【正文】 L S 221 .1 2 0 0 0 38 8 6 0 00 .0 2 2 ( )LtXSmm? ? ? ? ? ?? ? ????此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求 結(jié)果 ： 加工時(shí)上表面升溫 ， 工件向上拱起 ， 磨削時(shí)將中凸部分磨平 ，冷卻后工件下凹 。 ?組成件的實(shí)體剛度 — 受力產(chǎn)生拉伸、壓縮、彎曲變形；特別是薄弱件（楔條、軸套等）影響較大 ?連接表面接觸變形 — 其大小與接觸面壓強(qiáng)有關(guān) mX c p? ? ??結(jié)合面間隙 ?零件表面摩擦力的影響 影響機(jī)床部件剛度因素 圖 5310 接觸變形曲線 x O p p Δp x Δx 41 減小受力變形對(duì)加工精度影響措施 ?合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀 ?提高連接表面接觸剛度 （ ↓表面粗糙度 ， 改進(jìn)接觸質(zhì)量 ， 予加載荷 ） ?采用輔助支承 （ 中心架 ，跟刀架 ， 鏜桿支承等 ） 圖 5330 支座零件不同安裝方法 圖 5320 轉(zhuǎn)塔車床導(dǎo)向桿 提高工藝系統(tǒng)剛度 減小載荷及其變化 ?采用合理裝夾和加工方式 圖 5280， 5290， 5560， 5580 變形轉(zhuǎn)移 、 補(bǔ)償和校正 42 工件殘余應(yīng)力引起的變形 圖 5340 鑄件殘余應(yīng)力引起變形 圖 5350 冷校直引起的殘余應(yīng)力 壓 拉 加載 壓 壓 拉 拉 卸載 ? 設(shè)計(jì)合理零件結(jié)構(gòu) ? 粗 、 精加工分開 ? 避免冷校直 ? 時(shí)效處理 殘余應(yīng)力來源 ? 毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 （ 圖 5340） 減小殘余應(yīng)力措施 ? 冷校直帶來的殘余應(yīng)力 （ 圖 5350） ?切削加工帶來的殘余應(yīng)力 43 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 5章 機(jī)械加工精度 工藝系統(tǒng)熱變形及其對(duì)加工精度的影響 Heat Deformation of Technological System and It’s Effect to Machining Precision 44 概述 在精密加工和大件加工中 ， 工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約 40～ 70%。 ? ? ? ?1 2 1 2 1 21g p p p p mCF F a akk ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 以橢圓截面車削為例說明（圖 5220） 圖 5220 誤差復(fù)映現(xiàn)象 ap1 Δ1 a p2 Δ 2 毛坯外形 工件外形 由于工藝系統(tǒng)受力變形 ，使毛坯誤差部分反映到工件上 ， 此種現(xiàn)象稱為 “ 誤差復(fù)映 ” 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 切削力大小變化引起的加工誤差 ? 誤差復(fù)映 35 ? 誤差復(fù)映系數(shù) 機(jī)械加工中 ， 誤差復(fù)映系數(shù)通常小于 1。 工藝系統(tǒng)受力變形等于工藝系統(tǒng)各組成部分受力變形之迭加。 機(jī)床誤差 機(jī)床傳動(dòng)誤差 24 ? 縮短傳動(dòng)鏈長度 ? 提高末端元件的制造精度與安裝精度 ? 采用降速傳動(dòng) ? 采用頻譜分析方法 ， 找出影響傳動(dòng)精度的誤差環(huán)節(jié) ? 對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償 末端元件轉(zhuǎn)角誤差 圖 5180 傳動(dòng)鏈誤差的頻譜分析 a) ΔθΣ θn A1 A2 Ai b) ω（ 頻率 ） ω1 ω2 ωi ◆ 提高傳動(dòng)精度措施 機(jī)床誤差 25 刀具與夾具誤差 ?定尺寸刀具（鉆頭、絞刀等）尺寸誤差影響加工尺寸誤差 ?成形刀具和展成刀具形狀誤差影響加工形狀誤差 ?刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差 刀具誤差 26 刀具與夾具誤差 L177。 ◎ 思考：主軸回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡諧直線運(yùn)動(dòng) , 其頻率為主軸轉(zhuǎn)速兩倍 ，被車外圓形狀如何 ？ ? 結(jié)論： 主軸 徑向跳動(dòng)影響加工表面的圓度誤差 e ★ 主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（車外圓） 17 機(jī)床誤差 ★ 主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響 ?被加工端面不平 ， 與圓柱面不垂直； ?加工螺紋時(shí) ， 產(chǎn)生螺距周期性誤差 。則刀尖的坐標(biāo)值為： e 圖 58 徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響 式中 R —— 刀尖回轉(zhuǎn)半徑； θ—— 主軸轉(zhuǎn)角。 ? 誤差敏感方向一般為已加工表面過切削點(diǎn)的法線方向。 ◆ 統(tǒng)計(jì)分析方法： 運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理和方法，根據(jù)被測(cè)質(zhì)量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，對(duì)工藝過程進(jìn)行分析和控制。 工藝系統(tǒng)在切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差 ， 通常稱之為 切削狀態(tài)誤差 。 系統(tǒng)誤差又可以分為 常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差 。 符合程度愈高，加工精度愈高。 ◆ 加工誤差： 實(shí)際值與理想值之差 常用加工誤差的大小來評(píng)價(jià)加工精度的高低 加工誤差越小，加工精度越高 5 機(jī)械加工精度的概念 加工誤差分類 從誤差是否被人們掌握來分，可分為 系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差 (又稱偶然誤差 )。 常值系統(tǒng)誤差的數(shù)值是不變的 ， 變值系統(tǒng)誤差是誤差的大小和方向按一定規(guī)律變化 ， 可按線性規(guī)律變化 ， 也可按非線性規(guī)律變化 。 6 獲得加工精度的方法 （ 1）獲得尺寸精度的方法 1）試切法 用于單件小批生產(chǎn) 2）調(diào)整法 用于成批大量生產(chǎn) 3）定尺寸刀具法 生產(chǎn)率高，刀具制造復(fù)雜 4）自動(dòng)控制法 切削測(cè)量補(bǔ)償調(diào)整 （ 2）獲得形狀精度的方法 1）軌跡法 利用刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡形成工件表面形狀 2）成形刀具法 由刀刃的形狀形成工件表面形狀 3）展成法 由切削刃包絡(luò)面形成工件表面形狀 （ 3）獲得相互位置精度的方法 主要由機(jī)床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證 7 （ 1）獲得尺寸精度的方法 1）試切法 用于單件小批生產(chǎn) 8 （ 1）獲得尺寸精度的方法 2）調(diào)整法 用于成批大量生產(chǎn) 9 （ 1）獲得尺寸精度的方法 2）調(diào)整法 用于成批大量生產(chǎn) 10 引起加工誤差的根本原因是工藝系統(tǒng)存在著誤差 ， 將工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差 。 物理方法 數(shù)學(xué)方法 研究加工質(zhì)量的方法 12 加工原理誤差是指采用了近似的成型運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。 ? 圖 56： 202YYRR??? （ 41） XRX? ? ?（ 42） 顯然： XYRR? ?? ?ΔR ΔY 圖 56 誤差敏感方向 Ｏ Y X a） Ｏ Y X b） 導(dǎo)軌誤差 14 機(jī)床誤差 ? 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。 ( ) c o ss i nX R eYR?????（ 52） 顯然，式（ 52）為一橢圓。 ★ 主軸傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響 ?與主軸 徑向跳動(dòng)影響類似 ， 不僅影響圓度誤差 ，而且影響圓柱度誤差 。 θ6F7 θ10 F7 k6 H 7 g 6 Y Z 圖 4190 鉆徑向孔的夾具 ? 夾具誤差影響加工位置精度。由此可導(dǎo)出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各組成部分剛度之間的關(guān)系： 工藝系統(tǒng)剛度計(jì)算 31 ◆ 機(jī)床變形引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 式中 Xjc —— 機(jī)床總變形； Fp —— 吃刀抗力； ktj —— 機(jī)床前頂尖處剛度； kwz —— 機(jī)床后頂尖處剛度； kdj —— 機(jī)床刀架剛度； L —— 工件全長； Z —— 刀尖至工件左端距離 。 可通過多次走刀 ， 消除誤差復(fù)映的影響 。 ? 溫度場(chǎng) —— 工藝系統(tǒng)各部分溫度分布 ? 熱平衡 —— 單位時(shí)間內(nèi) ， 系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等 ， 系統(tǒng)各部分溫度保持在一相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值上 ?溫 度場(chǎng)與