第五章機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制ppt課件

1、第五章 機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制主講教師：郝敬賓.本章的主要內(nèi)容第一節(jié) 機(jī)械加工精度的根本概念第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析第三節(jié) 加工誤差的綜合分析第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量第五節(jié) 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的根本概念.第五章 機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制機(jī)械制造企業(yè)的根本要求：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗費(fèi)產(chǎn)品的質(zhì)量是第一位的，沒有質(zhì)量，高效率、低耗費(fèi)就失去了意義。.三坐標(biāo)丈量加工精度外表質(zhì)量要求高第五章 機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制機(jī)器零件的加工質(zhì)量是整臺(tái)機(jī)器質(zhì)量的根底評(píng)價(jià)目的加工精度加工外表質(zhì)量本章主題：加工精度及外表質(zhì)量的分析與控制.第一節(jié) 機(jī)械加工精度的根本概念一、加工精度和加工誤差定義加工精度零件加工后的實(shí)踐幾

2、何參數(shù)與圖樣規(guī)定的理想幾何參數(shù)的符合程度加工精度包括尺寸精度、外形精度和位置精度加工誤差零件加工后的實(shí)踐幾何參數(shù)對(duì)圖樣規(guī)定的理想幾何參數(shù)的偏離程度.一、加工精度和加工誤差加工精度和加工誤差的了解：理想幾何參數(shù)：對(duì)于外形和位置，那么是絕對(duì)正確的外形和位置，如絕對(duì)的平面和絕對(duì)的平行等；對(duì)于尺寸而言，就是零件尺寸的公差帶中心。加工精度是由零件圖紙或工藝文件以公差T給定的，而加工誤差那么是零件加工后的實(shí)踐測(cè)得的偏離值。普通說，當(dāng)加工誤差T時(shí)，就保證了加工精度。.一、加工精度和加工誤差加工精度和加工誤差的了解：加工精度和加工誤差這兩個(gè)概念是從兩種觀念來評(píng)定零件幾何參數(shù)這個(gè)同一事物。加工精度的低和高就是經(jīng)

3、過加工誤差的大和小來表示的。.第一節(jié) 機(jī)械加工精度的根本概念二、加工經(jīng)濟(jì)精度普通所說的加工經(jīng)濟(jì)精度指的是，在正常加工條件下采用符合質(zhì)量規(guī)范的設(shè)備、工藝配備和規(guī)范技術(shù)等級(jí)的工人，不延伸加工時(shí)間所能保證的加工精度。某種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度不應(yīng)了解為某一個(gè)確定值，而應(yīng)了解為一個(gè)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)都可以說是經(jīng)濟(jì)的。本錢添加，加工誤差較小不明顯誤差增大，加工最低本錢不變.第一節(jié) 機(jī)械加工精度的根本概念三、零件獲得加工精度的方法加工精度包括尺寸精度、外形精度和位置精度外形精度的獲取方法：軌跡法；成形法；展成法位置精度平行度、垂直度、同軸度等的獲取方法：裝夾方式和加工方法尺寸精度的獲取方法：試切法；定尺寸

4、刀具法；調(diào)整法；自動(dòng)控制法.三、零件獲得加工精度的方法獲得外形精度的方法1)軌跡法：利用切削運(yùn)動(dòng)中刀具刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)成被加工外表的外形。這種加工方法所能到達(dá)的精度，主要取決于這種成形運(yùn)動(dòng)軌跡的精度。.三、零件獲得加工精度的方法獲得外形精度的方法2)成形法：利用成形刀具刀刃的幾何外形切出工件的外形。這種方法所能到達(dá)的精度，主要取決于刀刃的外形精度和刀具的裝夾精度。.三、零件獲得加工精度的方法獲得外形精度的方法3)展成法：利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)，刀刃在被加工面上的包絡(luò)面構(gòu)成的成形外表。這種加工方法所能到達(dá)的精度，主要取決于機(jī)床展成運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈精度與刀具的制造精度。.三、零件獲得加工精度的方

5、法獲得位置精度的方法零件位置精度的獲得主要取決于工件的定位裝夾和加工方法。多次裝夾加工時(shí)，有關(guān)外表的位置精度依賴夾具的正確定位來保證；一次裝夾加工多個(gè)外表，各外表的位置精度那么依托機(jī)床的精度來保證。.三、零件獲得加工精度的方法獲得尺寸精度的方法1)試切法：先試切部分加工外表，丈量后，適當(dāng)調(diào)整刀具相對(duì)工件的位置，再試切，再丈量，當(dāng)被加工尺寸到達(dá)要求后，再切削整個(gè)待加工面。 試切丈量調(diào)整車刀.三、零件獲得加工精度的方法獲得尺寸精度的方法2)定尺寸刀具法：器具有一定尺寸精度的刀具如絞刀、擴(kuò)孔鉆、鉆頭等來保證被加工工件尺寸精度的方法如鉆孔鉆頭的尺寸保證了 加工孔的尺寸鍵槽的寬度由鍵槽銑刀 尺寸保證.三

6、、零件獲得加工精度的方法獲得尺寸精度的方法3)調(diào)整法：利用機(jī)床上的定程安裝、對(duì)刀安裝或預(yù)先調(diào)整好的刀架，使刀具相對(duì)機(jī)床或夾具滿足位置精度要求，然后加工一批工件。該法需求采用夾具實(shí)現(xiàn)裝夾。.三、零件獲得加工精度的方法獲得尺寸精度的方法4)自動(dòng)控制法：工件到達(dá)要求的尺寸時(shí)，自動(dòng)停頓加工。又分自動(dòng)丈量和數(shù)字控制兩種，前者機(jī)床上具有自動(dòng)丈量工件尺寸的安裝，在到達(dá)要求時(shí)，停頓進(jìn)刀。后者是根據(jù)預(yù)先編制好的機(jī)床數(shù)控程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)刀的。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)控制原理框圖.第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的構(gòu)成：機(jī)床、夾具、刀具和工件。工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。工藝系統(tǒng)的誤差會(huì)復(fù)映到工件上。原始誤差與加工

7、誤差：加工工藝系統(tǒng)誤差是根源，加工誤差是表現(xiàn)；分析原始誤差和加工誤差之間的定性與定量關(guān)系，是保證和提高零件加工精度的必要的實(shí)際根底。 .第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析原始誤差的來源.第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析一、原理誤差產(chǎn)生緣由原理誤差是由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的加工原理為了得到規(guī)定的零件外表，在工件和刀具的運(yùn)動(dòng)之間建立的某種聯(lián)絡(luò)車削工件滾切齒輪.第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析二、機(jī)床誤差機(jī)床誤差的三個(gè)方面：機(jī)床本身的制造、磨損和安裝靜誤差：在沒有切削載荷的情況下測(cè)得的各項(xiàng)誤差車床的各項(xiàng)靜誤差：床身導(dǎo)軌在垂直面和程度面內(nèi)的直線度和平行度；主軸軸線對(duì)床身導(dǎo)

8、軌的平行度；主軸的回轉(zhuǎn)精度；傳動(dòng)鏈精度；刀架各溜板挪動(dòng)時(shí)，對(duì)主軸軸線的平行度和垂直度。.第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析二、機(jī)床誤差靜誤差：導(dǎo)軌誤差主軸誤差傳動(dòng)鏈誤差.1.導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn).1.導(dǎo)軌誤差誤差敏感方向不同方向的誤差對(duì)加工誤差的影響是不同的，即存在誤差的敏感方向原始誤差所引起的刀刃與工件間的相對(duì)位移，假設(shè)產(chǎn)生在加工外表的法線方向，那么對(duì)加工誤差有直接的影響；假設(shè)產(chǎn)生在加工外表的切線方向，就可以忽略不計(jì)。把加工外表的法向稱之為誤差的敏感方向。.1.導(dǎo)軌誤差車床和磨床的床身導(dǎo)軌誤差的三個(gè)方面在垂直面內(nèi)的直線度彎曲.1.導(dǎo)軌誤差車

9、床和磨床的床身導(dǎo)軌誤差的三個(gè)方面在垂直面內(nèi)的直線度彎曲在程度面內(nèi)的直線度彎曲.1.導(dǎo)軌誤差車床和磨床的床身導(dǎo)軌誤差的三個(gè)方面在垂直面內(nèi)的直線度彎曲在程度面內(nèi)的直線度彎曲前后導(dǎo)軌的平行度扭曲 機(jī)床導(dǎo)軌的幾何精度，不但決議于它的制造精度和運(yùn)用的磨損情況，而且還和機(jī)床的安裝情況有很大關(guān)系.1.導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌三項(xiàng)誤差的常規(guī)檢查方法垂直平面內(nèi)的直線度誤差：采用與導(dǎo)軌相配合的橋板、程度儀，在導(dǎo)軌縱向上分段檢測(cè)，記下程度儀的讀數(shù)，畫出曲線圖，再計(jì)算其誤差大小和判別凹凸程度。前后導(dǎo)軌的平行度誤差：采用橋板和程度儀，在導(dǎo)軌的幾個(gè)橫向上檢測(cè)，取其最大代數(shù)差。程度面內(nèi)的直線度誤差：采用橋板和準(zhǔn)直儀.1.導(dǎo)軌誤差車床導(dǎo)

10、軌誤差的簡便檢查方法對(duì)于車床而言，導(dǎo)軌垂直方向的原始誤差既然對(duì)加工誤差的影響可以忽略不計(jì)，因此可采用更簡單的方法。.2.主軸誤差主軸回轉(zhuǎn)精度對(duì)于主軸的要求，就是在運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，能堅(jiān)持軸心線的位置穩(wěn)定不變，也就是回轉(zhuǎn)精度實(shí)踐上主軸在每一瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的空間位置都是變動(dòng)的，即存在著回轉(zhuǎn)誤差。運(yùn)動(dòng)方式可分解為：純軸向竄動(dòng)純徑向挪動(dòng)純角度擺動(dòng).2.主軸誤差不同的加工方法，主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的加工誤差也不同 .2.主軸誤差主軸回轉(zhuǎn)精度的丈量方法.3.傳動(dòng)鏈誤差.3.傳動(dòng)鏈誤差提高傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度的措施盡能夠縮短傳動(dòng)鏈，減少誤差源數(shù)n。盡能夠采用降速傳動(dòng)；盡能夠使末端傳動(dòng)副采用大的降速比；末端傳動(dòng)元件應(yīng)盡能

11、夠地制造得準(zhǔn)確些。提高傳動(dòng)元件的制造精度和裝夾精度，盡能夠地提高傳動(dòng)鏈中升速傳動(dòng)元件的精度。.第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析三、調(diào)整誤差產(chǎn)生緣由在機(jī)械加工的每一個(gè)工序中，總是要進(jìn)展這樣或那樣的調(diào)整任務(wù)。由于調(diào)整不能夠絕對(duì)地準(zhǔn)確，也就帶來了一項(xiàng)原始誤差，即調(diào)整誤差活塞加工中工藝系統(tǒng)的調(diào)整機(jī)床的調(diào)整夾具的調(diào)整刀具的調(diào)整.三、調(diào)整誤差不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源試切法三種誤差來源度量誤差量具本身的誤差和運(yùn)用條件下的誤差(如溫度影響，運(yùn)用者的細(xì)致程度)摻入到丈量所得的讀數(shù)之中，在無形中擴(kuò)展了加工誤差；加工余量的影響在切削加工中，刀刃所能切掉的最小切屑厚度是有一定限制的 ，銳利的刀刃可達(dá)5m，已

12、鈍化的刀刃只能到達(dá)20-50 m ，切屑厚度再小時(shí)刀刃就“咬不住金屬而打滑，光起擠壓作用。 .三、調(diào)整誤差不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源試切法三種誤差來源微進(jìn)給誤差在試切的最后一刀時(shí)，總是要微量調(diào)整一下車刀或砂輪的徑向進(jìn)給量。這時(shí)常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的“爬行景象，結(jié)果刀具的實(shí)踐徑向挪動(dòng)比手輪上轉(zhuǎn)動(dòng)的刻度數(shù)要偏大或偏小些，以致難于控制尺寸的精度，呵斥了加工誤差。防止爬行的措施在微量進(jìn)給以前先退出刀具，然后再快速引進(jìn)刀具到新的手輪刻度值，中間不加停頓，使進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)面間不產(chǎn)生靜摩擦；悄然敲擊手輪，用振動(dòng)消除靜摩擦.三、調(diào)整誤差不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整在大批量消費(fèi)中廣泛采用行程擋

13、塊、靠模、凸輪等機(jī)構(gòu)保證加工精度。這時(shí)候，這些機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整，以及與它們配合運(yùn)用離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度就成了影響誤差的主要要素；按樣件或樣板調(diào)整在大批量消費(fèi)中用多刀加工時(shí)，常用專門樣件來調(diào)整刀刃間的相對(duì)位置，如活塞槽半精車和精車時(shí)就是如此。 .第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響1.現(xiàn)場(chǎng)加工中工藝系統(tǒng)受力變形的景象： 在車床上加工一根細(xì)長軸時(shí)，可以看到在縱向走刀過程中切屑的厚度起了變化，越到中間，切屑層越薄，加工出來的工件出現(xiàn)了兩頭細(xì)中間粗的腰鼓形誤差；舊車床上加工剛性很好的工件時(shí)，經(jīng)過粗車一刀后，再要精車的話，有時(shí)候不但不把刀架橫向進(jìn)給一點(diǎn)

14、，反而要把它反向退回一點(diǎn)，才干保證精車時(shí)切去極薄的一層以滿足加工精度和外表粗糙度的要求無進(jìn)給磨削.四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)在切削力的作用下，刀具(由于工藝系統(tǒng)的受力變形)和工件相對(duì)退讓；設(shè)讓刀間隔為y，那么工藝系統(tǒng)在Y方向的剛度是：棒料裝在卡盤中 ，資料力學(xué) 懸臂梁公式.四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)由資料力學(xué)可知，當(dāng)載荷施加在梁的中間時(shí)，產(chǎn)生的彈性位移為最大：.四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)遇到由假設(shè)干零件組成的部件時(shí)，剛度問題就比較復(fù)雜。采用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)剛度.四、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的

15、影響2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)剛度1力和變形的關(guān)系不是直線關(guān)系，不符合虎克定律，這反映了部件的變形不純粹是彈性變形；3當(dāng)載荷去除后，變形恢復(fù)不到起點(diǎn)，這闡明部件的變形不僅有彈性變形，而且還產(chǎn)生了不能恢復(fù)的塑性變形；2加載曲線與卸載曲線不重合，它們間包容的面積代表了在加載卸載的循環(huán)中所損失的能量，也就是耗費(fèi)在抑制部件內(nèi)零件之間的摩擦力和接觸面塑性變形所作的功；4部件的實(shí)踐剛度遠(yuǎn)比我們想象的要小。 .2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素1接觸變形零件與零件間接觸點(diǎn)的變形.2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素1接觸變形零件與零件間接觸點(diǎn)的變形普通情況下，外表愈粗糙，接觸剛度

16、愈小，外表宏觀幾何外形誤差愈大，實(shí)踐接觸面積愈小，接觸剛度愈??；資料硬度高，屈服極限也高，塑性變形就小，接觸剛度就大；外表紋理方向一樣時(shí)，接觸變形較小，接觸剛度就大。 .2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素2 薄弱零件本身的變形.2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素3 間隙的影響在剛度實(shí)驗(yàn)中假設(shè)在正反兩個(gè)方向 加載荷， 便可發(fā)現(xiàn)間隙 對(duì)變形的影響.2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素4摩擦的影響在加載時(shí)，零件與零件的接觸面間的摩擦力阻止變形的添加。在卸載時(shí)，摩擦力又阻止變形的減少。在圖中顯示出加載曲線和卸載曲線不相重合。.2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素5施

17、力方向的影響.2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素5施力方向的影響所以刀刃在Y方向的實(shí)踐位移，是切削分力Fx、Fy、Fz共同作用的結(jié)果。因此前面所述關(guān)于工藝系統(tǒng)的剛度的定義也需修正為：.2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn)影響部件剛度的要素5施力方向的影響.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)在受力情況下的總位移是各個(gè)組成部分位移y機(jī)床、y夾具、y刀具、y工件的迭加： .3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件外形誤差工藝系統(tǒng)的剛度隨著受力點(diǎn)的位置的變化而變化先假定工件短而粗，剛度很高那么工藝系統(tǒng)的總位移完全取決于機(jī)床頭尾座(包括

18、頂尖)和刀架包括刀具)的位移.設(shè)FA、FB為所引起的在頭、尾座處的作用力，那么代入上式，得到又因 .工藝系統(tǒng)的總位移設(shè)頂尖間間隔 600mm沿工件長度上工藝系統(tǒng)的位移如下表 0.00.01180.01070.01030.01040.01110.0125y系統(tǒng)(mm)尾座處 (工件中間)0(頭座處)x工件軸向最大直徑誤差(鞍形)為：.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件外形誤差再假定工件細(xì)而長，剛度很低那么工藝系統(tǒng)的位移完全取決于工件的變形根據(jù)資料力學(xué)的計(jì)算公式，在切削點(diǎn)處的位移為：.仍設(shè) 工件尺寸為 那么沿工件長度上的位移有如下表：

19、00.0520.1320.170.1320.0520y系統(tǒng)(mm) (尾座處 (工件中間)0(頭座處)x故工件軸向最大直徑誤差(鼓形)為 比之上面的誤差要大50倍。.綜合以上兩例的分析，可以推行到普通情況，即工藝系統(tǒng)的總位移為圖 (a)和圖 (b)的位移的迭加：.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件外形誤差.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響2由于切削力變化引起的加工誤差-誤差復(fù)映規(guī)律加工偏心毛坯之后得到的工件依然是略有偏心的。這種景象在工藝學(xué)中稱為誤差復(fù)映.試求加工誤差和毛坯誤差之間的定量關(guān)系 根據(jù)切

20、削原理，切削分力可表示為： 與刀具幾何外形以及切削條件(刀具資料及幾何參數(shù)、工件資料及其強(qiáng)度與硬度、切削用量、冷卻液等)有關(guān)的系數(shù)； 、 切削深度、進(jìn)給量； 、 指數(shù) 在資料硬度均勻，刀具幾何外形、切削條件和進(jìn)給一定時(shí)：常數(shù) 那么. 對(duì)于普通切刀的幾何外形：( 、 、 )， 接近于1由此引起的工藝系統(tǒng)受力變形為：由于 令 那么 那么 .上式表示了加工誤差與毛坯誤差之間的比例關(guān)系，闡明了“誤差復(fù)映 的規(guī)律，定量地反映了毛坯誤差經(jīng)加工所減小的程度，稱之為“誤差復(fù)映系數(shù)；可以看出：工藝系統(tǒng)剛度越高，越小，也即是復(fù)映在工件上的誤差越小。當(dāng)加工過程分成幾次走刀進(jìn)展時(shí)，每次走刀的復(fù)映系數(shù)為： 、 、 ，那

21、么總的復(fù)映系數(shù) 由于 總是小于 ，復(fù)映系數(shù)總是小于1，經(jīng)過幾次走刀后， 降到很小的數(shù)值，加工誤差也就降到允許的范圍以內(nèi)。 由以上分析，可以把誤差復(fù)映的概念推行到以下幾點(diǎn)：每一件毛坯的外形誤差，不論是圓度、圓柱度、同軸度(偏心、徑向跳動(dòng)等)、平直度誤差等都以一定的復(fù)映系數(shù)復(fù)映成工件的加工誤差，這是由于切削余量不均勻而引起的；在普通車削時(shí)，只需在粗加工時(shí)用誤差復(fù)映規(guī)律估算加工誤差才有實(shí)踐意義。但是在工藝系統(tǒng)剛度低的場(chǎng)所下(如鏜孔時(shí)桿較細(xì)，車削時(shí)工件較細(xì)長以及磨孔時(shí)磨桿較細(xì)等)，那么誤差復(fù)映的景象比較明顯，有時(shí)需求從實(shí)踐反映的復(fù)映系數(shù)著手分析提高加工精度的途徑；在大批大量消費(fèi)中，都是采用定尺寸調(diào)整法

22、加工的，即刀具在調(diào)整到一定的切深后，就一件件延續(xù)加工下去，不再逐次試切，逐次調(diào)整切深。這樣，對(duì)于一批尺寸大小有參差的毛坯而言，每件毛坯的加工余量都不一樣，由于誤差復(fù)映的結(jié)果，也就呵斥了一批工件的“尺寸分散。.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響3其它作用力引起工藝系統(tǒng)受力變形的變化所產(chǎn)生的加工誤差1夾緊力引起的影響 .3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響3其它作用力引起工藝系統(tǒng)受力變形的變化所產(chǎn)生的加工誤差1由于機(jī)床部件和工件本身分量及它們?cè)谂矂?dòng)中位置的變化而引起的加工誤差.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

23、3其它作用力引起工藝系統(tǒng)受力變形的變化所產(chǎn)生的加工誤差1由于機(jī)床部件和工件本身分量及它們?cè)谂矂?dòng)中位置的變化而引起的加工誤差.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響當(dāng)支承在兩個(gè)端點(diǎn)A和B時(shí)，自重引起中間的最大變形量為：當(dāng)支承在離兩端的 2L/9的D和E時(shí)，自重引起的兩端最大變形量為：.3.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響3其它作用力引起工藝系統(tǒng)受力變形的變化所產(chǎn)生的加工誤差除上述夾緊力和重力外，傳動(dòng)力和慣性力也會(huì)使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生受力變形，從而引起加工誤差;在高速切削加工中，離心力的影響不可忽略，經(jīng)常采用“對(duì)重平衡的方法來消除不平衡的景象，即在不

24、平衡質(zhì)量的反向加裝重塊，使工件和重塊的離心力相等而方向正好相反，到達(dá)相互抵消的效果;必要時(shí)還須適當(dāng)?shù)亟档娃D(zhuǎn)速，以減少離心力的影響.4.減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑1提高工藝系統(tǒng)中零件間的配合外表質(zhì)量，以提高接觸剛度。 .4.減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑2設(shè)置輔助支承提高部件剛度。 .4.減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑3當(dāng)工件剛度成為產(chǎn)生加工誤差的薄弱環(huán)節(jié)時(shí)，縮短切削力作用點(diǎn)和支承點(diǎn)的間隔也可以提高工件的剛度.4.減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑3當(dāng)工件剛度成為產(chǎn)生加工誤差的薄弱環(huán)節(jié)時(shí)，縮短切削力作用點(diǎn)和支承點(diǎn)的間隔也可以提高工件的剛度不用后頂尖時(shí)(當(dāng)力作用在工件自在端時(shí))；用后頂尖時(shí)當(dāng)力作用在工件中心時(shí)。

25、.4.減少工藝系統(tǒng)受力變形的途徑3當(dāng)工件剛度成為產(chǎn)生加工誤差的薄弱環(huán)節(jié)時(shí)，縮短切削力作用點(diǎn)和支承點(diǎn)的間隔也可以提高工件的剛度.五、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差在機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下，常產(chǎn)生復(fù)雜的變形，破壞工件與刀具的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，呵斥工件的加工誤差。熱變形對(duì)加工精度的影響較大，特別是精細(xì)加工和大件加工中，熱變形所引起的加工有時(shí)占到加工誤差的40%-70%。.五、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差1.工藝系統(tǒng)的熱變形及其熱源1電氣熱2傳動(dòng)部分將發(fā)生摩擦熱軸承副、齒輪副、離合器、導(dǎo)軌副等3帶熱的切屑和冷卻液落在床身上。4環(huán)境傳來的熱室溫的變化、陽光的照射、取暖安裝的影響等.五

26、、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差2.機(jī)床的熱變形及其對(duì)加工精度的影響由于各類機(jī)床的構(gòu)造和任務(wù)條件相差很大，所以引起機(jī)床熱變形的熱源和變形方式也是多種多樣的。加工精度要求很高或較高的精細(xì)機(jī)床半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床床身較長的機(jī)床 .五、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差2.機(jī)床的熱變形及其對(duì)加工精度的影響由于各類機(jī)床的構(gòu)造和任務(wù)條件相差很大，所以引起機(jī)床熱變形的熱源和變形方式也是多種多樣的。加工精度要求很高或較高的精細(xì)機(jī)床半自動(dòng)和自動(dòng)機(jī)床床身較長的機(jī)床 .五、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差3.減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響的根本途徑1構(gòu)造措施1熱對(duì)稱構(gòu)造.第二節(jié) 影響加工精度的要素及其分析.3.減少機(jī)床熱變形對(duì)加工

27、精度影響的根本途徑1構(gòu)造措施2在設(shè)計(jì)上使關(guān)鍵件的熱變形避開加工誤差的敏感方向。.3.減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響的根本途徑1構(gòu)造措施3合理安排支承的位置.3.減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響的根本途徑1構(gòu)造措施4對(duì)發(fā)熱量大的熱源如裝入式電動(dòng)機(jī)、泵、油池、軸承等采用足夠冷卻的措施擴(kuò)展散熱外表，保證良好的自然冷卻條件。運(yùn)用強(qiáng)迫式的冷卻：空氣冷卻、水冷卻、循環(huán)光滑5隔離熱源可以從根本上減少機(jī)床的熱變形 油池(連同油泵、閥等)、冷卻液箱等成為獨(dú)立的單元從機(jī)床中移到外面以后，機(jī)床的熱變形可顯著地下降.3.減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響的根本途徑1構(gòu)造措施6平衡關(guān)鍵件的溫升，防止彎曲變形熱補(bǔ)償法 .3.減少機(jī)床

28、熱變形對(duì)加工精度影響的根本途徑2工藝措施1在安裝機(jī)床的區(qū)域內(nèi)堅(jiān)持恒定的環(huán)境溫度 均勻安排車間內(nèi)加熱器，取暖系統(tǒng)等的位置，使熱流的方向不朝向機(jī)床，以及建立車間門斗或簾幕精細(xì)機(jī)床還不應(yīng)遭到陽光的直接照射，以免引起不均勻的熱變形2將精細(xì)機(jī)床中的坐標(biāo)鏜床、螺紋機(jī)床和齒輪機(jī)床等安裝在恒溫室中運(yùn)用 恒溫精度應(yīng)嚴(yán)厲控制普通精度取1，精細(xì)級(jí)0.5，超精細(xì)級(jí)為0.01恒溫基數(shù)那么可按季節(jié)適當(dāng)?shù)丶右宰儎?dòng).3.減少機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響的根本途徑2工藝措施3讓機(jī)床在開車后空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，在到達(dá)或接近熱平衡后再進(jìn)展加工在加工有些精細(xì)零件時(shí)，雖然有不切削的延續(xù)時(shí)間，但仍讓機(jī)床空轉(zhuǎn)，以堅(jiān)持機(jī)床的熱平衡。.4.刀具的熱變形

29、及其對(duì)加工精度的影響.5.工件的熱變形 工件在機(jī)械加工中所產(chǎn)生的熱變形，主要是由于切削熱的作用。有些大型零件同時(shí)還受環(huán)境溫度變化的影響如機(jī)床床身導(dǎo)軌。 對(duì)于車、銑、刨、立鏜、外拉削等切削流暢、切削和刀具的摩擦較小的情況，大部分切削熱被切屑帶走，傳入工件的熱量為10%左右對(duì)于鉆孔，由于鉆頭橫刃的擠壓作用，切屑與排屑溝的摩擦以及散熱條件不好等緣由，鉆孔是所產(chǎn)生的熱量約50%進(jìn)入工件磨削時(shí)，約有84%的磨削熱傳入工件在臥鏜鑄鐵工件時(shí)，切屑幾乎全部留在孔內(nèi)，傳給切屑的熱量又傳給了工件 四種不同的加工方式.5.工件的熱變形 即使是同一加工方式，同樣的熱量，由于工件受熱體積不同，引起溫升的熱變形也不一樣。

30、薄壁件和實(shí)心件工件的裝夾方式對(duì)工件熱變形也有影響工件受熱的均勻與否，對(duì)熱變形的影響也很大，假設(shè)工件單面受熱，就容易產(chǎn)生彎曲 在兩死頂尖間加工軸件，因頂尖不能軸向挪動(dòng)，那么工件的熱升長受阻導(dǎo)致兩頂尖間產(chǎn)生軸向力，使工件彎曲變形，加工后呈鞍形外形誤差。內(nèi)圓磨床磨短薄壁套內(nèi)孔時(shí)，雖可看作均勻受熱，但由于在夾壓點(diǎn)處的散熱條件好，該處的溫升較其它部分低，故加工終了冷卻后工件出現(xiàn)棱圓形的圓度誤差.5.工件的熱變形 對(duì)于工件受熱均勻情況測(cè)得的工件溫升為 ，那么熱伸長 直徑上和長度上)可以按簡單的物理公式計(jì)算式中：工資料的熱膨脹系數(shù)，鋼材為鑄鐵為工件在熱變形方向上的尺寸.5.工件的熱變形 對(duì)于工件受熱均勻情況

31、精加工磨削絲杠例子：那么絲杠的伸長量為：，每磨一次溫度就升高約而6級(jí)絲杠的螺距累積誤差在全長上不允許超越由此可見熱變形的嚴(yán)重性假設(shè)絲杠長度為.熱變形對(duì)粗精加工影響例子：在一臺(tái)三工位的組合機(jī)床上，第一個(gè)工位是裝卸工件，第二個(gè)工位是鉆，第三個(gè)工位是鉸孔，鉆孔尺寸為 20mm資料為鑄鐵，鉆孔時(shí)轉(zhuǎn)速，進(jìn)給量溫升達(dá)，那么工件的孔在直徑上脹大了：鉆孔終了后接著鉸孔，等到工件冷下來一收縮，誤差就超越了7級(jí)精度的公差。所以說在這種場(chǎng)所下，粗加工的工件變形就不能忽視了?？傮w來說，工件受熱均勻，主要影響尺寸精度5.工件的熱變形 .5.工件的熱變形 對(duì)于工件受熱不均勻情況，將產(chǎn)生外形誤差機(jī)床導(dǎo)軌面的磨削例子M131

32、W型外圓磨床導(dǎo)軌在磨削熱作用下，上下溫差可達(dá)3在垂直面的熱變形達(dá)為了保證磨削精度，就不得不在走過幾個(gè)行程后停車等待，讓周圍的空氣把工件外表的熱量帶走。 .5.工件的熱變形 減少工件熱變形對(duì)加工精度影響的措施在切削區(qū)域施加充分的冷卻液；提高切削速度或進(jìn)給量，使傳入工件的熱量減少；工件在精加工前有充分時(shí)間間隙，使它得到足夠的冷卻；勿讓刀具和砂輪過分磨鈍就進(jìn)展刃磨和修正，以減少切削熱和磨削熱；使工件在夾緊形狀下有伸縮的自在如高速切削和高速磨削如采用彈簧后頂尖氣動(dòng)后頂尖 .六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形在主軸和箱體加工中，都安排有時(shí)效處置的工序，目的是為了消除工件的內(nèi)應(yīng)力所謂內(nèi)應(yīng)力，指的是當(dāng)外部的載荷去除 以后

33、，仍殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力切削磨削帶來的內(nèi)應(yīng)力后續(xù)課程討論 內(nèi)應(yīng)力是由于金屬內(nèi)部宏觀的或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。其外界要素就來自熱加工和冷加工。 .六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力在鑄、鍛、焊、熱處置等加工過程中，毛坯各部分冷熱收縮不均勻、金相組織轉(zhuǎn)變的體積變化毛坯的內(nèi)應(yīng)力暫時(shí)處于相對(duì)平衡的形狀，在短時(shí)期內(nèi)還看不出有什么變動(dòng)。但在切削去某些外表部分以后，就突破了這種平衡，內(nèi)應(yīng)力重新分布，零件就明顯地出現(xiàn)了變形。 .六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力.六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力.六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形冷校直

34、帶來的內(nèi)應(yīng)力絲杠之類的細(xì)長軸車削后，棒料在軋制中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，產(chǎn)生彎曲校直力在校直過程中對(duì)工件產(chǎn)生彈性變形和塑性變形當(dāng)外力F去除以后，彈性變形與塑性變形相互牽制構(gòu)成新的內(nèi)應(yīng)力分布.六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力.七、保證和提高加工精度的途徑1.聽其自然，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法細(xì)長軸1)進(jìn)給方向由卡盤指向尾座，和普通車削法的進(jìn)給方向剛好相反。 .七、保證和提高加工精度的途徑1.聽其自然，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法細(xì)長軸2)采用大進(jìn)給量和大的主偏角車刀3)伸縮性的活頂尖使工件在熱伸長下有伸縮的余地。 4)在卡盤一端的工件上車出一個(gè)縮頸部

35、分，消除由于坯料本身的彎曲而在卡盤強(qiáng)迫夾持下軸心線歪斜的影響 .七、保證和提高加工精度的途徑1.聽其自然，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法細(xì)長軸.七、保證和提高加工精度的途徑1.聽其自然，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法薄片零件.七、保證和提高加工精度的途徑1.聽其自然，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法薄片零件.七、保證和提高加工精度的途徑2.人為設(shè)誤，相反相成，抵消受力變形和傳動(dòng)誤差的方法.七、保證和提高加工精度的途徑2.人為設(shè)誤，相反相成，抵消受力變形和傳動(dòng)誤差的方法.七、保證和提高加工精度的途徑2.人為設(shè)誤，相反相成，抵消受力變形和傳動(dòng)誤差的方法

36、車削外圓零件時(shí)，為減小徑向力引起的變形，采用前后雙刀架“對(duì)刀切削，可使徑向切削力相互抵消.七、保證和提高加工精度的途徑3.減少范圍，分別處置，分組控制定位誤差的方法經(jīng)過誤差復(fù)映規(guī)律，引起了本工序尺寸誤差和外形誤差的擴(kuò)展經(jīng)過定位誤差的作用，引起了本工序各外表間位置誤差的擴(kuò)展采用分組調(diào)整均分誤差的方法.七、保證和提高加工精度的途徑4.發(fā)明條件，撇開干擾，變形轉(zhuǎn)移和誤差轉(zhuǎn)移的方法.七、保證和提高加工精度的途徑4.發(fā)明條件，撇開干擾，變形轉(zhuǎn)移和誤差轉(zhuǎn)移的方法.七、保證和提高加工精度的途徑5.確保驗(yàn)收，把好最后一道關(guān)，“就地加工到達(dá)最終精度的方法.七、保證和提高加工精度的途徑5.確保驗(yàn)收，把好最后一道關(guān)

37、，“就地加工到達(dá)最終精度的方法.七、保證和提高加工精度的途徑6.有比較，才有鑒別，誤差平均的方法像研磨加工一樣經(jīng)過外表間相對(duì)研擦和磨損而使誤差不斷減少的過程，稱之為誤差平均的方法；常利用誤差平均的方法來制造精細(xì)零件，如：直角尺、角度規(guī)、多棱體、分度盤、規(guī)范絲杠等高精細(xì)度的量具和工具;誤差平均法的本質(zhì)是：利用有親密聯(lián)絡(luò)的外表相互比較，相互檢查，從對(duì)比中找出差距以后，或是相互糾正(如偶件的對(duì)研)或是互為基準(zhǔn)進(jìn)展加工。.七、保證和提高加工精度的途徑7.實(shí)時(shí)檢測(cè)，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，偶件自動(dòng)配制和溫度積極控制的方法自動(dòng)丈量：在加工中隨時(shí)丈量出工件的實(shí)踐尺寸(外形、位置精度)，隨時(shí)給刀具以附加的補(bǔ)償量以控制刀具和

38、工件間的相對(duì)位置。如：自動(dòng)丈量和自動(dòng)補(bǔ)償偶件自動(dòng)配磨 ：將互配件中的一件作為基準(zhǔn)，去控制另一件的加工精度。 積極控制起決議性作用的加工條件 ：在某些復(fù)雜精細(xì)零件的加工中，針對(duì)起決議作用的誤差要素進(jìn)展積極控制，使誤差在很小的變動(dòng)范圍以內(nèi)。 如：精細(xì)螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制。 .第三節(jié) 加工誤差的綜合分析一、加工誤差的性質(zhì)系統(tǒng)性誤差延續(xù)加工一批零件時(shí)，這類誤差的大小和方向堅(jiān)持不變，或是按一定的規(guī)律而變化。前者稱為常值系統(tǒng)性誤差，后者稱為變值系統(tǒng)性誤差。隨機(jī)性誤差在加工一批零件中，這類誤差的大小和方向是不規(guī)律地變化著的。毛坯誤差余量大小不一，硬度不勻等)的復(fù)映、定位誤差基準(zhǔn)面尺寸不一，間隙影響等)、夾

39、緊誤差?yuàn)A緊力大小不一、多次調(diào)整的誤差、內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差等等都是隨機(jī)性誤差.第三節(jié) 加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法分布曲線法點(diǎn)圖法.分布曲線法例1 檢查一批精鏜后的活塞銷孔直徑尚未采用滾擊法前的數(shù)據(jù)，圖紙規(guī)定的尺寸及公差為 ，抽查件數(shù)為100。丈量時(shí)發(fā)現(xiàn)它們的尺寸是各不一樣的，這種景象稱之為尺寸分散。把丈量所得的數(shù)據(jù)按尺寸大小分組，每組的尺寸間隔為0.002mm，那么可列表如表5-1所示 表5-1 活塞銷孔直徑丈量結(jié)果 .分布曲線法表中是丈量的工件數(shù)。假設(shè)用每組的件數(shù)或頻率作為縱坐標(biāo)，以尺寸范圍的中點(diǎn)為橫坐標(biāo)，就可以作成如右圖所示的折線圖。 .分散范圍=最大孔徑-最小孔徑=28

40、.004-27.992=0.012mm分散范圍中心即平均孔徑公差范圍中心.分布曲線法實(shí)踐丈量的結(jié)果表示：一部分工件已超出了公差范圍(占18%)，成了廢品，如圖中陰影部分就表示了廢品部分。但是，從圖中也可以看出，這批工件的分散范圍比公差帶小，但還是有18%的工件尺寸超出了公差上限。.分布曲線法呵斥這種結(jié)果的緣由是分散范圍中心與公差帶中心不重合假設(shè)可以設(shè)法將分散中心調(diào)整到與公差范圍中心重合，一切工件將全部合格。鏜孔時(shí)要將鏜刀伸出量調(diào)整得短一些才好處理這道工序的精度問題是消除常值系統(tǒng)性誤差。.例2在無心磨床上用貫穿法磨削活塞銷，其公差為，公差范圍為27.999-27.990=0.009mm。設(shè)加工后

41、量得的工件尺寸分布如圖5-62所示，那么尺寸分散范圍0.016大于公差范圍0.009，常值系統(tǒng)誤差為27.9980-27.9945=0.0035mm，即使把分散范圍中心調(diào)整到與公差范圍中心重合,也還是要產(chǎn)生不合格品的(如圖陰影部分所示)?；钊N實(shí)踐直徑尺寸分布折線圖.實(shí)踐分布曲線：在繪制一批工件的尺寸分布圖時(shí)，假設(shè)所取的工件數(shù)量添加而尺寸間隔獲得很小時(shí)，那么作出的折線圖就非常接近光滑的曲線，這就是所謂實(shí)踐分布曲線，如上圖中點(diǎn)劃線所示。正態(tài)分布曲線 ：在正常條件下加工一批工件，其尺寸分布情況常和上述曲線類似。在研討加工誤差問題時(shí)，我們經(jīng)常運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中一些“實(shí)際分布曲線來近似地替代實(shí)踐分布曲線

42、，這樣做有很大的方便和益處，其中運(yùn)用最廣的便是正態(tài)分布曲線(或稱高斯曲線)，它的方程式用概率密度函數(shù)y(x)來表示： .當(dāng)采用這個(gè)實(shí)際分布曲線來代表加工尺寸的實(shí)踐分布曲線時(shí)，上列方程各個(gè)參數(shù)的含義為： 工件尺寸； 工件平均尺寸分散范圍中心， 均方根誤差 -1 工件總數(shù)工件數(shù)目應(yīng)足夠多，例如100-200件 正態(tài)分布曲線下面所包含的全部面積代表了全部工件，即100%， 而以下圖a中陰影部分的面積F為尺寸從 到x間的工件的頻率：.在實(shí)踐計(jì)算時(shí)，我們可以直接采用前人曾經(jīng)作好的積分表分布曲線法實(shí)際證明：在調(diào)整好了的機(jī)床例如自動(dòng)機(jī)床上加工，引起誤差的要素中沒有特別顯著的要素，而且加工情況正常機(jī)床、夾具、

43、刀具在良好的形狀下那么一批工件的實(shí)踐尺寸分布可以看作是正態(tài)分布也就是說，假設(shè)引起系統(tǒng)性誤差的要素不變，引起隨機(jī)性誤差的多種要素的作用都微小且在數(shù)量級(jí)上大致相等，那么加工所得的尺寸將按正態(tài)分布曲線分布。.分布曲線法正態(tài)分布曲線具有以下特點(diǎn)：曲線成鐘形，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) 。工件尺寸大于 和小于 的同間距范圍內(nèi)的頻率是相等的 。.分布曲線法正態(tài)分布曲線具有以下特點(diǎn)：表示正態(tài)分布曲線外形的參數(shù)是 。如圖 (b)所示， 越大，曲線越平坦，尺寸越分散，也就是加工精度越低； 越小，曲線越峻峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。從附表中可以查

44、出， 時(shí)，F(xiàn)=49.865%，2F=99.73%。即工件尺寸在 以外的頻率只占0.27%,可以忽略不計(jì)。因此，普通都取正態(tài)分布曲線的分散范圍為 .分布曲線法正態(tài)分布曲線具有以下特點(diǎn)： (或 )的概念在研討加工誤差問題時(shí)運(yùn)用很廣，是一個(gè)很重要的概念。 的大小代表了某一種加工方法在規(guī)定的條件下(毛坯余量、切削用量、正常的機(jī)床、夾具、刀具等)所能到達(dá)的加工精度。所以在普通情況下我們應(yīng)該使公差帶的寬度T 和均方根誤差 之間具有以下關(guān)系 :思索到變值系統(tǒng)性誤差(如刀具磨損)及其他要素的影響，總是使公差帶的寬度大于.分布曲線法在上述檢查活塞銷孔的例子中，由表5-1所列的丈量數(shù)值來計(jì)算 通常就以 作為在正常

45、消費(fèi)條件下一次調(diào)整、同一機(jī)床、同一切削用等整批活塞銷孔的尺寸分散范圍。試比較一下上面所抽查100件丈量的結(jié)果，尺寸分散范圍為0.012mm，可見是頗為接近的 .分布曲線法正態(tài)分布曲線除了用來進(jìn)展加工誤差性質(zhì)的判別外，還經(jīng)常用來進(jìn)展工藝才干(工序才干)的計(jì)算所謂工藝才干是用工藝才干系數(shù) 來表示的，它是公差范圍和實(shí)踐加工誤差之比 ，即：.根據(jù)工藝才干系數(shù) 的大小，可以將工藝分為5個(gè)等級(jí)：為特級(jí)，闡明工藝力過高，不一定經(jīng)濟(jì)；為一級(jí)，闡明工藝才干足夠，可以允許一定的動(dòng)搖；為二級(jí)，闡明工藝才干勉強(qiáng)，必需親密留意；為三級(jí)，闡明工藝才干缺乏，能夠出少量不 合格品；為四級(jí)，闡明工藝才干不行，必需加以改良。 普

46、通情況下，工藝才干不應(yīng)低于二級(jí) 在機(jī)械加工中，工件實(shí)踐尺寸的分布情況，有時(shí)也出現(xiàn)并不近似于正態(tài)的分布。 分布曲線法.分布范圍將6 除以相對(duì)分布系數(shù)K，即等于 。K值的大小與分布曲線的外形有關(guān)。表3-3列出了幾種典型分布曲線的K值和 值， 稱為相對(duì)不對(duì)稱系數(shù)。 分布曲線法.點(diǎn)圖法 要點(diǎn)：按加工的先后順序作出尺寸的變化圖，以暴露整個(gè)加工過程中誤差變化的全貌。詳細(xì)方法：按工件的加工順序定期丈量工件的尺寸，以其序號(hào)為橫坐標(biāo)，以量得的尺寸為縱坐標(biāo)，那么可得到如下圖的點(diǎn)圖。.點(diǎn)圖法 點(diǎn)圖的用法有多種，下面主要論述點(diǎn)圖在工藝穩(wěn)定性的斷定和工序質(zhì)量控制方面的運(yùn)用。所謂工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理來說，一個(gè)過程

47、(工序)的質(zhì)量參數(shù)的總體分布，其平均值 和均方根差 在整個(gè)過程(工序)中假設(shè)能堅(jiān)持不變，那么工藝是穩(wěn)定的。為了驗(yàn)證工藝的穩(wěn)定性，需求運(yùn)用 和 兩張點(diǎn)圖。 是將一批工件按照加工順序分成m個(gè)為一組、第i組的平均值，共K組； 是第i組數(shù)值的極差 。兩張圖經(jīng)常合在一同運(yùn)用，通稱為 圖(圖5-66)。 .點(diǎn)圖法在 圖上分別畫出中心線和控制線，控制線就是用來判別工藝能否穩(wěn)定的界限線 圖的中心線為圖的中心線為圖的上控制界限為圖的下控制界限為圖的上控制界限為圖的下控制界限為.點(diǎn)圖法表5-11 正常動(dòng)搖與異常動(dòng)搖的標(biāo)志 與工藝過程加工誤差分布圖分析法比較，點(diǎn)圖分析法的特點(diǎn)是：1)所采用的樣本為順序小樣本；2)能

48、在工藝過程進(jìn)展中及時(shí)提供自動(dòng)控制的資料；3)計(jì)算簡單。.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量一、概述機(jī)器零件的機(jī)械加工質(zhì)量，除了加工精度之外，外表質(zhì)量也是極其重要而不容忽視的一個(gè)方面。產(chǎn)品的任務(wù)性能，尤其是它的可靠性、耐久性、在很大程度上取決于其主要零件的外表質(zhì)量。TDM1150型超精細(xì)車床可以對(duì)直徑最大為300mm、長度最大為1500mm、晶體構(gòu)造尺寸為3mm200mm的成形輥筒進(jìn)展構(gòu)造加工可以到達(dá)4nm5nm的外表光潔度.一、概述機(jī)械加工的外表不能夠是理想的光滑外表，而是存在著外表粗糙度、波度等外表幾何外形誤差以及劃痕、裂紋等外表缺陷的。外表層的資料在加工時(shí)也會(huì)產(chǎn)生物理性質(zhì)的變化，有些情況下還會(huì)產(chǎn)生化

49、學(xué)性質(zhì)的變化，該層總稱為加工蛻變層.一、概述(1)外表粗糙度：外表的微觀幾何外形誤差；(2)波度：介于加工精度宏觀和外表粗糙度之間的周期性幾何外形誤差，它主要是加工過程中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)所引起的。1.外表的幾何外形特性，主要由以下兩個(gè)部分組成：.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量2.外表層的物理、機(jī)械性能的變化，主要有以下三個(gè)方面的內(nèi)容：(1)外表層因塑性變形引起的冷作硬化；(2)外表層因切削熱引起的金相組織的變化；(3)外表層中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響1.外表質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響零件的耐磨性主要與摩擦副的資料及光滑條件有關(guān);但在這些條件曾經(jīng)確定的情況下，零件的外表質(zhì)量就起決議性

50、的作用。 .第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量外表粗糙度對(duì)耐磨性的影響 零件磨損的三個(gè)階段：初期磨損階段，正常磨損階段，急劇磨損階段。磨損過程的根本規(guī)律.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量一對(duì)摩擦副在一定的任務(wù)條件下通常有一最正確粗糙度，過大或過小的粗糙度均會(huì)引起任務(wù)時(shí)的嚴(yán)重磨損。初期磨損量與外表粗糙度的關(guān)系.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量外表粗糙度的輪廓外形及加工紋路方向也對(duì)耐磨性有顯著的影響;外表蛻變層會(huì)顯著地改動(dòng)耐磨性。外表層的冷作硬化減少了摩擦副接觸部分處的彈性和塑性變形，因此減少了磨損，但是硬化程度與耐磨性并不成線性關(guān)系，硬化層也必需控制在一定的范圍內(nèi);外表層產(chǎn)生金相組織變化時(shí)由于改動(dòng)了根本資料的原來硬度，因

51、此也直接影響耐磨性。.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量2.外表質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響在交變載荷的作用下，零件外表的粗糙度、劃痕和裂紋等缺陷容易引起應(yīng)力集中而萌生和擴(kuò)展疲勞裂紋呵斥疲勞損壞;外表層的剩余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響極大。外表層的剩余緊縮應(yīng)力可以提高零件的疲勞強(qiáng)度。而剩余拉伸應(yīng)力容易使已加工外表產(chǎn)生裂紋因此降低疲勞強(qiáng)度;外表的冷作硬化層能提高零件的疲勞強(qiáng)度，這是由于硬化層能妨礙已有裂紋的擴(kuò)展和新的疲勞裂紋的產(chǎn)生。.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量3.外表質(zhì)量對(duì)零件抗腐蝕性能的影響降低外表粗糙度可以提高零件的抗腐蝕性;外表產(chǎn)生冷作硬化或金相組織變化時(shí)亦常會(huì)降低抗腐蝕才干。4.外表質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量的影響對(duì)于間隙配

52、合外表，假設(shè)粗糙度太大，初期磨損量就大，任務(wù)時(shí)間一長配合間隙就會(huì)增大，影響了間隙配合的穩(wěn)定性。.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量3.外表質(zhì)量對(duì)零件抗腐蝕性能的影響降低外表粗糙度可以提高零件的抗腐蝕性;外表產(chǎn)生冷作硬化或金相組織變化時(shí)亦常會(huì)降低抗腐蝕才干。4.外表質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量的影響對(duì)于過盈配合外表，軸在壓入孔內(nèi)時(shí)外表粗糙度的部分凸峰會(huì)擠平，而使實(shí)踐過盈量比預(yù)定的小，影響了過盈配合的可靠性。所以對(duì)有配合要求的外表都要求較低的粗糙度。.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量5其他影響對(duì)沒有密封件的液壓油缸、滑閥來說，降低粗糙度可以減少走漏、提高其密封性能；較低的外表粗糙度可使零件具有較高的接觸剛度；對(duì)于滑動(dòng)零件，降低粗

53、糙度能使摩擦系數(shù)降低、運(yùn)動(dòng)靈敏性增高，并減少發(fā)熱和功率損失；外表層的剩余應(yīng)力會(huì)使零件在運(yùn)用過程中緩慢變形，失去原來的精度，降低機(jī)器的任務(wù)質(zhì)量等。.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素一切削加工后的外表粗糙度1.切削加工外表粗糙度的構(gòu)成 在切削加工外表上，垂直于切削速度方向的粗糙度稱為橫向粗糙度，在切削速度方向上丈量的粗糙度稱為縱向粗糙度。普通來說，橫向粗糙度較大，它主要由幾何要素和物理要素兩方面構(gòu)成，縱向粗糙度那么主要由物理要素構(gòu)成。.三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素1幾何要素：在理想的切削條件下，刀具相對(duì)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工外表上遺留下來的切削層殘留面積，構(gòu)成

54、實(shí)際粗糙度，其最大高度 ，可由刀具外形、進(jìn)給量f按幾何關(guān)系求得。.在刀尖圓弧半徑為零時(shí)， 可由下式求得： 式中：f工件每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量； 、 車刀的主偏角和副偏角。實(shí)踐車刀刀尖總有圓角半徑 ，此時(shí) 可由下式求得:三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.2物理要素：1)在切削過程中刀具的刃口圓角及后面的擠壓與摩擦使金屬資料發(fā)生塑性變形而使實(shí)際殘留面積擠歪或溝紋加深，因此增大了外表粗糙度。圖中的外表實(shí)踐輪廓外形由幾何要素與物理要素綜合構(gòu)成，因此與由純幾何要素所構(gòu)成的實(shí)際輪廓有較大的差別。三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.2物理要素：2)切削過程中出現(xiàn)刀瘤與鱗刺，會(huì)使外表粗糙度嚴(yán)重地惡化，在加工塑性資

55、料(如低碳鋼、鉻鋼、不銹鋼、鋁合金等)時(shí)，常是影響粗糙度的主要要素。三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.2.降低外表粗糙度的措施由幾何要素引起的粗糙度過大，可經(jīng)過減小切削層殘留面積來處理。減小進(jìn)給量、刀具的主、副偏角，增大刀尖園角半徑，均能有效地降低外表粗糙度;由物理要素引起的粗糙度過大，主要應(yīng)采取措施減少加工時(shí)的塑性變形，防止產(chǎn)生刀瘤和鱗刺，對(duì)此影響最大的是切削速度和被加工資料的性能。三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.2.降低外表粗糙度的措施切削速度v的影響 三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素v愈高，切削過程中切屑和加工外表的塑性變形程度就愈輕，因此粗糙度也愈小采用較高的切削速度常能

56、防止刀瘤、鱗刺的產(chǎn)生。.2.降低外表粗糙度的措施被加工資料性能的影響韌性較大的塑性資料，加工后粗糙度愈大;脆性資料的加工粗糙度比較地接近實(shí)際粗糙度。對(duì)于同樣的資料，晶粒組織愈是粗大，加工后的粗糙度也愈大;因此為了降低加工后的外表粗糙度，常在切削加工前進(jìn)展調(diào)質(zhì)或正火處置，以得到均勻細(xì)密的晶粒組織和較高的硬度。三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.2.降低外表粗糙度的措施刀具的幾何外形、資料、刃磨質(zhì)量的影響刀具的前角對(duì)切削過程的塑性變形有很大影響;前角值增大時(shí)，塑性變形程度減小，粗糙度也就能減小; 為負(fù)值時(shí)，塑性變形增大，粗糙度也增大;后角 過小會(huì)添加摩擦。刃傾角 的大小又會(huì)影響刀具的實(shí)踐前角，因

57、此都會(huì)影響加工外表的粗糙度。三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.第四節(jié) 機(jī)械加工外表質(zhì)量三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素二磨削加工后的外表粗糙度磨削加工與切削加工有許多不同處，砂輪上的磨削刃外形和分布很不均勻，且隨著砂輪任務(wù)外表的修正、磨粒的磨耗不斷改動(dòng);磨削加工外表是由砂輪上大量的磨?？虅澇龅臒o數(shù)極細(xì)的溝槽構(gòu)成的;在磨削過程中由于磨粒大多具有很大的負(fù)前角，所以產(chǎn)生了比切削加工大得多的塑性變形。.二磨削加工后的外表粗糙度影響磨削外表粗糙度的主要要素有：砂輪的粒度砂輪的粒度愈細(xì)粗糙度愈小粗粒度砂輪假設(shè)經(jīng)過細(xì)修 整，在磨粒上車出微刃后 也能加工出低粗糙度外表三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要

58、素.二磨削加工后的外表粗糙度影響磨削外表粗糙度的主要要素有：(2)砂輪的修整 修整砂輪的金剛石工具愈鋒利，修整導(dǎo)程愈小，修整深度愈小，那么外表粗糙度值愈小。 (3)砂輪速度提高砂輪速度可以顯著 降低工件外表粗糙度。三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.影響磨削外表粗糙度的主要要素有：(4)磨削背吃刀量與工件速度三、機(jī)械加工外表的粗糙度及其影響要素.一加工外表的冷作硬化切削(磨削)過程中外表層產(chǎn)生的塑性變形使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲，并產(chǎn)生晶粒的拉長、破碎和纖維化，引起資料的強(qiáng)化，這時(shí)它的強(qiáng)度和硬度都提高了，這就是冷作硬化景象。外表層的硬化程度主要以冷硬層 的深度h、外表層的顯微硬度H

59、以及硬化程度N表示，其中: 為基體資料的硬度四、機(jī)械加工后外表物理機(jī)械性能的變化.一加工外表的冷作硬化影響冷作硬化的要素刀具的影響前角減小，或刃口及后刀面的 磨損量增大時(shí)，冷硬層深度和 硬度也隨之增大切削用量的影響切削速度會(huì)使溫度增高，有助于冷硬的回復(fù)；刀具與工件接觸時(shí)間短，塑性變形程度減小進(jìn)給量增大時(shí)，切削力增大，塑性變形程度也增大；進(jìn)給量較小時(shí)，刀具刃口圓角在加工外表單位長度上的擠壓次數(shù)增多被加工資料的影響 硬度愈小，塑性愈大切削后的冷硬景象愈嚴(yán)重四、機(jī)械加工后外表物理機(jī)械性能的變化.二加工外表層的金相組織變化熱蛻變層磨削加工由于磨削速度高，大部分磨粒帶有很大的負(fù)前角，磨粒除了切削作用外，

60、很大程度是在刮擦擠壓工件外表，因此產(chǎn)生的磨削熱比切削時(shí)大得多。加之，磨削時(shí)約有70%以上的熱量瞬時(shí)進(jìn)入工件，只需小部分經(jīng)過切屑、砂輪、冷卻液、大氣帶走，致使磨削時(shí)工件外表層溫度比切削時(shí)高得多，外表層的金相組織產(chǎn)生更為復(fù)雜的變化，直接影響了零件的運(yùn)用性能。四、機(jī)械加工后外表物理機(jī)械性能的變化.二加工外表層的金相組織變化熱蛻變層磨削時(shí)工件表層的溫度四、機(jī)械加工后外表物理機(jī)械性能的變化.二加工外表層的金相組織變化熱蛻變層磨削時(shí)工件表層的溫度四、機(jī)械加工后外表物理機(jī)械性能的變化.二加工外表層的金相組織變化熱蛻變層磨削外表層的金相組織變化磨削外表金相組織變化程度與工件資料、 磨削溫度、 加熱時(shí)間等要素有