【正文】 影響工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 式中 ktjkwzkdj ———車短軸6566216。工件變形引起的加工誤差216。這時(shí)，由于被加工表面的形狀誤差或材料硬度不均勻而引起切削力變化、使受力變形不一致而產(chǎn)生加工誤差。切削分力也隨切削深度的變化由最大ymax變到最小 ymin工藝系統(tǒng)將產(chǎn)生相應(yīng)的變形二）切削力大小變化引起的加工誤差二）切削力大小變化引起的加工誤差6970 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 ” ?？赏ㄟ^(guò)多次走刀，消除誤差復(fù)映的影響。誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來(lái)表示，誤差復(fù)映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比。εz=εnn低了。 n夾緊力影響a） 解決： 加開口套【 例 2】 薄壁工件磨削實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了三次加載 卸載循環(huán)。由圖我們得到下列特點(diǎn)：v非線形關(guān)系，不完全是 彈性變形。三處系統(tǒng)的剛度份別是：下面以在車床頂間裝夾剛度極大的心軸為例：由于心軸剛度很大，其變形可忽略，車刀的變形也可忽略，故上面算得的三處系統(tǒng)剛度，就是三處的機(jī)床剛度。如圖所示，由于床鞍部件中的楔鐵細(xì)長(zhǎng)、剛性差，不易加工平直，使用接觸不良，故在外力作用下最易變形。b)3．零件間間隙的影響4．零件間的摩擦力的影響摩擦力對(duì)接觸剛度的影響是這樣的：當(dāng)加載時(shí)，摩擦力阻止變形增加，而卸載時(shí)，摩擦力又阻止變形減少。 一般地，部件的接觸剛度低于實(shí)際零件的剛度，提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。 可消除配合面間的間隙觸面積，減少受力后的變形量。其主要措施是縮小切削力的作用點(diǎn)到支承之間的距離，以增大工件在切削時(shí)的剛度。一、一、 88引起工藝系統(tǒng)受熱變形的熱源：系統(tǒng)內(nèi)部熱源 (切削熱和摩擦熱 ) 系統(tǒng)外部熱源 (如太陽(yáng)輻射熱 ) 導(dǎo)熱傳熱 對(duì)流傳熱輻射傳熱熱的傳遞方式： 當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)的熱量傳入與傳出相等時(shí)，溫度不再升高，這時(shí)工藝系統(tǒng)就達(dá)到熱平衡狀態(tài)。89 主要由機(jī)床和液壓系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生的，如電動(dòng)機(jī)、軸承、齒輪等傳動(dòng)副、導(dǎo)軌副、液壓泵、閥等運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生的摩擦熱。 即使是同一物體，處于不同空間位置上的各點(diǎn)在不同時(shí)間的溫度也是不等的。 物體達(dá)到熱平衡后，各點(diǎn)溫度將不再隨時(shí)間而變化，而只是其坐標(biāo)位置的函數(shù)， 這種溫度場(chǎng)則稱為 穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng) 。5級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng) ≤5μm，可見熱變形的嚴(yán)重性。 長(zhǎng)度和直徑熱變形量； 工件材料線膨脹系數(shù)；ΔtL， S 溫升。平面加工熱變形ΔXφ/ 4φLS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?！?)?！印觕τ(min)車刀熱變形曲線連續(xù)切削升溫曲線冷卻曲線間斷切削升溫曲線ξ（ μm）ξmaxτb0 τc刀具熱變形刀具熱變形機(jī)床熱變形引起的加工誤差 機(jī)床受熱源的影響，各部分溫升將發(fā)生變化．由于熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，破壞了機(jī)床原有的幾何精度，從而降低了機(jī)床的加工精度。9697熱態(tài)幾何精度機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)的幾何精度機(jī)床空轉(zhuǎn)達(dá)到熱平衡的時(shí)間及其能夠達(dá)到的熱態(tài)幾何精度是衡量精加工機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo)98運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 3 車床受熱變形形態(tài) b） 兩者基本相符993. 大型機(jī)床如導(dǎo)軌磨床、外圓磨床、龍門銑床等的長(zhǎng)床身部件表面溫度比床身底面溫度高 形成溫差床身產(chǎn)生彎曲變形。導(dǎo)軌 磨（圖 c）102五、五、 解決 ： 采用熱空氣加熱立柱后壁。v充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。v定義： 外部作用力去除后工件內(nèi)存留的應(yīng)力216。216。 在 C上開一小口， C上壓應(yīng)力消失，在 A、 B內(nèi)應(yīng)力作用力，內(nèi)應(yīng)力重新分布，達(dá)到平衡，工件翹曲。冷校直方法：在細(xì)長(zhǎng)軸原有變形的相反方向上加力 F，使工件向相反方向彎曲，產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到校直的目的216。 109110第二章第二章 機(jī)械加工精度及其控制機(jī)械加工精度及其控制第六節(jié)第六節(jié) 保證和提高加工精度的途徑保證和提高加工精度的途徑從誤差減少的技術(shù)上考慮，主要采取的措施有兩個(gè)：1） 誤差預(yù)防2） 誤差補(bǔ)償111216。216。轉(zhuǎn)移原始誤差 例：采用立刀安裝把刀架的轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)移到誤差的不敏感方向a） b）轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移113易位法加工時(shí)誤差均化過(guò)程φ360176。115116絲杠加工誤差補(bǔ)償裝置12345—— 積極控制起決定作用的誤差因素120第二章第二章 機(jī)械加工精度及其控制機(jī)械加工精度及其控制第五節(jié)第五節(jié) ◆◆ 變值系統(tǒng)誤差 — 誤差大小和方向按一定規(guī)律變化?！簟?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(guò)程進(jìn)行分析和控制。判斷是否存在明顯變值系統(tǒng)誤差；判斷是否存在明顯變值系統(tǒng)誤差；216?！簟?216。；；Δ———— 公差帶中心與誤差分布中心偏移距離；公差帶中心與誤差分布中心偏移距離；σ———— 誤差分布的標(biāo)準(zhǔn)差。工藝能力系數(shù)符號(hào)含義μx0 3σ 3σ公差帶TΔ TUTL125216。工序能力系數(shù) 工序等級(jí) CP＞ 一級(jí) ＞ CP工序能力不足CP工序能力很差表 22CPK 則表示過(guò)程滿足技術(shù)要求的能力，實(shí)際上是 “過(guò)程能力 ”與 “管理能力 ”的綜合 工序能力等級(jí)216。四級(jí) 三級(jí) 工序能力足夠≥CP說(shuō) 工序能力等級(jí)工序能力等級(jí)124y圖 249TU,式中式中 分布圖應(yīng)用分布圖應(yīng)用（ 224）（ 225）（ 226）216。判斷是否存在常值系統(tǒng)誤差，及常值系統(tǒng)誤差的大小。判斷加工性質(zhì)216?！簟?如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機(jī)變化而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等。加工誤差 系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差常值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差加工誤差統(tǒng)計(jì)特性加工誤差統(tǒng)計(jì)特性122◆◆ 在順序加工一批工件中，其大小和方向隨機(jī)變化的加工誤差?！簟?常值系統(tǒng)誤差 — 其大小和方向均不改變。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差加工誤差統(tǒng)計(jì)分析加工誤差統(tǒng)計(jì)分析121一、一、 在復(fù)雜精密零件的加工中，當(dāng)無(wú)法對(duì)主要精度參數(shù)直接進(jìn)行在線測(cè)量和控制時(shí)，應(yīng)該設(shè)法控制起決定作用的誤差因素，把它掌握在很小的變動(dòng)范圍內(nèi)，例如精密螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制119 校正尺 杠桿 母絲杠 螺母 工件 誤差預(yù)防112216。直接減小原始誤差 例：細(xì)長(zhǎng)軸切削時(shí)采用反向切削。合理采用先進(jìn)工藝和設(shè)備指減小原始誤差本身或減小原始誤差的影響。冷校直方法F3）切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力 3 、減少或消除殘余應(yīng)力的措施1．合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)2．對(duì)工件進(jìn)行熱處理和時(shí)效處理3. 合理安排工藝過(guò)程例如：對(duì)鑄、鍛、焊接件進(jìn)行退火或回火；零件淬火后進(jìn)行回火；對(duì)精度要求高的零件，如床身、絲桿、箱體、精密主軸等，在粗加工后進(jìn)行時(shí)效處理。例 2： 機(jī)床床身鑄件，為提高導(dǎo)軌面的耐磨性，采用局部激冷的工藝使他冷卻更快一些，這樣可以獲得高的硬度，但鑄件內(nèi)應(yīng)力更大，導(dǎo)軌表面經(jīng)粗加工刨去一層，引起內(nèi)應(yīng)力重新分布，產(chǎn)生彎曲變形，新平衡過(guò)程需較長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)軌精加工后除去大部分變形，但內(nèi)部還在變化，合格的導(dǎo)軌面喪失原有的精度。壁 B冷卻慢，當(dāng) A、 C從塑性狀態(tài)冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)， B還處于塑性狀態(tài)，這時(shí) A、 C收縮時(shí) B不起阻擋變形的作用，鑄件內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。六、殘余應(yīng)力引起的變形1051）毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力216。人體隔離。v合理選擇裝配基準(zhǔn)。減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開。減小熱變形對(duì)加工精度影響的措施減小熱變形對(duì)加工精度影響的措施 立銑（圖 a）立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形a）銑床受熱變形形態(tài)b）外圓磨床受熱變形形態(tài)c）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)v2. 磨床如圖所示是外圓磨床溫度分布和熱變形的測(cè)量結(jié)果。/μm20406080溫升1 體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長(zhǎng)；v—ξmaxξ—特點(diǎn)◆◆ 體積小，熱容量小，達(dá)體積小，熱容量小，達(dá)到熱平衡時(shí)間較短；到熱平衡時(shí)間較短；216。板類工件單面加工時(shí)的熱變形Δt 工件材料線膨脹系數(shù)；— 溫升?！ 9192ABOABO93◆◆ 當(dāng)物體未達(dá)到熱平衡