【正文】 圖 477 重疊系數(shù) a p fa B 振動(dòng)方向 XD f a）切削 b）磨削 κ r κ r ， dab B fbB?????（ 切 削 ） （ 磨 削 ）（ 434） 90 ? 減小重疊系數(shù)方法 圖 478 車刀消振棱 ～ 5176。 機(jī)外振源均通過地基把振動(dòng)傳給機(jī)床 。 工件轉(zhuǎn)角 累積誤差 Δ 1 l1 l2 Δ 2 68 誤差補(bǔ)償 ? 在線測量與在線補(bǔ)償 （ 圖 455） ◆ 指人為引入附加誤差因素，以抵消或減小原始誤差的影響 圖 455 高壓油泵偶件自動(dòng)配磨裝置示意圖 柱塞銷 柱塞 69 圖 456 絲扛加工誤差補(bǔ)償裝置 1 — 工件 2 — 螺母 3 — 母絲杠 4 — 杠桿 5 — 校正尺 6 — 觸頭 7 — 校正曲線 附加位移 螺母附加轉(zhuǎn)動(dòng) 誤差補(bǔ)償 ? 采用校正裝置 （ 圖 456） 70 圖 457 以彈性變形補(bǔ)償熱變形 ? 以彈性變形補(bǔ)償熱變形 （ 圖 457） ? 其他補(bǔ)償方法 圖 459 以熱變形補(bǔ)償熱變形 圖 458 龍門銑橫梁變形補(bǔ)償 附加夾緊力 ? 以熱變形補(bǔ)償熱變形 （ 圖 459） ? 以幾何誤差補(bǔ)償受力變形 （ 圖 458） 誤差補(bǔ)償 71 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 影響加工表面粗糙度的工藝因素 Technological Factors Influencing Roughness 72 切削加工表面粗糙度影響因素 圖 460 車削時(shí)殘留面積的高度 ?直線刃車刀 （ 圖 460a） （ 431） rrfHc tg c tg??? ???圓弧刃車刀 （ 圖 460b） 28fr?? ?（ 432） ?影響因素： , , ,rrr k k f? ?刀 尖 圓 弧 半 徑 主 偏 角 副 偏 角 進(jìn) 給 量f κr R max vf Ⅰ Ⅱ rε b） R max Ⅰ Ⅱ f a） vf r??r?切削殘留面積 73 ? 切削速度影響最大： v = 10～ 50m/min范圍 ， 易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺 ， 表面粗糙度最差 （ 圖 553） 。 平均值 μ= 0， 標(biāo)準(zhǔn)差ζ=1的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 ， 記為 ： x ~ N ( 0, 1 ) ? 概率密度函數(shù) （ 422） ? ?2121 ,02xy e x?? ??????? ????? ? ? ? ? ? ? ?y F（ z） 圖 445 正態(tài)分布曲線 μ ( z = 0 ) x(z) 0 z σ +σ 分布圖分析法 分布曲線 55 ? 分布函數(shù) 2121()2xxF x e dx???????? ??????? ?（ 523） 221() 02zzF z e d z? ?? ?xz ????令： 將 z 代入上式 ， 有： 則利用上式 ， 可將非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布進(jìn)行計(jì)算 （ 圖 445） 。 ◆ 變值系統(tǒng)誤差 —— 誤差大小和方向按一定規(guī)律變化 。 例 ： 高 600mm， 長 2023mm的床身， 若上表面溫升為 3℃ ， 則變形量為： 刀具和工件熱變形對加工精度影響 47 減小熱變形對加工精度影響的措施 例 1： 磨床油箱置于床身內(nèi) ，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹 解決 ： 導(dǎo)軌下加回油槽 圖 440 平面磨床補(bǔ)償油溝 例 2： 立式平面磨床立柱前壁溫度高 ， 產(chǎn)生后傾 。 可通過多次走刀 ， 消除誤差復(fù)映的影響 。 ?和試切法有關(guān)的誤差。 θ6F7 θ10 F7 k6 θ20 H 7 g 6 Y Z 圖 419 鉆徑向孔的夾具 ? 夾具誤差影響加工位置精度。 12 圖 49 徑向跳動(dòng)對車外圓精度影響 1 3 機(jī)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(yùn)動(dòng) ， 其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同 ， 幅值為 2e。 ◆ 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)被測質(zhì)量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，對工藝過程進(jìn)行分析和控制。第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 本章要點(diǎn) 機(jī)械加工中的振動(dòng) 影響加工誤差的因素 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素 工藝系統(tǒng)幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形 工藝系統(tǒng)熱變形 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析 1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 概述 Introduction to Machining Quality 2 機(jī)械加工質(zhì)量 尺寸精度 形狀精度 位置精度 （通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)，位置公差限制在尺寸公差內(nèi)） 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(yīng)力 加工質(zhì)量 圖 41 加工質(zhì)量包含的內(nèi)容 3 機(jī)械加工質(zhì)量 ◆ 加工精度： 零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與 理想幾何參數(shù) 接近程度。 物理方法 數(shù)學(xué)方法 8 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 工藝系統(tǒng)幾何精度對 加工精度的影響 Geometric Precisions of Technological System and its influence to machining Precision 9 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。 則刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡接近于正圓 （ 圖 49） 。 ? 與夾具有關(guān)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(yīng)公差的 1/3。 a） b） 圖 420 試切法與調(diào)整法 試切法 （ 圖 420 a） 調(diào)整法 （ 圖 420 b） 25 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 工藝系統(tǒng)受力變形對 加工精度的影響 Static Stiffness of Technological System and its influence to machining Precision 26 在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比 基本概念 工藝系統(tǒng)剛度 pFkX??（ 47） 式中 k—— 工藝系統(tǒng)剛度； Fp—— 吃刀抗力； ΔX —— 藝系統(tǒng)位移 （切削合力作用下的位移 ） 。 1 2 3 n? ? ? ? ?? ? ? ? ????（ 415） 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示 ， 誤差復(fù)映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比 。 解決 ： 采用熱空氣加熱立柱后壁 （ 圖 441） 。如機(jī)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 。 稱 z 為標(biāo)準(zhǔn)化變量 分布圖分析法 y F（ z） 圖 445 正態(tài)分布曲線 μ ( z = 0 ) x(z) 0 z σ +σ 56 ◆ 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(tái)機(jī)床加工的工件混在一起 （ 圖 446a） x y 0 b） 平頂分布 x y 0 c） 偏向分布 ? 平頂分布： 工件瞬時(shí)尺寸分布呈正態(tài) ， 其算術(shù)平均值近似成線性變化 （ 如刀具和砂輪均勻磨損 ） （ 圖 446b） ? 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(shí)寧小勿大 ， 加工外圓時(shí)寧大勿小 （ 圖 446c） 圖 446 幾種非正態(tài)分布 分布圖分析法 57 ◆ 形位誤差的分布 ? 差數(shù)模分布： 正態(tài)分布大于零的部分與小于零的部分對零軸線映射后的迭加 （ 圖 447） ， 如對稱度 、 直線與平面的平行度 、 相鄰周節(jié)誤差等 ? 瑞利分布： 二維正態(tài)分布 ， 在只考慮平面向量模情況下轉(zhuǎn)換成為一維分布 （ 圖 448） ,如同軸度、 直線與直線平行度 、 端面圓跳動(dòng)誤差等 （ 不考慮系統(tǒng)誤差 ） x y 0 圖 447 差數(shù)模分布 ? 瑞利綜合分布： 上述誤差在考慮系統(tǒng)誤差的情況下 ， 其誤差分布接近瑞利綜合分布 圖 448 瑞利分布 x z y 0 分布圖分析法 58 ◆ 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 。 ? 其他影響因素：刀具幾何角度 、 刃磨質(zhì)量 ， 切削液等 圖 461 切削 45鋼時(shí)切削速度與粗糙度關(guān)系 100 120 v（ m/min） 0 20 40 60 80 140 表面粗糙度R z（μm） 4 8 12 16 20 24 28 收縮系數(shù)K s 積屑瘤高度 h（μm） 0 200 400 600 h Ks Rz 切削加工表面粗糙度影響因素 切削表面塑性變形和積屑瘤 74 ? 砂輪速度 v↑， Ra↓ ? 工件速度 vw↑， Ra ↑ ? 砂輪縱向進(jìn)給 f↑， Ra ↑ ? 磨削深度 ap↑， Ra ↑ 圖 462 磨削用量對表面粗糙度的影響 vw = 40(m/min) f = (m /min) ap = (mm) v = 50(m/s) f = (m /min) ap = (mm) v(m/s), vw(m/min) R a(μm) 0