【正文】 表面粗糙度 波度 紋理方向 傷痕 （劃痕、裂紋、砂眼等） 加工精度 表面質(zhì)量 表面幾何形狀精度 表面缺陷層 表層加工硬化 表層金相組織變化 表層殘余應力 加工質(zhì)量 4 機械加工精度的概念 ◆ 加工精度： 零件加工后實際幾何參數(shù)與 理想幾何參數(shù) 接近程度。 凡是誤差的大小和方向均已掌握 ， 則為 系統(tǒng)誤差 。 從誤差是否與切削狀態(tài)有關來分 ， 可分為 靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差 。 影響加工精度的因素 原始誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關的原始誤差(幾何誤差 ) 與工藝過程有關的原始誤差 (動誤差 ) 原理誤差 定位誤差 調(diào)整誤差 刀具誤差 夾具誤差 機床誤差 工藝系統(tǒng)受力變形 （ 包括夾緊變形 ） 工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損 測量誤差 工件殘余應力引起的變形 工件相對于刀具靜止狀態(tài)下的誤差 工件相對于刀具運動狀態(tài)下的誤差 主軸回轉(zhuǎn)誤差 導軌導向誤差 傳動誤差 原始誤差 —— 原始誤差分類 圖 原始誤差構(gòu)成 11 影響加工精度的因素 ◆ 理論方法： 運用物理學和力學原理，分析研究某一個或某幾個因素對加工精度或表面質(zhì)量的影響。 加工原理誤差 式中 R —— 球頭刀半徑； h —— 允許的殘留高度 。 ? 為便于研究，可將主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動、端面圓跳動和傾角擺動三種基本型式（圖 57）。 16 圖 59 徑向跳動對車外圓精度影響 1 3 機床誤差 仍考慮最簡單的情況 ， 主軸回轉(zhuǎn)中心在 X方向上作簡諧直線運動 ， 其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同 ， 幅值為 2e。 18 A B 機床誤差 ◆ 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 內(nèi)外滾道圓度誤差 、 滾動體形狀及尺寸誤差 圖 5100 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動 ★ 滑動軸承 ?鏜床（圖 5110） —— 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動 圖 5110 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動 ★ 滾動軸承 ?車床（圖 5100） —— 軸徑不圓引起車床主軸向跳動（注意其頻率特性） ?靜壓軸承 —— 對軸承孔或軸徑圓度誤差起 均化 作用 19 機床誤差 ◆ 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 ★ 推力軸承 滾道端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差 （ 圖 5120） ★ 其他因素 軸承孔 、 軸徑圓度誤差；軸承孔同軸度誤差；軸肩 、 隔套 端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；裝配質(zhì)量等 a） b） Δ≈0 Δ 圖 5120 止推軸承端面誤差對主軸軸向竄動的影響 20 ◎ 導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的偏差 ◎ 包括：導軌在水平面內(nèi)的直線度 ， 導軌在垂直面內(nèi)的直線度 ， 前后導軌平行度 （ 扭曲 ） ， 導軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度 （ 或垂直度 ） 等 。 ? 與夾具有關的影響位置誤差因素包括： ? 通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應公差的 1/3。 221 1 1jc ptj wz djL Z ZXFk L k L k???? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ???圖 5210 變形隨受力點變化規(guī)律 X tj X wz ΔX Fp A A′ B B′ C C′ Z L FA FB X z 切削力作用點位置變化引起工件形狀誤差 32 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 ? 工件加工后成鞍形（圖 5220） 圖 5220 機床受力變形引起的加工誤差 ? ? 2 23pgF L Z ZXE J L??????◆ 工件變形引起的加工誤差 式中 Xg —— 工件變形； E —— 工件材料彈性模量； J —— 工件截面慣性矩； Fp， L， Z —— 含義同前 。 1 2 3 n? ? ? ? ?? ? ? ? ???? 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 誤差復映程度可用誤差復映系數(shù)來表示 ， 誤差復映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比 。 η(min) 圖 542 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） ξmax ηb 0 ηc 刀具熱變形 48 ◆ 圓柱類工件熱變形 5級絲杠累積誤差全長 ≤5μm，可見熱變形的嚴重性 531 .1 1 0 4 0 0 1 4 .4 1 0 ( )4 .4 ( )L L tmmm????? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??式中 ΔL， ΔD —— 長度和直徑熱變形量； L， D —— 工件原有長度和直徑； α—— 工件材料線膨脹系數(shù)； Δt —— 溫升 。 解決 ： 采用熱空氣加熱立柱后壁 （ 圖 5410） 。 減少熱源發(fā)熱和隔離熱源 均衡溫度場 51 圖 5430 支承距影響熱變形 L1 L2 ? 熱對稱結(jié)構(gòu) ? 熱補償結(jié)構(gòu) （ 圖 5420， 主軸熱補償 ） 圖 5420 雙端面磨床主軸熱補償 1— 主軸 2— 殼體 3— 過渡套筒 熱伸長方向 ? 合理選擇裝配基準 （ 圖 5430） ?高速空運轉(zhuǎn) ?人為加熱 ? 恒溫 ? 人體隔離 采用合理結(jié)構(gòu) 減小熱變形對加工精度影響的措施 加速達到熱平衡 控制環(huán)境溫度 52 機械制造技術基礎 第 5章 機械加工精度 加工誤差綜合分析 Synthetical Analysis of Machining Errors 53 加工誤差的性質(zhì) 復習 系統(tǒng)誤差 在順序加工一批工件中 ， 其大小和方向均不改變 ， 或按一定規(guī)律變化的加工誤差 。如機床 、 夾具 、 刀具在熱平衡前的熱變形 ， 刀具磨損等因素引起的加工誤差 。 ◆ 如毛坯余量或硬度不均 ， 引起切削力的隨機變化而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；殘余應力引起的變形等 。 稱 z 為標準化變量 分布圖分析法 y F（ z） 圖 545 正態(tài)分布曲線 μ ( z = 0 ) x(z) 0 z σ +σ 59 ◆ 非正態(tài)分布 x y 0 a） 雙峰分布 ? 雙峰分布： 兩次調(diào)整下加工的工件或兩臺機床加工的工件混在一起 （ 圖 546a） x y 0 b） 平頂分布 x y 0 c） 偏向分布 ? 平頂分布： 工件瞬時尺寸分布呈正態(tài) ， 其算術平均值近似成線性變化 （ 如刀具和砂輪均勻磨損 ） （ 圖 546b） ? 偏向分布： 如工藝系統(tǒng)存在顯著的熱變形 ， 或試切法加工孔時寧小勿大 ， 加工外圓時寧大勿小 （ 圖 546c） 圖 5460 幾種非正態(tài)分布 分布圖分析法 60 ◆ 判斷加工性質(zhì) ? 判斷是否存在明顯變值系統(tǒng)誤差； ? 判斷是否存在常值系統(tǒng)誤差 ， 及常值系統(tǒng)誤差的大小 。 用 2σ代替 3σ， 得到： 此時產(chǎn)生不合格品得概率為 %, 完全可以接受 。產(chǎn)生該誤差的可能原因有（ ）。 加工后測量 ， 發(fā)現(xiàn)孔徑偏大 。 b） 在軸向切削力的作用下 ， 工件受到扭矩的作用會產(chǎn)生順時針方向的偏轉(zhuǎn) 。 第 5章 機械加工精度 定位誤差 F 設計基準 定位 基準 熱變形 對刀 誤差 夾緊 誤差 菱形銷 導軌誤差 答案 6： （ 1）影響孔徑尺寸精度的因素： ① 刀具調(diào)整（調(diào)整鏜刀刀刃的伸出長度）； ② 刀具磨損； ③ 刀具熱變形。試分析產(chǎn)生上述各種形狀誤差的主要原因。