【正文】 冷凍降溫） 均恒溫度場 采用熱對稱和熱補償結(jié)構(gòu)；恒溫間； 機床預熱 改進設計 有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 CAD 精密加工機床的熱變形補償系統(tǒng) 58 3. 工藝系統(tǒng)磨損的影響與控制 （ 1）工藝系統(tǒng)磨損對加工精度的影響 機床零部件 破壞原有成形運動精度造成工件的形狀 和位置誤差 夾具 帶來裝夾誤差、對刀導引誤差 刀具和磨具 使批生產(chǎn)工件尺寸的分散性增大 造成尺寸和形狀誤差（大零件、成形刀具加工） 量具 引起測量誤差 59 （ 2） 減少工藝系統(tǒng)磨損的主要措施 合理設計機床結(jié)構(gòu) 靜壓結(jié)構(gòu)，易損表面防護 提高零部件耐磨性 耐磨材料（合金鑄鐵、鑲鋼、貼塑） 熱處理， 合理潤滑，及時更換已磨損件 正確使用刀具 刀具材料（陶瓷、金剛石），刀具參數(shù) 切削用量（尤其是 V）， 刃口形式（寬刃） 冷卻潤滑 60 4. 工件殘余應力的影響與控制 工件的殘余應力： 當外部載荷去除以后，仍殘存在工件 內(nèi)部的應力 （ 1） 殘余應力的產(chǎn)生 機加力和熱 表層塑變（晶格扭曲、 拉長、比容增大） 毛坯制造 冷校直 局部塑變 61 （ 2） 減少或消除殘余應力的主要措施 合理設計零件結(jié)構(gòu) 時效處理 自然時效 大件在室外擱置數(shù)天、月 小件在車間擱置數(shù)小時（粗、精加工之間） 結(jié)構(gòu)對稱，壁厚均勻，減小尺寸差 人工時效 鑄、鍛、焊件在機械加工前的退火、回火 精度穩(wěn)定性要求高的零件，淬火后進行冰冷處理 振動時效（激振、敲打） 減少加工塑變 減少加工熱；精度高的細長工件，不得冷校直 加大余量、多次切削，熱校直 62 加工誤差的統(tǒng)計分析 目的： 區(qū)分 成批生產(chǎn) 中不同性質(zhì)的加工誤差，確定 系統(tǒng)誤差 的 數(shù)值和 隨機誤差 的范圍，從而找出造成加工誤差的主要因素 以便采取相應的措施，提高零件的加工精度。 ?? mm35? 35? ?90??45 機械加工過程因素的影響與控制 1. 工藝系統(tǒng)受力變形的影響與控制 工藝系統(tǒng)受力 破壞成形運動精度 引起加工誤差 加工時工件或夾具變形，加工后產(chǎn)生誤差 單爪撥動 ?，使主軸受力方向改變，瞬時回轉(zhuǎn)中心變動 運動部件自重引起結(jié)構(gòu)件變形且隨運動而不斷變化 高速運動過程中由于質(zhì)量不均引起有關(guān)環(huán)節(jié)變形 接觸變形造成測量誤差 夾緊力 傳動力 重力 慣性力 測量力 切削力 力的變化使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生復雜變形 46 控制或減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施 有效減小切削力 根據(jù)變形規(guī)律，預置系統(tǒng)的反變形；調(diào)刀量調(diào)整 恒力測量裝置；相對測量，對比抵消變形的影響 減小切削用量 補償部件變形 恒定測量力 提高系統(tǒng)剛度 有效地提高工藝系統(tǒng)抵抗受力變形的能力 47 （ 1）工藝系統(tǒng)剛度及其對加工精度的影響 ① 工藝系統(tǒng)剛度 工藝系統(tǒng)在受力時抵抗變形的能力 工藝系統(tǒng)變形 的特點 在加工誤差敏感方向?qū)庸ぞ扔绊懽畲? 與受力的大小往往并不呈現(xiàn)線性關(guān)系 工藝系統(tǒng)剛度 Ks： 加工誤差敏感方向 上工藝系統(tǒng)受力 Fn 與變形量（或位移量） Δn 之比 (N/mm) nns ΔFK ?48 ② 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 a） 各部剛度不等時在切削力作用下產(chǎn)生的加工誤差 車外圓 可推導出 223B2T2Hzps1311111?????? ?????????????????????? ????LzLzEILKLzKLzKFK式中 KH 、 KT 、 KB —— 分別為床頭、尾座及刀架部件的實測平均剛度 E —— 工件材料的彈性模量 I —— 工件截面慣性矩 49 簡 化 公 式 當工件剛度很高時 B2T2Hs11111KLzKLzKK????????????????BHs 111KKK??加工盤類工件時 工藝系統(tǒng)剛度隨著受力點在工件軸線方向上的位置不同而變化 ， 使車出的工件在各截面上直徑尺寸不同 ， 產(chǎn)生了形狀和尺寸誤差 。 43 題 3：在平面磨床上用端面砂輪磨削平板工件 ， 為改善切削條件 ， 減少砂輪與工件的接觸面積 ， 常將砂輪傾斜一個角度如圖 。 定位元 件為水平放置的帶臺肩心軸 ， 心軸直徑 試求： 1． 所給定位方案的定位誤差 ， 并判斷能否滿足加 工要求； 2． 若所給定位方案不 能滿足要求 ， 試通 過分析計算給出合 理方案 。 以車床為例，導軌誤差可能引起工件的截面尺寸變化，且影響軸向形狀： 1）導軌誤差形式及其影響 導軌在水平面內(nèi)的 直線度 Δx 導軌在鉛垂面內(nèi)的 直線度 Δy 雙導軌間在鉛垂方向 的平行度 Δn xD ??? 2誤差敏感方向 RyD 2???可忽略不計 nBHxR ?????在平面磨床上加工時情況又如何 ？ 34 2）提高導軌直線運動精度的措施 合理的導軌形狀和組合形式 改善制造精度、接觸精度和精度保持性 采用靜壓導軌 90o 雙三角導軌 適當加長工作臺 配磨、刮研 耐磨損 均化作用 防磨損 35 （ 3）成形運動之間的相互關(guān)系精度 ① 成形運動間 位置關(guān)系的影響與控制 022 rHrd y????圓柱面成為雙曲面 ?tan2dz ??平面成為 內(nèi)凹或外凸 xd ??? 2圓柱面成為圓錐面 車削時 ： 刀具直線運動與工件回轉(zhuǎn)軸線不垂直 刀具與工件回轉(zhuǎn)軸線在空間交錯不平行 0r刀具與工件回轉(zhuǎn)軸線在 zx面內(nèi)不平行 36 鏜削時 ： 若工件直線進給運動與鏜桿回轉(zhuǎn)軸線不平行 銑削時 ： 若端銑刀回轉(zhuǎn)軸線與工作臺直線進給運動不垂直 移位加工可使誤差從 Δ 減小至 Δ? 移位方向 cd42???圓孔成為橢圓孔 ?si n1122????????????????????ccdBd平面下凹 37 提高 成形運動間 相互位置關(guān)系精度的措施 使用幾何精度高的機床 （ 決定因素 ） 保證高精度的零部件制造 、 總裝調(diào)試和維修 誤差檢測與補償 38 ② 成形運動間速度關(guān)系的影響與控制 車、磨螺紋以及滾齒、插齒、磨齒等加工，要求各成形運動之間具有準確的速度關(guān)系 滾齒機 速度關(guān)系誤差對加工精度的影響 各傳動件傳動誤差對工件精度影響的總和為： ????? ????njjjnjjn K11Δ ???39 影響 速度關(guān)系精度的因素 機床傳動鏈中各傳動元件的 制造誤差 、 裝配誤差以及 磨損 等，都會破壞正確的運動關(guān)系，造成工件和刀具運動相對速度的不準確，從而產(chǎn)生加工誤差。 主軸徑向跳動將會造成什么加工誤差？ 2） 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 ① 徑向跳動 28 ② 軸向竄動 滑動軸承主軸 的軸向竄動量取決于止推 （ 承載 ） 軸承副中端面與主軸軸線垂直度較高者 影響 滾動軸承主軸 軸向竄動的主要因素有： 滾道與軸線的垂直度 滾動體形狀誤差 （ 軸向間隙變化 ） 尺寸一致性 （ 承載不均而降低剛度 ） 主軸軸向竄動將會造成什么加工誤差？ 29 ③ 角度擺動 主要取決于主軸前后支承跳動（跳動量、相位等）的綜合影響 3）提高回轉(zhuǎn)運動精度的措施 不僅影響圓度，而且影響圓柱度 鏜模；固定頂尖定位，修磨頂尖孔；采用無心磨加工 ? 用精密滾動軸承并加預載 ， 消除間隙 、 提高剛度 改進滑動軸承結(jié)構(gòu) （ 短三瓦自位軸承 ） ? 使用液 、 氣靜壓軸承 ， 剛度高 、 精度高 、 工藝性好 隔離主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響： 提高主軸回轉(zhuǎn)精度： 30 （ 2） 機床直線運動精度 主要取決于機床導軌的導向精度，也和導軌裝配質(zhì)量和不均勻磨損有關(guān)。 四、機床幾何誤差的影響與控制 機床幾何精度 回轉(zhuǎn)運動精度 直線運動精度 成形運動之間的位置精度 傳動（速度關(guān)系）精度 26 （ 1） 機床回轉(zhuǎn)運動精度 主要取決于機床主軸的回轉(zhuǎn)精度 主軸回轉(zhuǎn)誤差的形式 機床主軸回轉(zhuǎn)精度的高低主要以在規(guī)定測量截面內(nèi)主軸一轉(zhuǎn)或數(shù)轉(zhuǎn)內(nèi)諸瞬時回轉(zhuǎn)中心的平均位置的變化范圍來衡量。 13 加工誤差與原始誤差 加工誤差 —— 加工后每個零件在尺寸 、 形狀 、 位置方面與理想零件的差值 。 表面微裂紋 處容易受腐蝕性氣體或液體的侵蝕 ， 如零件表面有 殘余壓應力 ， 則可阻礙微裂紋的擴展 ， 從而在一定程度上提高零件的耐蝕性 。 一般加工硬化可提高疲勞強度 ， 但硬化過度則會適得其反 。 若粗糙度值過小，可能增加制造成本，且可能破壞潤滑油膜，造成干摩擦。 否則 ，壽命將大大縮短 磁頭與磁盤間的飛行高度在 50nm以下 ， 若進一步降低將使存儲容量呈指數(shù)倍增長 1kg精密陀螺轉(zhuǎn)子的偏心增加 ， 將引起100m的射程誤差和 50m的軌道誤差 4 5 機械加工精度的各項指標既有區(qū)別，又有聯(lián)系。 一般情況下 ，形狀精度要求高于尺寸精度，位