第六章 機(jī)械加工質(zhì)量

第六章機(jī)械加工質(zhì)量本章提要

機(jī)器零件的加工質(zhì)量是整臺(tái)機(jī)器質(zhì)量的基礎(chǔ)。機(jī)器零件的加工質(zhì)量一般用機(jī)械加工精度和加工表面質(zhì)量兩個(gè)重要指標(biāo)表示，它的高低將直接影響整臺(tái)機(jī)器的使用性能和壽命。內(nèi)容提綱6.16.26.36.4概述機(jī)械加工精度的影響因素及控制加工誤差的綜合分析機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制第一節(jié)概述機(jī)械加工質(zhì)量包括幾何參數(shù)方面的質(zhì)量和表面物理機(jī)械參數(shù)方面的質(zhì)量。其中幾何參數(shù)方面的尺寸精度、宏觀幾何精度和位置精度屬于機(jī)械加工精度范疇，而表面物理機(jī)械參數(shù)方面的質(zhì)量和微觀幾何形狀精度屬于機(jī)械加工表面質(zhì)量范疇。隨著機(jī)器速度、負(fù)載的增高以及自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，對(duì)機(jī)器性能的要求也不斷提高，因此保證機(jī)器零件具有更高的加工精度也越顯得重要。我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常遇到和需要解決的工藝問題，多數(shù)也是加工精度問題。研究機(jī)械加工精度的目的是研究加工系統(tǒng)中各種誤差的物理實(shí)質(zhì)，掌握其變化的基本規(guī)律，分析工藝系統(tǒng)中各種誤差與加工精度之間的關(guān)系，尋求提高加工精度的途徑，以保征零件的機(jī)械加工質(zhì)量。零件的機(jī)械加工表面質(zhì)量決定了機(jī)器的使用性能和延長使用壽命。機(jī)械加工表面質(zhì)量是以機(jī)械零件的加工表面和表面層作為分析和研究對(duì)象的。第一節(jié)概述

加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。

（1）零件的尺寸精度：加工后零件的實(shí)際尺寸與零件理想尺寸相符的程度。

（2）零件的形狀精度：加工后零件的實(shí)際形狀與零件理想形狀相符的程度。

（3）零件的位置精度：加工后零件的實(shí)際位置與零件理想位置相符的程度。第一節(jié)概述一、機(jī)械加工精度（一）機(jī)械加工精度的概念

加工誤差：實(shí)際加工不可能做得與理想零件完全一致，總會(huì)有大小不同的偏差，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。

加工誤差的大小表示了加工精度的高低。生產(chǎn)實(shí)際中用控制加工誤差的方法來保證加工精度。加工精度和加工誤差是從兩種觀點(diǎn)來評(píng)定零件幾何參數(shù)，所謂保證和提高加工精度問題就是限制和降低加工誤差問題。第一節(jié)概述一、機(jī)械加工精度（一）機(jī)械加工精度的概念獲得工件尺寸精度的方法有：試切法、調(diào)整法、定尺寸刀具法、自動(dòng)控制法1)試切法：調(diào)整—試切—測量計(jì)算—調(diào)整，這樣反復(fù)幾次直到試切尺寸符合要求為止。主要影響因素:測量精度，微進(jìn)給機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確性，刀具的切削性能；可達(dá)到很高的精度。第一節(jié)概述一、機(jī)械加工精度（二）加工精度的獲得方法獲得工件尺寸精度的方法有：試切法、調(diào)整法、定尺寸刀具法、自動(dòng)控制法第一節(jié)概述一、機(jī)械加工精度（二）加工精度的獲得方法2)調(diào)整法：首先調(diào)整好刀具與工件的相對(duì)位置,并要求在一批零件的加工過程中保持這個(gè)位置不變。如多刀機(jī)床,六角自動(dòng)車床等。影響因素與試切法相同，有調(diào)整精度和調(diào)整裝置的剛度等。4)自動(dòng)控制法:將測量、調(diào)整和切削等機(jī)構(gòu)組成一個(gè)自動(dòng)加工系統(tǒng)，工件達(dá)到尺寸后，系統(tǒng)自動(dòng)停止加工。第一節(jié)概述一、機(jī)械加工精度（二）加工精度的獲得方法3)定尺寸刀具法:用刀具尺寸來保證工件尺寸。第一節(jié)概述機(jī)械加工后的零件表面實(shí)際上不是理想的光滑表面，它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。雖然只有極薄的一層（幾微米——幾十微米），但都錯(cuò)綜復(fù)雜地影響著機(jī)械零件的耐磨性、抗腐蝕性、配合質(zhì)量和疲勞強(qiáng)度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此必須加以足夠的重視。二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（一）表面質(zhì)量的概念吸附層

<8nm基體材料纖維層壓縮區(qū)

幾十~幾百微米熱影響區(qū)顯微硬度殘余應(yīng)力加工表面層沿深度變化示意圖殘余拉應(yīng)力(＋)；殘余壓應(yīng)力(－)第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（一）表面質(zhì)量的概念零件表面質(zhì)量表面粗糙度表面波度表面物理力學(xué)性能的變化表面微觀幾何形狀誤差表面層冷作硬化表面層殘余應(yīng)力表面層金相組織的變化機(jī)械加工表面質(zhì)量是指經(jīng)過機(jī)械加工后零件表面層所產(chǎn)生的物理機(jī)械性能的變化以及表面層微觀幾何形狀誤差，又稱為表面完整性，主要包括表面層微觀幾何形狀和表面層物理機(jī)械性能。第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（一）表面質(zhì)量的概念表面粗糙度：表面微觀幾何形狀誤差，其波長與波高的比值在L1/H1＜40的范圍內(nèi)，波距<1mm。由刀刃切削后形成。

表面波度：介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差L3/H3=1000）和表面粗糙度間的一種帶有周期性的幾何形狀誤差，其波長與波高的比值在40＜L2/H2＜1000的范圍，波距=1~10mm。由工藝系統(tǒng)的振動(dòng)引起。

紋理方向：表面刀紋的方向，它取決于表面形成過程中所采用的機(jī)械加工方法。

傷痕：加工表面上一些個(gè)別位置上出現(xiàn)的缺陷。例如：砂眼、氣孔、裂痕等。1、表面層的幾何形狀第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（一）表面質(zhì)量的概念L1范圍內(nèi)的凹凸不平(表面粗糙度)H1L2范圍內(nèi)的凹凸不平(波度)H2平面度H3表面粗糙度和波度1、表面層的幾何形狀第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（一）表面質(zhì)量的概念

表面層冷作硬化(簡稱冷硬)：在機(jī)械加工中,零件表面層產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷態(tài)塑性變形后,引起的強(qiáng)度和硬度都有所提高的現(xiàn)象。一般情況下表面硬化層的深度可達(dá)0.05—0.30mm。

表面層金相組織的變化：機(jī)械加工過程中，由于切削熱或磨削熱的作用引起工件表面溫升過高，表面層金屬的金相組織發(fā)生變化的現(xiàn)象。

表面層殘余應(yīng)力：是由于加工過程中切削變形和切削熱的影響，工件表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余拉應(yīng)力(＋)；殘余壓應(yīng)力(－)2、表面層的物理機(jī)械性能第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（一）表面質(zhì)量的概念零件耐磨性的影響因素：

摩擦副的材料；熱處理情況；潤滑條件；表面質(zhì)量(接觸面積)。1、表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響零件磨損三個(gè)階段：初期磨損階段；正常磨損階段；劇烈磨損階段磨損過程的基本規(guī)律

（1）表面粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響

表面粗糙度太大和太小都不耐磨表面粗糙度太大，接觸表面的實(shí)際壓強(qiáng)增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加??；表面粗糙度太小，也會(huì)導(dǎo)致磨損加劇。因?yàn)楸砻嫣饣娌蛔櫥?，接觸面間不易形成油膜，容易發(fā)生分子粘結(jié)而加劇磨損。1、表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

（1）表面粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)，載荷加大時(shí)，磨損曲線向上、向右移動(dòng)，最佳表面粗糙度值也隨之右移。

初期磨損量與粗糙度的關(guān)系1、表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（2）表面層的冷作硬化對(duì)零件耐磨性的影響

加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。因?yàn)樗鼓ゲ粮北砻鎸咏饘俚娘@微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。這是因?yàn)檫^分的冷作硬化，將引起金屬組織過度“疏松”，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中可能會(huì)產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。T7A鋼車削后不同冷硬度與耐磨性的關(guān)系HB磨損量(μm)1、表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（3）表面層產(chǎn)生的金相組織變化零件耐磨性的影響

金相組織的變化引起基體材料硬度的變化，進(jìn)而影響零件的耐磨性。1、表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（4）表面紋理對(duì)耐磨性的影響（1）表面粗糙度對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

對(duì)承受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位、劃痕和裂紋等容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。

表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。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，其抗疲勞破壞的能力越差。2、表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（2）表面層冷作硬化與殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分:

殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低疲勞強(qiáng)度殘余壓應(yīng)力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而提高零件的疲勞強(qiáng)度。殘余拉應(yīng)力(＋)；殘余壓應(yīng)力(－)2、表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（1）表面粗糙度對(duì)零件配合精度的影響

表面粗糙度較大，則降低了配合精度。（2）表面殘余應(yīng)力對(duì)零件配合精度的影響

表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。3、表面質(zhì)量對(duì)零件配合精度的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（1）表面粗糙度對(duì)零件耐腐蝕性能的影響

零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈。因此減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。（2）表面殘余應(yīng)力對(duì)零件耐腐蝕性能的影響

零件表面殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性，而表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。4、表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測量精度；對(duì)滑動(dòng)零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。表面層的殘余應(yīng)力會(huì)使零件在使用過程中繼續(xù)變形，失去原來的精度，降低機(jī)器的工作質(zhì)量。5、表面質(zhì)量對(duì)零件其它使用性能的影響第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量（二）表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響零件表面質(zhì)量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響對(duì)耐磨性的影響對(duì)耐腐蝕性能的影響對(duì)工作精度的影響粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度粗糙度越大、工作精度降低殘余應(yīng)力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之則降低耐腐蝕性第一節(jié)概述二、機(jī)械加工表面質(zhì)量在機(jī)械加工中，零件的尺寸、幾何形狀和表面間相對(duì)位置的形成，取決于工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過程中相互位置的關(guān)系。零件的機(jī)械加工是在由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的系統(tǒng)中進(jìn)行的。該系統(tǒng)即為工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)存在的誤差稱之為原始誤差；原始誤差是造成加工誤差的根源。原始誤差的存在，使工藝系統(tǒng)各組成部分之間的位置關(guān)系或速度關(guān)系偏離了理想狀態(tài)，致使加工后的零件產(chǎn)生了加工誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制原始誤差工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差調(diào)整誤差機(jī)床誤差刀具制造誤差?yuàn)A具誤差加工原理誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損殘余應(yīng)力引起變形測量誤差工藝系統(tǒng)熱變形第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制加工前加工中加工后若原始誤差是在加工前已存在，即在無切削負(fù)荷的情況下檢驗(yàn)的，稱為工藝系統(tǒng)靜誤差；若在有切削負(fù)荷情況下產(chǎn)生的則稱為工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制原理誤差：是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀刃形狀等原因而產(chǎn)生的加工誤差。車削螺紋，齒輪加工，齒輪滾刀，模數(shù)銑刀等機(jī)械加工中，采用近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃形狀進(jìn)行加工，雖然會(huì)由此產(chǎn)生一定的原理誤差，但卻可以簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)和減少刀具數(shù)，只要加工誤差能夠控制在允許的制造公差范圍內(nèi)，就可采用近似加工方法。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)的幾何誤差主要是指機(jī)床、夾具、刀具本身在制造時(shí)所產(chǎn)生的誤差、使用中的調(diào)整誤差和磨損誤差以及工件的定位誤差等，這些原始誤差將不同程度地反映到被加工工件上，形成零件的加工誤差。加工中，刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)，通常都是通過機(jī)床完成的。工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床誤差來源有：機(jī)床本身的制造、磨損和安裝。機(jī)床制造誤差中對(duì)工件加工精度影響較大的誤差有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差理論上機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)軸線的空間位置是固定不變的，即它的瞬時(shí)速度為零。而實(shí)際主軸系統(tǒng)中存在著各種影響因素，使主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置發(fā)生變化。主軸回轉(zhuǎn)誤差：主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線的最大位置變動(dòng)量。主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種不同形式的誤差。（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差徑向圓跳動(dòng)軸向竄動(dòng)角度擺動(dòng)徑向跳動(dòng):主軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的變動(dòng)量。車外圓時(shí)它使加工面產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差。產(chǎn)生徑向圓跳動(dòng)誤差的主要原因有：主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承工作表面的圓度誤差等。車削或鏜削圓柱面時(shí)將會(huì)造成圓柱度誤差，但對(duì)加工精度的影響不同。（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差——徑向跳動(dòng)一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差對(duì)于工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床，如車床、外圓磨床等，因切削力的方向不變，主軸回轉(zhuǎn)時(shí)作用在支承上的作用力也不變，此時(shí)，主軸的支承軸頸的圓度誤差影響較大，而軸承孔圓度誤差影響較小。(1)主軸回轉(zhuǎn)誤差——徑向跳動(dòng)對(duì)于刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床，如鉆床、銑鏜床等，切削力的方向隨旋轉(zhuǎn)方向改變，此時(shí)，主軸的支承軸頸的圓度誤差影響較小，而軸承孔圓度誤差影響較大。車削時(shí)純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度影響例：鏜孔時(shí)鏜桿回轉(zhuǎn)，鏜桿中心作某一方向的簡諧振動(dòng)。

車削加工：工件轉(zhuǎn)動(dòng)0點(diǎn)是工件的理想中心是工件的實(shí)際中心車削各點(diǎn)時(shí)的半徑：1點(diǎn)：R-A2點(diǎn)：R3點(diǎn)：R+A4點(diǎn)：R其直徑為2R,工件接近于真圓軸向竄動(dòng)：主軸回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的變動(dòng)量。（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差——軸向竄動(dòng)

車削端面時(shí)將造成工件端面的垂直度、平面度誤差；車削螺紋時(shí)將造成螺距誤差。

產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的原因是主軸軸肩端面和推力軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差角度擺動(dòng)：主軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角度的運(yùn)動(dòng)。車削時(shí)，它使加工表面產(chǎn)生圓柱度誤差和端面的形狀誤差。（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差——角度擺動(dòng)第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差主軸回轉(zhuǎn)時(shí)的純角度擺動(dòng)，在車削外圓時(shí)仍然可以得到一個(gè)圓形工件，但工件是一個(gè)圓錐體。在鏜床上鏜孔時(shí)，鏜出的孔則為橢圓形。（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差——角度擺動(dòng)第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差

提高主軸及箱體軸承孔的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。對(duì)于車床類，前后軸徑的圓度和同軸度影響較大；對(duì)于鏜床類，前后軸承孔的圓度和同軸度影響較大；（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差主軸回轉(zhuǎn)精度的測量方法（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式車床上車削鏜床上鏜削內(nèi)、外圓端面螺紋孔端面純徑向跳動(dòng)影響極小無影響圓度誤差無影響純軸向竄動(dòng)無影響平面度誤差垂直度誤差螺距誤差無影響平面度誤差垂直度誤差純角度擺動(dòng)圓柱度誤差影響極小螺距誤差圓柱度誤差平面度誤差（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差

1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響導(dǎo)軌是機(jī)床中確定各主要部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。（2）導(dǎo)軌誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差Δy時(shí)，在導(dǎo)軌全長上刀具相對(duì)于工件的正確位置將產(chǎn)生Δy的偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR=Δy的誤差。導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差將直接反映在被加工工件表面的法線方向(誤差敏感方向)上，對(duì)加工精度的影響最大。誤差的敏感方向：

加工誤差對(duì)加工精度影響最大的方向，為誤差的敏感方向。當(dāng)原始誤差方向恰為加工表面法線方向時(shí)，引起的加工誤差為最大；而當(dāng)原始誤差的方向恰為加工表面的切線方向時(shí)，引起的加工誤差為最小，通?？梢院雎?。

1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響（2）導(dǎo)軌誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差

2）導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度影響很小，一般可忽略不計(jì)。

（2）導(dǎo)軌誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差

3）導(dǎo)軌間的平行度誤差對(duì)加工精度的影響（2）導(dǎo)軌誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差

3）導(dǎo)軌間的平行度誤差對(duì)加工精度的影響當(dāng)前后導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有平行度誤差（扭曲誤差）時(shí)，刀架將產(chǎn)生擺動(dòng)，刀架沿床身導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲線，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。導(dǎo)軌間在垂直方向有平行度誤差時(shí)，將使工件與刀具的正確位置在誤差敏感方向產(chǎn)生偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR=Δy的誤差，對(duì)加工精度影響較大。（2）導(dǎo)軌誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差除了導(dǎo)軌本身的制造誤差之外，導(dǎo)軌磨損是造成機(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(duì)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。（2）導(dǎo)軌誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差

傳動(dòng)鏈誤差：是指傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差是影響表面加工精度的主要原因之一。提高傳動(dòng)元件的制造精度和裝配精度，減少傳動(dòng)件數(shù)，均可減小傳動(dòng)鏈誤差。（3）傳動(dòng)鏈誤差

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（一）機(jī)床的幾何誤差若傳動(dòng)齒輪i在某一時(shí)刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差為Δφi，則它所造成傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差：Δφwi=KiΔφiKi為該軸到末端元件的總傳動(dòng)比，稱為誤差傳遞系數(shù)，若Ki大于1則誤差被擴(kuò)大；反之，若Ki小于1誤差被縮小。各傳動(dòng)件對(duì)工件精度影響的總和為：

Δφ∑=∑Δφwi=∑KiΔφi圖4-7滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖減少傳動(dòng)鏈誤差的措施：①盡可能縮短傳動(dòng)鏈，減少傳動(dòng)元件數(shù)目；②提高傳動(dòng)元件、特別是末端元件的制造和裝配精度；③消除傳動(dòng)間隙；④采用誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)或自動(dòng)補(bǔ)償裝置。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差（1）刀具誤差刀具誤差對(duì)加工精度的影響，根據(jù)刀具種類不同而異。一般刀具（如普通車刀）的制造誤差對(duì)加工精度沒有直接影響，定尺寸刀具（如麻花鉆）的尺寸誤差直接影響加工工件的尺寸精度。刀具在安裝使用中不當(dāng)，也將影響加工精度。成形刀具（如成形車刀）的制造和安裝誤差及磨損主要影響被加工工件表面的形狀誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差（2）夾具誤差?yuàn)A具的作用是使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的誤差對(duì)工件的位置精度和尺寸精度的加工影響很大。夾具誤差一般指定位元件、導(dǎo)向元件及其夾具體等零件的加工和裝配誤差。夾具磨損將使夾具誤差增大，從而使工件的加工誤差也相應(yīng)增大。為了保證工件的加工精度，除了嚴(yán)格保證夾具的制造精度外，必須注意提高夾具易磨損件的耐磨性，當(dāng)磨損到一定限度后須及時(shí)予以更換。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差（3）測量誤差測量誤差：是工件的測量尺寸與實(shí)際尺寸的差值。加工一般精度的零件時(shí)，可占工序尺寸公差的1/5～1/10；加工精密零件時(shí)，可占工序尺寸公差的1/3左右。由于量具本身的制造誤差、測量時(shí)的接觸力、溫度、目測正確程度等都直接影響加工誤差。因此要正確地選擇和使用量具，以保證測量精度。

在機(jī)械加工過程中，有許多調(diào)整工作要做，例如，調(diào)整夾具在機(jī)床上的位置，調(diào)整刀具相對(duì)于工件的位置等。

調(diào)整誤差：由于調(diào)整不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，由此產(chǎn)生的誤差，稱為調(diào)整誤差。引起調(diào)整誤差的因素很多，例如調(diào)整時(shí)所用刻度盤、樣板或樣件等的制造誤差，測量用的儀表、量具本身的誤差等。刀具、機(jī)床和夾具的調(diào)整。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差（4）調(diào)整誤差調(diào)整誤差的來源：試切法調(diào)整、按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整、按樣件或樣板調(diào)整1、度量誤差2、加工余量的影響切屑厚度小時(shí)刀刃“咬”不住金屬而打滑，光起擠壓作用。精加工時(shí)實(shí)切尺寸比試切尺寸大，車削軸變小，鏜削孔變大。粗加工時(shí)，剛好相反（主要考慮受力變形的影響）。3、微進(jìn)給誤差試切最后一刀時(shí)，總是要微調(diào)一下刀具的徑向進(jìn)給量，出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的“爬行”現(xiàn)象，結(jié)果刀具的實(shí)際徑向移動(dòng)比手輪上轉(zhuǎn)動(dòng)的刻度值要偏大或偏小，以致難以控制尺寸的精度，造成加工誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整

批量生產(chǎn)中應(yīng)用的行程檔塊、靠模、凸輪等機(jī)構(gòu)保證加工精度，機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整誤差。

按樣件或樣板調(diào)整

大批量生產(chǎn)中多刀加工時(shí)，用專門樣件來調(diào)整刀刃間的相對(duì)位置。誤差的來源：試切法調(diào)整、按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整、按樣件或樣板調(diào)整第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制一、工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差（4）調(diào)整誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響在切削力、傳動(dòng)力、慣性力、加緊力以及重力等的作用下，工藝系統(tǒng)將產(chǎn)生相應(yīng)的變形（彈性變形和塑性變形）和振動(dòng)。這種變形和振動(dòng)，會(huì)破壞刀具和工件之間的成型運(yùn)動(dòng)和位置關(guān)系和速度關(guān)系，還影響切削運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，從而造成各種加工誤差。如車削剛性較差的工件，工件在切削力的作用下會(huì)發(fā)生變形，加工出的工件出現(xiàn)兩頭細(xì)中間粗的腰鼓形；若工件剛性很好而機(jī)床剛性很差，由機(jī)床變形引起的“讓刀”現(xiàn)象使車出的工件呈兩頭大，中間小的鞍形。由此可見，工藝系統(tǒng)受力變形是加工中一項(xiàng)很重要的誤差來源，它嚴(yán)重地影響工件的加工精度。工藝系統(tǒng)的受力變形通常是彈性變形，一般說來，工藝系統(tǒng)抵抗彈性變形的能力越強(qiáng)，加工精度越高。

機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在外力的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)變形,使工件產(chǎn)生加工誤差。工藝系統(tǒng)在外力作用下產(chǎn)生變形的大小，不僅取決于作用力的大小，還取決于工藝系統(tǒng)的剛度。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（一）工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度:誤差敏感方向上的切削力Fp與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形y的比值，稱為工工藝系統(tǒng)剛度KxKx=Fp/y(N/mm)工藝系統(tǒng)在某一位置受力作用產(chǎn)生的變形量y應(yīng)為工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在此位置受該力作用產(chǎn)生的變形量的代數(shù)和，即：y系＝y(tǒng)機(jī)床＋y刀具＋y夾具＋y工件第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響

工藝系統(tǒng)在某一位置受力作用產(chǎn)生的變形量y應(yīng)為工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在此位置受該力作用產(chǎn)生的變形量的代數(shù)和，即：y系統(tǒng)＝y(tǒng)機(jī)床＋y刀具＋y夾具＋y工件而k系統(tǒng)=Fp/y系統(tǒng)，k機(jī)床=Fp/y機(jī)床，k刀具=Fp/y刀具，k夾具=Fp/y夾具，k工件=Fp/y工件k系統(tǒng)工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的剛度

（一）工藝系統(tǒng)剛度1．受力點(diǎn)位置發(fā)生變化引起的工件形狀誤差

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響例：若在車床頂尖間加工剛度低的細(xì)長桿，則工藝系統(tǒng)的位移取決于工件的變形，其剛度為：在車床頂尖間加工剛度很高的短粗光軸，則工藝系統(tǒng)的總位移取決于機(jī)床頭/尾座和刀架(包括刀具)的位移。1．受力點(diǎn)位置發(fā)生變化引起的工件形狀誤差

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響k系統(tǒng)1．受力點(diǎn)位置發(fā)生變化引起的工件形狀誤差

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響車削具有錐形誤差的毛坯，加工表面上必然有錐形誤差；待加工表面上有什么樣的誤差，加工表面上必然也有同樣性質(zhì)的誤差。由于工藝系統(tǒng)變形的存在，工件加工前的誤差Δ前將以類似的形狀反映到加工后的工件，造成加工后誤差Δ后，這種現(xiàn)象稱為誤差復(fù)映現(xiàn)象。2．誤差復(fù)映現(xiàn)象

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響原因：由于加工余量和材料硬度的變化會(huì)造成切削深度的變化，進(jìn)而造成切削力的變化。變化的切削力作用在工藝系統(tǒng)上，使它的受力變形也發(fā)生相應(yīng)變化。有圓度誤差的毛坯加工2．誤差復(fù)映現(xiàn)象

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響誤差復(fù)映系數(shù)：加工前后誤差之比值，稱為誤差復(fù)映系數(shù)，它代表誤差復(fù)映的程度。誤差復(fù)映系數(shù)ε與k系成反比，表明工藝系統(tǒng)剛度愈大，誤差復(fù)映系數(shù)愈小，加工后復(fù)映到工件上的誤差值就愈小。CFy—徑向切削力系數(shù)f—進(jìn)給量YFZ—進(jìn)給量指數(shù)2．誤差復(fù)映現(xiàn)象

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

當(dāng)工件表面加工精度要求高時(shí)，須經(jīng)多次切削才能達(dá)到加工要求。第一次切削的復(fù)映系數(shù)為ε1；第二次切削的復(fù)映系數(shù)為ε2；則該加工表面總的復(fù)映系數(shù)為：ε

=

ε1

ε2

ε3…

因每個(gè)復(fù)映系數(shù)均小于1，故總的復(fù)映系數(shù)將是一個(gè)很小的數(shù)值。誤差復(fù)映規(guī)律：工件加工后的誤差與加工前相對(duì)應(yīng)，其形狀誤差相似，這種誤差隨著走刀次數(shù)的增加而減少。如果我們知道某加工工序的復(fù)映系數(shù)，就可以通過測量待加工表面的誤差統(tǒng)計(jì)值來估算加工后工件的誤差統(tǒng)計(jì)值。2．誤差復(fù)映現(xiàn)象

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響由于ε<1，所以經(jīng)過多次走刀，則可能使毛坯誤差復(fù)映到工件上的誤差減少到公差帶允許值的范圍內(nèi)。例：一個(gè)工藝系統(tǒng)，其誤差復(fù)映系數(shù)為0.25，工件在本工序前的圓度誤差0.5mm，為保證本工序0.01mm的形狀精度，本工序最少走刀幾次？解：0.5×(0.25)n≤0.01解得n=32．誤差復(fù)映現(xiàn)象

第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響慣性力的影響：與徑向跳動(dòng)相似。3．工藝系統(tǒng)中其他作用力變化產(chǎn)生的加工誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響在車床或磨床類機(jī)床上加工軸類零件時(shí)，常用單爪撥盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)力在撥盤上的每一轉(zhuǎn)中不斷改變方向，其在誤差敏感的方向的分力有時(shí)把工件推向刀具，使實(shí)際切削深度增大，有時(shí)把工件拉離刀具，使實(shí)際切削深度減小，進(jìn)而引起工件的加工誤差。夾緊力的影響3．工藝系統(tǒng)中其他作用力變化產(chǎn)生的加工誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響重力的影響3．工藝系統(tǒng)中其他作用力變化產(chǎn)生的加工誤差第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響（1）提高工藝系統(tǒng)中零件間的配合表面質(zhì)量，以提高接觸剛度。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（三）減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施通過提高導(dǎo)軌等結(jié)合面的刮研質(zhì)量、形狀精度并降低表面粗糙度，都能增加接觸面積，有效地提高接觸剛度。提高錐孔與錐體、頂尖孔與頂尖之間的接觸質(zhì)量，也能使實(shí)際接觸面積增加。在接觸面預(yù)加載荷，能消除接觸面之間的間隙，增加接觸面積，減小受力后的變形量，增大接觸剛度。（2）設(shè)置輔助支承提高部件剛度。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（三）減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施在車床加工細(xì)長軸時(shí)，工件的剛度差，常用中心架來提高工件的剛度。在轉(zhuǎn)塔車床上加工較短的軸類零件時(shí)，為增加刀架剛度，常采用導(dǎo)套、導(dǎo)桿等輔助支承來加強(qiáng)刀架的剛度。（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)的距離以提高工件的剛度。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響（三）減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施工藝系統(tǒng)在熱作用下產(chǎn)生的局部變形，會(huì)破壞刀具與工件的正確位置關(guān)系，使工件產(chǎn)生加工誤差。熱變形對(duì)加工精度影響較大，特別是在精密加工和大件加工中，熱變形所引起的加工誤差通常會(huì)占到工件加工總誤差的40％－70％。隨著高精度、高效率及自動(dòng)化加工技術(shù)的發(fā)展，工藝系統(tǒng)熱變形問題日益突出。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1．切削熱

切削加工過程中，消耗于切削層彈、塑性變形及刀具與工件、切屑間摩擦的能量，絕大部分轉(zhuǎn)化為切削熱。切削熱將傳入工件、刀具、切屑和周圍介質(zhì)，它是工藝系統(tǒng)中工件和刀具熱變形的主要熱源。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（一）工藝系統(tǒng)的熱源

切削速度越高，切屑帶走的熱量越多，傳給工件的熱量就越少。在車削加工中，傳給工件的熱量占總切削熱的30％左右；在銑削、刨削加工中，傳給工件的熱量占總切削熱的比例小于30％；在鉆削和鏜削加工中，因?yàn)榇罅康那行紲粼谒庸た字?，傳給工件的熱量往往超過50％；磨削加工中傳給工件的熱量有時(shí)多達(dá)80％以上，磨削區(qū)溫度可高達(dá)800～1000℃左右。2．摩擦熱和動(dòng)力裝置能量損耗發(fā)出的熱機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件（如軸承、齒輪、導(dǎo)軌等）為克服摩擦所做機(jī)械功轉(zhuǎn)變的熱量，機(jī)床動(dòng)力裝置（如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等）工作時(shí)因能量損耗發(fā)出的熱，它們是機(jī)床熱變形的主要熱源。3．外部熱源主要是指周圍環(huán)境溫度通過空氣的對(duì)流以及日光、照明燈具、取暖設(shè)備等熱源通過輻射傳到工藝系統(tǒng)的熱量。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（一）工藝系統(tǒng)的熱源1．機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響

使機(jī)床產(chǎn)生熱變形的熱源主要是摩擦熱、傳動(dòng)熱和外界熱源傳入熱量。由于機(jī)床內(nèi)部熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件的溫升是各不相同的，機(jī)床零部件間會(huì)產(chǎn)生不均勻的變形，這就破壞了機(jī)床各部件原有的相互位置關(guān)系。不同類型的機(jī)床，其主要熱源各不相同,熱變形對(duì)加工精度的影響也不相同。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響

車床、銑床和鉆、鏜類機(jī)床的主要熱源來自主軸箱。車床主軸箱的溫升將使主軸升高；由于主軸前軸承的發(fā)熱量大于后軸承的發(fā)熱量，故主軸前端比后端高；主軸箱的熱量傳給床身，還會(huì)使床身和導(dǎo)軌向上凸起。磨床通常都有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和高速回轉(zhuǎn)的磨頭，并使用大量切削液，它們都是磨床的主要熱源。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1．機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1．機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響減少機(jī)床熱變性對(duì)加工精度影響的措施1）結(jié)構(gòu)措施（1）采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)（2）使熱變形發(fā)生在無害于加工精度的方向上（3）合理安排支撐的位置（4）采取措施散熱冷卻減少發(fā)熱量（5）均衡關(guān)鍵零件的溫升，避免彎曲變形（6）隔離熱源第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1．機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響減少機(jī)床熱變性對(duì)加工精度影響的措施2）工藝措施（1）在安裝機(jī)床的區(qū)域內(nèi)保持恒定的環(huán)境溫度（2）將精密機(jī)床安排在恒溫室中使用（3）機(jī)床達(dá)到熱平衡后再進(jìn)行加工第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1．機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響使刀具產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。切削熱傳入刀具的比例雖然不大（車削時(shí)約為5％左右），但由于刀具體積小，熱容量小，所以刀具切削部分的溫升仍較高。粗加工時(shí)，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響一般可以忽略不計(jì)；對(duì)于加工要求較高的零件，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響較大，將使加工表面產(chǎn)生尺寸誤差或形狀誤差。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響2．刀具熱變形對(duì)加工精度的影響第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響2．刀具熱變形對(duì)加工精度的影響措施:1）減少刀具伸出長度；2）采用冷卻潤滑液：3）改進(jìn)刀具角度4）合理選用切削用量第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響2．刀具熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)械加工過程中，使工件產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。對(duì)于精密零件，環(huán)境溫度變化和日光、取暖設(shè)備等外部熱源對(duì)工藝系統(tǒng)的局部輻射等也不容忽視。車削或磨削軸類工件外圓時(shí)，可近似看成是均勻受熱的情況。工件均勻受熱影響工件的尺寸精度，其變形量ΔL（mm）可按下式估算：第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響3．工件熱變形對(duì)加工精度的影響

對(duì)于精密加工，熱變形是一個(gè)不容忽視的重要問題。熱變形對(duì)精密加工件的影響是很大的。磨削加工薄片類工件的平面,就屬于不均勻受熱的情況，上、下表面間的溫差將導(dǎo)致工件中部凸起，加工中凸起部分被切去，冷卻后加工表面呈中凹形，產(chǎn)生形狀誤差。工件凸起量與工件長度上的平方成正比，且工件越薄，工件的凸起量越大。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響3．工件熱變形對(duì)加工精度的影響第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響3．工件熱變形對(duì)加工精度的影響在切削區(qū)施加充分的冷卻液；提高切削速度和進(jìn)給速度，使傳入工件的熱量減?。痪庸で坝谐浞謺r(shí)間間隙，得到足夠的冷卻；及時(shí)刃磨和修正砂輪，減少切削熱；使工件在夾緊狀態(tài)下有伸縮的自由（彈簧后頂尖，氣動(dòng)后頂尖）“車工怕細(xì)長”采用反向走刀（進(jìn)給）切削——改變進(jìn)給方向使細(xì)長軸在加工過程中受拉力。用大進(jìn)給量和大主偏角（90~93o）車刀在卡盤一端車出一個(gè)縮頸：消除坯料本身彎曲而在卡盤強(qiáng)制夾持下引起的軸線彎斜的影響。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（一）直接消除和減少誤差法

誤差補(bǔ)償是指人為地制造出一種新的或者利用原有的一種原始誤差去抵消另一種原始誤差。例如預(yù)加載荷精加工磨床床身導(dǎo)軌；用校正機(jī)構(gòu)提高絲桿車床傳動(dòng)鏈精度。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、操縱箱等部件第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（二）誤差補(bǔ)償法配重第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（二）誤差補(bǔ)償法誤差轉(zhuǎn)移法的實(shí)質(zhì)是將工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方向去。由于轉(zhuǎn)塔在使用中經(jīng)常不斷地轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，要長期保證六個(gè)位置的定位精度是很困難的，所以在一般轉(zhuǎn)塔車床的刀具調(diào)整中，都把刀刃的切削基面放在垂直平面內(nèi)，在生產(chǎn)中成為“立刀”安裝法。轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位誤差Δ就處于Z的方向上，產(chǎn)生的加工誤差Δy就可以忽略不計(jì)。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（三）誤差轉(zhuǎn)移法第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（三）誤差轉(zhuǎn)移法誤差平均法是利用有密切聯(lián)系的表面之間的相互比較和相互修正，或者利用互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，以達(dá)到很高的加工精度。采用誤差平均法可以最大限度地排除機(jī)床誤差的影響。例如，研磨配合精度要求很高的軸和孔，常用對(duì)研的方法，利用誤差相互比較、相互消除來達(dá)到。所謂對(duì)研，就是配偶件的軸和孔互為研具相對(duì)研磨。在研磨前有一定的研磨量，其本身的尺寸精度要求不高，在研磨過程中，配合表面相對(duì)研擦和磨損的過程，就是兩者的誤差相互比較和相互修正的過程。再如，三塊一組的標(biāo)準(zhǔn)平板，是利用相互對(duì)研、配刮的方法加工出來的。因?yàn)槿齻€(gè)表面能夠分別兩兩密合，只有在都是精確的平面的條件下才有可能。另外還有直尺、角度規(guī)、多棱體、標(biāo)準(zhǔn)絲杠等高精度量具和工具，都是利用誤差平均法制造出來的。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（四）誤差平均法在加工和裝配中，有些精度問題牽涉到很多零部件間的相互關(guān)系，相當(dāng)復(fù)雜。如果單純地提高零件精度來滿足設(shè)計(jì)要求，有時(shí)不僅困難，甚至不可能達(dá)到。此時(shí)，若采用就地加工法，就可解決這種難題。例如，就地加工法的要點(diǎn)是要保證部件什么樣的位置關(guān)系，就在這樣的位置關(guān)系上利用一個(gè)部件裝上刀具去加工另一個(gè)部件，又稱“自干自”。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（五）“就地加工”法例如轉(zhuǎn)塔車床加工轉(zhuǎn)塔上的六個(gè)刀架安裝孔轉(zhuǎn)塔上六個(gè)安裝刀具的孔，其軸心線必須保證與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心線重合，而六個(gè)平面又必須與旋轉(zhuǎn)中心線垂直。如果單獨(dú)加工轉(zhuǎn)塔上的這些孔和平面，裝配時(shí)要達(dá)到上述要求是困難的，因?yàn)槠渲邪撕軓?fù)雜的尺寸鏈關(guān)系。因而在實(shí)際生產(chǎn)中采用了就地加工法，即在裝配之前，這些重要表面不進(jìn)行精加工，等轉(zhuǎn)塔裝配到機(jī)床上以后，再在自身機(jī)床上對(duì)這些空和平面進(jìn)行精加工。具體方法是在機(jī)床主軸上裝上鏜刀桿和能做徑向進(jìn)給的小刀架，對(duì)這些表面進(jìn)行精加工，便能達(dá)到所需要的精度。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（五）“就地加工”法

對(duì)變值系統(tǒng)性誤差必須采用可變補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ此^的積極控制方法。有三種形式：主動(dòng)測量：加工過程中隨時(shí)測量，隨時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。偶件自動(dòng)配磨：以互配件中的一件作為基準(zhǔn)去控制另一件的加工精度。積極控制起決定性作用的加工條件：例如精密螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（六）控制誤差法“車工怕細(xì)長”采用反向走刀（進(jìn)給）切削——改變進(jìn)給方向使細(xì)長軸在加工過程中受拉力。用大進(jìn)給量和大主偏角（90~93o）車刀在卡盤一端車出一個(gè)縮頸：消除坯料本身彎曲而在卡盤強(qiáng)制夾持下引起的軸線彎斜的影響。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（一）直接消除和減少誤差法

誤差補(bǔ)償是指人為地制造出一種新的或者利用原有的一種原始誤差去抵消另一種原始誤差。例如預(yù)加載荷精加工磨床床身導(dǎo)軌；用校正機(jī)構(gòu)提高絲桿車床傳動(dòng)鏈精度。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、操縱箱等部件第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（二）誤差補(bǔ)償法配重第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（二）誤差補(bǔ)償法誤差轉(zhuǎn)移法的實(shí)質(zhì)是將工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方向去。由于轉(zhuǎn)塔在使用中經(jīng)常不斷地轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，要長期保證六個(gè)位置的定位精度是很困難的，所以在一般轉(zhuǎn)塔車床的刀具調(diào)整中，都把刀刃的切削基面放在垂直平面內(nèi)，在生產(chǎn)中成為“立刀”安裝法。轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位誤差Δ就處于Z的方向上，產(chǎn)生的加工誤差Δy就可以忽略不計(jì)。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（三）誤差轉(zhuǎn)移法第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（三）誤差轉(zhuǎn)移法誤差平均法是利用有密切聯(lián)系的表面之間的相互比較和相互修正，或者利用互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，以達(dá)到很高的加工精度。采用誤差平均法可以最大限度地排除機(jī)床誤差的影響。例如，研磨配合精度要求很高的軸和孔，常用對(duì)研的方法，利用誤差相互比較、相互消除來達(dá)到。所謂對(duì)研，就是配偶件的軸和孔互為研具相對(duì)研磨。在研磨前有一定的研磨量，其本身的尺寸精度要求不高，在研磨過程中，配合表面相對(duì)研擦和磨損的過程，就是兩者的誤差相互比較和相互修正的過程。再如，三塊一組的標(biāo)準(zhǔn)平板，是利用相互對(duì)研、配刮的方法加工出來的。因?yàn)槿齻€(gè)表面能夠分別兩兩密合，只有在都是精確的平面的條件下才有可能。另外還有直尺、角度規(guī)、多棱體、標(biāo)準(zhǔn)絲杠等高精度量具和工具，都是利用誤差平均法制造出來的。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（四）誤差平均法在加工和裝配中，有些精度問題牽涉到很多零部件間的相互關(guān)系，相當(dāng)復(fù)雜。如果單純地提高零件精度來滿足設(shè)計(jì)要求，有時(shí)不僅困難，甚至不可能達(dá)到。此時(shí)，若采用就地加工法，就可解決這種難題。例如，就地加工法的要點(diǎn)是要保證部件什么樣的位置關(guān)系，就在這樣的位置關(guān)系上利用一個(gè)部件裝上刀具去加工另一個(gè)部件，又稱“自干自”。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（五）“就地加工”法例如轉(zhuǎn)塔車床加工轉(zhuǎn)塔上的六個(gè)刀架安裝孔轉(zhuǎn)塔上六個(gè)安裝刀具的孔，其軸心線必須保證與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心線重合，而六個(gè)平面又必須與旋轉(zhuǎn)中心線垂直。如果單獨(dú)加工轉(zhuǎn)塔上的這些孔和平面，裝配時(shí)要達(dá)到上述要求是困難的，因?yàn)槠渲邪撕軓?fù)雜的尺寸鏈關(guān)系。因而在實(shí)際生產(chǎn)中采用了就地加工法，即在裝配之前，這些重要表面不進(jìn)行精加工，等轉(zhuǎn)塔裝配到機(jī)床上以后，再在自身機(jī)床上對(duì)這些空和平面進(jìn)行精加工。具體方法是在機(jī)床主軸上裝上鏜刀桿和能做徑向進(jìn)給的小刀架，對(duì)這些表面進(jìn)行精加工，便能達(dá)到所需要的精度。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（五）“就地加工”法

對(duì)變值系統(tǒng)性誤差必須采用可變補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ此^的積極控制方法。有三種形式：主動(dòng)測量：加工過程中隨時(shí)測量，隨時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。偶件自動(dòng)配磨：以互配件中的一件作為基準(zhǔn)去控制另一件的加工精度。積極控制起決定性作用的加工條件：例如精密螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制。第二節(jié)機(jī)械加工精度的影響因素及控制四、保證和提高加工精度的途徑（六）控制誤差法第三節(jié)加工誤差的綜合分析一、加工誤差的性質(zhì)按照加工誤差的性質(zhì)，加工誤差可分為系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差。

系統(tǒng)性誤差(包括常值性系統(tǒng)誤差和變值性系統(tǒng)誤差)

常值性系統(tǒng)誤差：在順序加工一批工件時(shí),加工誤差的大小和方向皆不變，此誤差稱為常值性系統(tǒng)誤差。例如原理誤差，機(jī)床、夾具、刀具和量具等的制造誤差，調(diào)整誤差，工藝系統(tǒng)的靜力變形等。

變值性系統(tǒng)誤差：在順序加工一批工件時(shí)，按一定規(guī)律變化的加工誤差，稱為變值性系統(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，機(jī)床和刀具的熱變形等引起的誤差。

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)。對(duì)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；對(duì)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。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(包括常值性系統(tǒng)誤差和變值性系統(tǒng)誤差)

第三節(jié)加工誤差的綜合分析一、加工誤差的性質(zhì)

隨機(jī)性誤差在順序加工一批工件時(shí)，加工誤差的大小和方向都是隨機(jī)變化的，這些誤差稱為隨機(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、定位誤差、誤差復(fù)映、多次調(diào)整引起的誤差等均屬隨機(jī)性誤差。可以通過分析隨機(jī)性誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)工藝過程進(jìn)行控制。在實(shí)際生產(chǎn)中，影響加工精度的因素很多，工件的加工誤差是多因素綜合作用的結(jié)果，且其中不少因素的作用往往帶有隨機(jī)性。對(duì)于一個(gè)受多個(gè)隨機(jī)因素綜合作用的工藝系統(tǒng)，只有用概率統(tǒng)計(jì)的方法分析加工誤差，才能得到符合實(shí)際的結(jié)果。統(tǒng)計(jì)分析法就是以生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)對(duì)許多工件進(jìn)行檢查的結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法去處理這些結(jié)果，從中提煉出有規(guī)律性的東西，用以找出解決問題的途徑。第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法活塞銷孔直徑測量結(jié)果組別尺寸范圍/mm中點(diǎn)尺寸x/mm組內(nèi)工件數(shù)（m件）頻率m/n１27.992-27.99427.99344/100２27.994-27.99627.9951616/100３27.996-37.99827.9973232/100４27.998-28.00027.9993030/100５28.000-28.00228.0011616/100６28.002-28.00428.00322/100

一批活塞銷孔，圖紙要求尺寸Φ28，對(duì)這批銷孔精鏜后，抽查100件，并按尺寸大小分組，每組的尺寸間隔為0.002，列表如下。實(shí)際分布曲線將零件按尺寸大小以一定的間隔范圍分成若干組，同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)稱為頻數(shù)mi，零件總數(shù)n；頻率為mi/n。以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)，以零件尺寸為橫坐標(biāo)，畫出直方圖，進(jìn)而畫成一條折線，即為實(shí)際分布曲線。

第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法1)分散范圍=最大孔徑-最小孔徑=28.004-27.992=0.012mm2)分散范圍中心(即平均孔徑)==27.99793)公差帶中心=28-0.015/2=27.99254)廢品率=18%，即尺寸為28.000～28.004的零件的頻率。5)系統(tǒng)誤差△

st=|分散范圍中心-公差帶中心|=|27.9979-27.992|=0.0054

6)因分散范圍=0.012＜0.015，所以只須設(shè)法將分散中心調(diào)整到公差帶中心，即將鏜刀伸出量調(diào)小一點(diǎn)（分散中心向右移）。正態(tài)分布曲線大量的試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)和理論分析表明：當(dāng)一批工件總數(shù)極多，加工的誤差是由許多相互獨(dú)立的隨機(jī)因素引起的，而且這些誤差因素中又都沒有任何特殊的傾向，其分布是服從正態(tài)分布的。在研究加工誤差問題時(shí)，常應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中一些“理論分布曲線”來近似代替實(shí)際分布曲線，其中應(yīng)用最廣的就是正態(tài)分布曲線，或稱高斯曲線。

第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法正態(tài)分布曲線可用概率密度函數(shù)y(x)來表示：x——工件尺寸x——工件平均尺寸/分散范圍中心，σ——均方根誤差/樣本標(biāo)準(zhǔn)差，n——工件總數(shù)(工件數(shù)目應(yīng)足夠多，如100~200件)第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法正態(tài)分布曲線

隨機(jī)誤差σ引起尺寸分散，常值系統(tǒng)誤差x決定分散帶中心位置，而變值系統(tǒng)誤差如刀具磨損等則使中心位置隨著時(shí)間按一定規(guī)律移動(dòng)。正態(tài)分布的特點(diǎn)第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法

曲線下面包含的全部面積代表全部工件，100％曲線成鐘形，中間高，兩邊低工件尺寸大于和小于的同間距范圍內(nèi)的頻率是相等的表示正態(tài)分布曲線形狀的參數(shù)是σ，σ的大小完全由隨機(jī)誤差所決定。正態(tài)分布曲線的分散范圍為±3σ第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法3σ的應(yīng)用利用正態(tài)分布曲線可以分析產(chǎn)品質(zhì)量；可以判斷加工方法是否合適；可以判斷廢品率的大小，從而指導(dǎo)下一批的生產(chǎn)。(x-x)/σ=z，則當(dāng)z=3，即x-x=±3σ時(shí)，則2F(z)=0.9973，即當(dāng)x-x=±3σ時(shí)，零件出現(xiàn)的概率已達(dá)99.73%，在此尺寸范圍之外的零件只占0.27%如果代表零件的公差T，則99.73%就代表零件的合格率，0.27%就表示零件的廢品率，因此，±3σ=T時(shí)，加工一批零件基本上都是合格品了，此時(shí)，產(chǎn)品無廢品。第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法3σ的應(yīng)用

若工件公差為T，則：當(dāng)分散中心與公差帶中心重合，不產(chǎn)生廢品的條件是T≥6σ；當(dāng)分散中心與公差帶中心重合，不產(chǎn)生廢品的條件是T≥6σ

＋

2Δ系統(tǒng)

。尺寸過大或過小的廢品率均由下式計(jì)算：

Q廢品率＝0.5—F分布曲線法的作用：

判斷加工誤差的性質(zhì)

如果加工過程中沒有變值系統(tǒng)誤差的影響，那么其尺寸分布應(yīng)符合正態(tài)分布；如果尺寸分散中心與公差帶中心重合，則說明不存在常值系統(tǒng)誤差，若不重合則兩中心之間的距離即常值系統(tǒng)性誤差。如果實(shí)際尺寸與正態(tài)分布有較大出入，說明存在變值系統(tǒng)性誤差。

計(jì)算合格率和廢品率

判斷工序的工藝能力能否滿足加工精度的要求第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法Cp>1.67，特級(jí)，工藝能力過高，不一定經(jīng)濟(jì)1.67≥Cp>1.33，一級(jí)，工藝能力足夠，可以允許一定的波動(dòng)1.33≥Cp>1.00，二級(jí)，工藝能力勉強(qiáng)，必須密切注意1.00≥Cp>0.67

，三級(jí)，工藝能力不足，可能出少量不合格品0.67≥Cp，四級(jí)，工藝能力不行，必須加以改進(jìn)第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法工藝能力：工藝范圍與實(shí)際加工誤差之比：【例題】檢查一批在臥式鏜床上精鏜后的活塞銷孔直徑。圖紙規(guī)定尺寸與公差為Φ28

，抽查件數(shù)n＝100，分組數(shù)k＝6。測量尺寸、分組間隔、頻數(shù)和頻率見左表。求實(shí)際分布曲線圖、工藝能力及合格率，分析出現(xiàn)廢品的原因并提出改進(jìn)意見。表活塞銷孔直徑測量結(jié)果組尺寸范圍組中值xj頻數(shù)mi頻率mi/n127.992～27.99427.99344/100227.994～27.99627.9951616/100327.996～27.99827.9973232/100427.998～28.00027.9993030/100528.000～28.00228.0011616/100628.002～28.00428.00322/100[解]：以組中值xj代替組內(nèi)零件實(shí)際值，繪制實(shí)際分布曲線圖。分散范圍=最大孔徑一最小孔徑＝28.04－27.992＝0.012mm；樣本平均值（又稱尺寸分散范圍中心即平均孔徑）：公差范圍中心

常值系統(tǒng)誤差分布曲線法的實(shí)例第三節(jié)加工誤差的綜合分析第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法均方根誤差/樣本標(biāo)準(zhǔn)差工藝能力系數(shù)，，二級(jí)工藝能力；廢品率：由，查表4-3可得F＝0.3253；所以

實(shí)測結(jié)果分析：部分工件的尺寸超出了公差范圍，有17．47％的廢品（實(shí)際分布曲線圖中陰影部分；這批工件的分散范圍0.012mm比公差帶0.015mm小，也就是說實(shí)際加工能力比圖紙要求的要高：Cp＝1.11，即δ＞6σ。只是由于有△系統(tǒng)＝0.0054的存在而產(chǎn)生廢品。如果能設(shè)法將分散中心調(diào)整到公差范圍中心，工件就完全合格。具體的調(diào)整方法是將鏜刀的伸出量調(diào)短些，以減少鏜刀受力變形產(chǎn)生的加工誤差。分布曲線法的實(shí)例第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法例

在兩臺(tái)相同自動(dòng)車床上加工1000件圓柱銷的外圓，直徑要求Φ11±0.02，第一臺(tái)加工500件，尺寸按正態(tài)分布，平均值：x1=11.005，σ1=0.04，第二臺(tái)加工500件，尺寸也按正態(tài)分布，其平均值x2=11.015，σ2=0.0025，試分析哪臺(tái)機(jī)床的加工精度高，比較兩臺(tái)機(jī)床的廢品率。1)依題意畫圖。2)比較機(jī)床精度6σ1=6×0.04=0.24>6σ2=6×0.0025=0.015，故第二臺(tái)精度高。3）求第一臺(tái)的廢品率由圖可知，第一臺(tái)機(jī)床加工的圓柱銷，其直徑全部落在公差帶內(nèi)，故無廢品。第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法例

在兩臺(tái)相同自動(dòng)車床上加工1000件圓柱銷的外圓，直徑要求Φ11±0.02，第一臺(tái)加工500件，尺寸按正態(tài)分布，平均值：x1=11.005，σ1=0.04，第二臺(tái)加工500件，尺寸也按正態(tài)分布，其平均值x2=11.015，σ2=0.0025，試分析哪臺(tái)機(jī)床的加工精度高，比較兩臺(tái)機(jī)床的廢品率。4）求第二臺(tái)的廢品率

第二臺(tái)機(jī)床加工的圓柱銷，有部分落在公差帶外，成為可修復(fù)費(fèi)品。由：

，查表4-3可以求出：Φ(2)=0.4772故廢品率=0.5-0.4772=2.28%從圖可以看出，第二臺(tái)機(jī)床產(chǎn)生的廢品主要原因是刀具調(diào)整不當(dāng)，使得一批工件尺寸分布中心偏大于公差帶中心，從而產(chǎn)生可修廢品。改進(jìn)的辦法是對(duì)第二臺(tái)機(jī)床的車刀重新調(diào)整，使之再進(jìn)刀=(11.015-11)/2=0.0075mm為宜。第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法

沒有考慮加工順序，無法分清變值系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差；必須待全部工件加工完畢后才能進(jìn)行測量和處理數(shù)據(jù)，不能暴露出在加工過程進(jìn)行中誤差變化的規(guī)律。第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1.分布曲線法分布曲線法的缺陷：第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法2.點(diǎn)圖法點(diǎn)圖法：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。具體方法：按工件的加工順序定期測量工件的尺寸，以其序號(hào)為橫坐標(biāo)，以量得的尺寸為縱坐標(biāo)。第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法2.點(diǎn)圖法作法：按工件的加工順序定期測量工件的尺寸，以其序號(hào)為橫坐標(biāo)，以量得的尺寸為縱坐標(biāo)，則可得到左圖所示的點(diǎn)圖。點(diǎn)圖法的作用：第三節(jié)加工誤差的綜合分析二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法2.點(diǎn)圖法

工序分析從點(diǎn)圖中分解出系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差并尋找誤差的根源。前者可用點(diǎn)圖的順序平均數(shù)法，后者可用相關(guān)分析法。控制加工質(zhì)量工藝驗(yàn)證為了確定準(zhǔn)備投產(chǎn)的工藝能否保證加工質(zhì)量要求或?qū)ΜF(xiàn)行的工藝進(jìn)行定期、不定期的檢查，查明工藝能力和工藝的穩(wěn)定性。

第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素機(jī)械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾何因素和物理力學(xué)因素兩個(gè)方面。粗糙度的測量方法？參數(shù)及數(shù)值/um取樣長度/mm評(píng)定長度/mmRa(輪廓的算術(shù)平均偏差)Rz(微觀不平度的10點(diǎn)高度)

、Ry(輪廓的最大高度)≥0.008~0.02≥0.025~0.100.080.4>0.02~0.1>0.10~0.500.251.25>0.1~2.0>0.50~10.00.84.0>2.0~10.0>10.0~50.02.512.5>10.0~80.0>50~3208.040.01、切削加工后的表面粗糙度(樣板比較法，光切法，干涉法，觸針法等)(1)幾何因素刀尖圓弧半徑rε主偏角kr、副偏角kr′進(jìn)給量f第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度(2)物理力學(xué)因素

被加工材料的性能——塑性變形的影響切削過程中刀具的刃口圓角及后刀面對(duì)工件擠壓與摩擦而產(chǎn)生塑性變形。與切削機(jī)理有關(guān)的物理因素——刀瘤和鱗刺的影響第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度(2)物理力學(xué)因素第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度鱗刺的產(chǎn)生：切屑在前刀面上的摩擦和冷焊作用造成周期性的停留，代替刀具推擠切削層，造成切削層和工件之間出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。(2)物理力學(xué)因素第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度①工件材料的影響

韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。故對(duì)中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。

脆性材料：加工粗糙度接近理論值。加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度②切削速度的影響

加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)表面粗糙度的影響如圖所示。積屑瘤和鱗刺僅在低速時(shí)產(chǎn)生。切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越??；選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度。加工塑性材料時(shí)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響實(shí)線——只考慮塑性變形的影響虛線——考慮刀瘤和鱗刺的影響第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度④其它因素的影響

合理使用冷卻潤滑液，適當(dāng)增大刀具的前角，提高刀具的刃磨質(zhì)量等，均能有效地減小表面粗糙度值。③進(jìn)給量的影響

減小進(jìn)給量f固然可以減小表面粗糙度值，但進(jìn)給量過小，表面粗糙度會(huì)有增大的趨勢。第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素1、切削加工后的表面粗糙度影響切削加工表面粗糙度的因素刀具幾何形狀刀具材料、刃磨質(zhì)量切削用量工件材料殘留面積↓→Ra↓前角↑→Ra↓后角↑→摩擦↓→Ra↓刃傾角會(huì)影響實(shí)際工作前角v↑→Ra↓f↑→Ra↑ap對(duì)Ra影響不大，太小會(huì)打滑，劃傷已加工表面材料塑性↑→Ra↑同樣材料晶粒組織大↑→Ra↑，常用正火、調(diào)質(zhì)處理刀具材料強(qiáng)度↑→Ra↓刃磨質(zhì)量↑→Ra↓冷卻、潤滑↑→Ra↓第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素工件的磨削表面是由砂輪上大量磨?？虅澇鰺o數(shù)極細(xì)的刻痕形成的，工件單位面積上通過的砂粒數(shù)越多，則刻痕越多，刻痕的等高性越好，表面粗糙度值越小。磨削速度比一般切削速度高得多，且磨粒大多數(shù)是負(fù)前角，切削刃又不銳利，大多數(shù)磨粒在磨削過程中只是對(duì)被加工表面擠壓，沒有切削作用。加工表面在多次擠壓下出現(xiàn)溝槽與隆起，又由于磨削時(shí)的高溫更加劇了塑性變形，故表面粗糙度值增大。第四節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制一、表面粗糙度的影響因素2、磨削加工