高性。砂輪如果太硬，磨損了的磨粒也不易脫落但很難保證砂輪的等高性。砂輪如果太硬，磨損了的磨粒也不易脫落，這些磨損了的磨粒會加劇與工件表面的擠壓和摩擦作用，造成工件，這些磨損了的磨粒會加劇與工件表面的擠壓和摩擦作用，造成工件表面溫度升高，塑性變形加大，并且還容易使工件產(chǎn)生表面燒傷。所表面溫度升高，塑性變形加大，并且還容易使工件產(chǎn)生表面燒傷。所以砂輪的硬度以適中為好，主要根據(jù)工件的材料和硬度進(jìn)行選擇。以砂輪的硬度以適中為好，主要根

57、據(jù)工件的材料和硬度進(jìn)行選擇。砂輪的修整。砂輪的修整。砂輪使用一段時(shí)間后就必須進(jìn)行修整，及時(shí)修整砂輪砂輪使用一段時(shí)間后就必須進(jìn)行修整，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，還能大大增加切刃數(shù)，這些均有利于降低被磨工件的表面粗糙度值。能大大增加切刃數(shù)，這些均有利于降低被磨工件的表面粗糙度值。砂輪材料。砂輪材料。砂輪材料即指磨料，它可分為氧化物類砂輪材料即指磨料，它可分為氧化物類(剛、剛、玉玉)、碳化物類、碳化物類(碳化硅、碳化硼碳化硅、碳化硼)和高硬磨料類和高硬磨料類(人造金剛石人造金剛石、立方碳化硼、立方

58、碳化硼)。鋼類零件用剛玉砂輪磨削可得到滿意的表。鋼類零件用剛玉砂輪磨削可得到滿意的表面粗糙度；鑄鐵、硬質(zhì)合金等工件材料用碳化物砂輪磨削面粗糙度；鑄鐵、硬質(zhì)合金等工件材料用碳化物砂輪磨削時(shí)表面粗糙度值較?。挥媒饎偸拜喣ハ骺傻玫綐O小的表時(shí)表面粗糙度值較??；用金剛石砂輪磨削可得到極小的表面粗糙度值，但加工成本也比較高。面粗糙度值，但加工成本也比較高。3)被加工材料的影響。被加工材料的影響。影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素有三項(xiàng)：表面層殘留應(yīng)力；冷作硬化；金相組織變化。2.2.3影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素1.表面殘留應(yīng)力(1)冷塑性變形的影響切削過程中，表

59、面層材料受切削力的作用引起塑性變形，使工件材料的晶格拉長和扭曲。(2)熱塑性變形的影響工件加工表面在切削熱作用下產(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受到基體的限制而產(chǎn)生熱壓縮應(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)面不光潔都將增加刀具對工件表面層金屬的擠壓和摩擦作用，使得冷硬層的程度和深度都增加。(3)工件材料工件材料的硬度越低、塑性越大時(shí)，切削后的冷硬現(xiàn)象越嚴(yán)重。3.表面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.表面層加工硬化3.表面層金相組織變化與磨削燒傷表面層金相組織變化與磨削燒傷 加工表面溫度超過相變溫度時(shí)，表層金屬的金相組織將會發(fā)生加工表面溫度超過相變溫度時(shí)，表層金屬的金相組織將會發(fā)生相變。相變。 磨削淬火鋼時(shí)，會產(chǎn)生三種不同類型的燒傷：磨削淬火鋼時(shí)，會產(chǎn)生三種不同類型的燒傷： 如果磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變臨界溫度如果磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變臨界溫度（碳鋼的相變溫度為（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，這時(shí)工件表層金屬的金相組織，由原來的馬氏