【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(yù)熱 改進設(shè)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(dǎo)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(shè)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(yīng)力的影響與控制 工件的殘余應(yīng)力： 當外部載荷去除以后，仍殘存在工件 內(nèi)部的應(yīng)力 （ 1） 殘余應(yīng)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(yīng)力的主要措施 合理設(shè)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(yīng)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(fù)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(yù)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌誤差形式及其影響 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的 直線度 Δx 導(dǎo)軌在鉛垂面內(nèi)的 直線度 Δy 雙導(dǎo)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(dǎo)軌直線運動精度的措施 合理的導(dǎo)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(dǎo)軌 90o 雙三角導(dǎo)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 ?sin1122????????????????????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(yù)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(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，也和導(dǎo)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(yīng)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