【正文】 垂面內(nèi)的直線度 Δy RyD 2???可忽略不計(jì) 31 （ 2） 機(jī)床直線運(yùn)動(dòng)精度 主要取決于機(jī)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)。 （ 幾何參數(shù)的偏差 ） 機(jī)械加工精度的影響因素及控制措施 原始誤差 —— 由于機(jī)床 、 刀具 、 量具 、 夾具和工件組成的工藝系統(tǒng)造成加工誤差的因素 。 殘余應(yīng)力為 壓應(yīng)力 時(shí) ， 可部分抵消交變載荷施加的拉壓力 ，阻礙和延緩裂紋的產(chǎn)生或擴(kuò)大 ， 從而提高疲勞強(qiáng)度；但為 拉應(yīng)力 時(shí) ， 則會(huì)大大降低疲勞強(qiáng)度 。 一般情況下 ，形狀精度要求高于尺寸精度，位置精度要求也高于尺寸精度。 若粗糙度值過(guò)小，可能增加制造成本，且可能破壞潤(rùn)滑油膜，造成干摩擦。 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(kuò)展 ， 從而在一定程度上提高零件的耐蝕性 。 四、機(jī)床幾何誤差的影響與控制 機(jī)床幾何精度 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度 直線運(yùn)動(dòng)精度 成形運(yùn)動(dòng)之間的位置精度 傳動(dòng)（速度關(guān)系）精度 26 （ 1） 機(jī)床回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度 主要取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度 主軸回轉(zhuǎn)誤差的形式 機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度的高低主要以在規(guī)定測(cè)量截面內(nèi)主軸一轉(zhuǎn)或數(shù)轉(zhuǎn)內(nèi)諸瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心的平均位置的變化范圍來(lái)衡量。 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(jì) nBHxR ?????在平面磨床上加工時(shí)情況又如何 ？ 34 2）提高導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)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(dāng)加長(zhǎng)工作臺(tái) 配磨、刮研 耐磨損 均化作用 防磨損 35 （ 3）成形運(yùn)動(dòng)之間的相互關(guān)系精度 ① 成形運(yùn)動(dòng)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(shí) ： 刀具直線運(yùn)動(dòng)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(cuò)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(shí) ： 若工件直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與鏜桿回轉(zhuǎn)軸線不平行 銑削時(shí) ： 若端銑刀回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)間 相互位置關(guān)系精度的措施 使用幾何精度高的機(jī)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(cè)與補(bǔ)償 38 ② 成形運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)之間具有準(zhǔn)確的速度關(guān)系 滾齒機(jī) 速度關(guān)系誤差對(duì)加工精度的影響 各傳動(dòng)件傳動(dòng)誤差對(duì)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(jī)床傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)元件的 制造誤差 、 裝配誤差以及 磨損 等，都會(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，造成工件和刀具運(yùn)動(dòng)相對(duì)速度的不準(zhǔn)確，從而產(chǎn)生加工誤差。 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(gè)角度如圖 。 55 2. 工藝系統(tǒng)熱變形的影響與控制 熱源 內(nèi)部熱源 外部熱源 摩擦熱 （運(yùn)動(dòng)副） 轉(zhuǎn)化熱 （電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力能耗） 加工熱 （切削熱、磨削熱） 環(huán)境溫度 （室溫、地基溫度） 輻射熱 （陽(yáng)光、取暖設(shè)備、人體） （ 1） 工藝系統(tǒng)的熱源 56 （ 2）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響 （特別是精密件、大型件的加工） 機(jī)床 破壞原有的冷態(tài)幾何精度，造成加工誤差 工件 冷卻后尺寸改變；局部受熱不均而變形 刀具 加工過(guò)程中熱伸長(zhǎng)引起加工尺寸變化 精密加工時(shí)也要考慮夾具、量具熱變形帶來(lái)的誤差 57 （ 3）控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施 減少熱量產(chǎn)生和傳入 正確使用刀（磨）具、切（磨）削 用量；及時(shí)刃磨或修整刃具；電機(jī) 外置、油箱外置；防曬 加強(qiáng)散熱能力 高效冷卻（噴霧冷卻、潤(rùn)滑油 冷凍降溫） 均恒溫度場(chǎng) 采用熱對(duì)稱和熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)；恒溫間； 機(jī)床預(yù)熱 改進(jìn)設(shè)計(jì) 有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 CAD 精密加工機(jī)床的熱變形補(bǔ)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(duì)加工精度的影響 機(jī)床零部件 破壞原有成形運(yùn)動(dòng)精度造成工件的形狀 和位置誤差 夾具 帶來(lái)裝夾誤差、對(duì)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(cè)量誤差 59 （ 2） 減少工藝系統(tǒng)磨損的主要措施 合理設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu) 靜壓結(jié)構(gòu)，易損表面防護(hù) 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(rùn)滑，及時(shí)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(rùn)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(dāng)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(jī)加力和熱 表層塑變（晶格扭曲、 拉長(zhǎng)、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(jì)零件結(jié)構(gòu) 時(shí)效處理 自然時(shí)效 大件在室外擱置數(shù)天、月 小件在車間擱置數(shù)小時(shí)（粗、精加工之間） 結(jié)構(gòu)對(duì)稱，壁厚均勻，減小尺寸差 人工時(shí)效 鑄、鍛、焊件在機(jī)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(jìn)行冰冷處理 振動(dòng)時(shí)效（激振、敲打） 減少加工塑變 減少加工熱；精度高的細(xì)長(zhǎng)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(jì)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(jī)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。 若 6 ? T， 則必有廢品 雖本題 6 ? T ， 但由于 ? s 存在，仍有廢品率。 mm 18 0 03 ?? mm ?x mm ??可解得： 不合格品率為 % 可能原因及相應(yīng)措施： 1. 對(duì)刀不準(zhǔn) —— 需準(zhǔn)確調(diào)刀 2. 消除系統(tǒng)誤差；減少不可修復(fù)廢品 2. 工序能力差 —— 需減小 σ 改善工藝條件 .RΔSΔ ： 75 機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及其控制 由前已知： 表面 （ 微觀 ） 形貌 表面層物理機(jī)械 性能 （ 加工變質(zhì)層 ） 機(jī)械加工表面質(zhì)量 表面粗糙度 表面波紋度 塑性變形引起的冷作硬化 切（磨）削熱引起的金相組織變化 力（熱）產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 輪廓算術(shù)平均偏差 Ra 微觀不平度 10點(diǎn)高度 Rz 直線波紋度平均波幅 Wz 圓周波紋度平均波幅 Wz 76 切削加工表面的形成過(guò)程 切削層金屬經(jīng)過(guò)第 Ⅰ 、 Ⅱ 變形區(qū)后形成了切屑，經(jīng)過(guò)第 Ⅲ變形區(qū)則形成了已加工表面。磨粒硬度低， 細(xì)小，加上研磨劑的化學(xué)作 用，可使表面粗糙度進(jìn)一步 降低 87 主要用于加工內(nèi)孔表面，可達(dá) Rz ～ ，甚至 Rz 珩磨 也可用于外圓表面的加工 88 用軟研具打光已精加工過(guò)的表面，去除前序留下的痕跡；或?yàn)楂@得光亮美觀的表面，提高疲勞強(qiáng)度。 （ 1）磨削燒傷 95 馬氏體轉(zhuǎn)變溫度 θ 相變溫度 馬氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鸾M織 （ 索氏體或屈氏體 ） 磨削淬火鋼時(shí)，由于磨削區(qū)溫度的不同，可能產(chǎn)生三種燒傷： 回火燒傷 淬火燒傷 退火燒傷 θ 相變溫度時(shí)急冷 ， 表層出現(xiàn)二次淬火 ， 硬度提高；內(nèi)層產(chǎn)生過(guò)回火組織 ， 硬度降低 未用磨削液， θ 相變溫度時(shí)慢冷，出現(xiàn)退火，硬度降低 96 磨削的高溫在工件表面層引起熱應(yīng)力和金相組織相變帶來(lái)的體積應(yīng)力，且多呈現(xiàn)為 殘余拉應(yīng)力 。 為保證加工表面粗糙度 ， 可用寬砂輪 。由此產(chǎn)生的自激振動(dòng)稱 再生自激振動(dòng) 。主偏角車刀車外圓 μ = 0 采用 消振棱 ，增加切削阻尼 118 Ⅱ ） 合理選擇切削用量 增大 f 、 vc， 減小 ap， 避開(kāi)振動(dòng)易發(fā)區(qū) Ⅲ ）合理選擇刀具參數(shù) 加大主偏角 kr 、前角 γ0，減少切削力； 適當(dāng)減小后角 α 0，增大摩擦阻尼 例如： 采用 消振棱 ，增加切削阻尼 Ⅳ ）調(diào)整系統(tǒng)低剛度主軸位置 削扁鏜桿 車三角螺紋 μ = 0 切斷車刀切斷工件 μ = 1 90186。 消除或減少自激振動(dòng)的方法 Ⅰ ）減小重