【正文】 ?在生產(chǎn)中，必須注意 : （二）機床熱變形對加工精度的影響 機床熱變形會使機床的靜態(tài)幾何精度發(fā)生變化而影響加工精度，其中主軸部件、床身、導(dǎo)軌、立柱、工作臺等部件的熱變形，對加工精度影響最大。 實現(xiàn)數(shù)控加工后，加工誤差不能再由人工進行補償，全靠機床自動控制，因此熱變形的影響就顯得特別重要。 多種情況下，刀具的剛度對工件精度無顯著影響，但鏜小直孔、鉆小而深的孔等影響較大。這是由于切削時間過長，磨損嚴(yán)重，切削溫度劇增，刀具強度，硬度降低所致。 二、刀具誤差 ?切削過程中刀具在切除工件上的金屬層，同時工件與切屑也對刀具起作用，使刀具磨損。 b） 軸向竄動 a）徑向跳動 c）角度擺動 圖 主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式 3. 主軸回轉(zhuǎn)誤差 ?實際上主軸回轉(zhuǎn)誤差是上述三種形式誤差的合成。 ?加工誤差：零件加工后的幾何參數(shù)的實際值與理想值的偏離程度。由于△ Z2數(shù)值很小，因此該誤差對工件的尺寸精度和形狀精度影響甚小。 尺寸磨損和刀具的安裝， 也會影響加工精度。 （ Ⅱ 段） 正常磨損階段 隨著切削時間增長，磨損量以較均勻的速度加大。 ?? 和LxyyKtw?? )( tw yyLxK ??)( twtx yyLxyy ???yF)( xLFLF yA ?? xFLF yB ?)( L xLFF yA ?? LxFFyB ?而 由相似三角形 求出： 所以 故 （ 32） 設(shè) 分別為由切削力 在床頭和尾架處所引起 或 BA、FF 的壓力，則： tAtJFy ?wBw jFy ?)( L xLJFytyt?? )(LxJFywyw ?所以 代入 (32)并整理得： 22 )()(LxJFLxLJFywytyx ??? 將式（ 33）及 dyd JFy ?dywytyj JFLxJFLxLJFy ???? 22 )()( （ 33） 代入式（ 31）得： 因 dwtjyjJLxJLxLJyFJ1)(1)(1122 ?????為： 故任意點即離床頭為 x處的機床剛度 jJ（ 34） 2Lx ?dwtjJJJLJ1)11(411)2(???tdjJJJ 11 1)0(??wdjJJLJ 11 1)(??0xwtwJJLJx??0022?dxJd j jJdwtjJJJJ 11 1m a x???代入式（ 34）得： 當(dāng)車刀位于床頭時， 當(dāng)車刀位于尾架時， 令 ，可得剛度的極限在 處， 又因 ，即 有最大值： 以 0 ? dx J d j 圖 剛度變化造成工件誤差 1－理想的工件形狀 2－車出的工件形狀 （２）影響機床剛度的主要因素： （ 圖 23） 圖 23 機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié) a) 溜板中的楔鐵 b) 軸承套 （１）工件在兩頂尖間加工 （２）工件在卡盤中加工 （３）工件裝在卡盤上并用后頂尖支承 ?減小變形措施： 、跟刀架（ 如圖 ）。 四、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差 （一）概 述 工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下，會產(chǎn)生相應(yīng)的熱變形，從而破壞工件與刀具間正確的相對位置，造成加工誤差。 ? 而工藝系統(tǒng)的熱變形也就達(dá)到某種程度的穩(wěn)定。 （ 2）加強散熱 （ 3）熱平衡 ?減小機床熱變形的措施： （三）工件熱變形對加工精度的影響 1. 工件均勻受熱 對于一些形狀簡單、對稱的零件，如軸、套筒等，加工時（如車削、磨削）切削熱能較均勻地傳入工件，工件熱變形量可按下式估算： △ L=αL△ t 式中 α—— 工件材料的線膨脹系數(shù)； L—— 工件在熱變形方向的尺寸，單位為 mm； △ t—— 工件溫升，單位為 ℃ 。 切削加工時雖然大部分切削熱被切屑帶走 ， 傳入刀具的熱量并不多 ， 但由于刀具體積小 ， 熱容量小 ， 導(dǎo)致刀具切削部分的溫升急劇升高 ， 刀具熱變形對加工精度的影響比較顯著 。 1）減小溫差； 2）均衡關(guān)鍵件的溫升，避免 彎曲變形（如 圖 28所示） 恒溫車間、使用門簾、取暖裝置均勻布置； 恒溫精度一般控制在 177。 ?用這些零件裝配成機器，在機器使用中也會逐漸產(chǎn)生變形，從而影響整臺機器的質(zhì)量。 影 響 措 施 ?當(dāng)外力 F去除后，彈性變形本可完全恢復(fù)，但因塑性變形部分的阻止而恢復(fù)不了，使殘余應(yīng)力重新分布而達(dá)到平衡，如 圖 31c所示。 2．增加消除殘余應(yīng)力的專門工序 對鑄、鍛、焊接件進行退火或回火； 工件淬火后進行回火；對精度要求 高的零件在粗加工或半精加工后進 行時效處理（ 自然 時效 、人工時效 處理） 3．合理安排工藝過程 在安排零件加工工 藝過程中，盡可能將粗、精加工分在不同工序中進行。 一、加工誤差的性質(zhì)及分類 常值誤差 變值誤差 ?在順序加工一批工件時，誤差的大小和方向保持不變，稱為常值系統(tǒng)性誤差。 （一）分布曲線法 加工一批工件，由于隨機性誤差的存在，加工尺寸的實際數(shù)值是各不相同的，這種現(xiàn)象稱為 尺寸分散 。)(112???? nii xxn? n —— 一批工件的數(shù)目 （ 樣本數(shù) ） （ 1）正態(tài)分布曲線方程 y F 圖 正態(tài)分布曲線 x 0 σ σ x x x?3??? xx % 9 7 9 8 6 *2 ???F① 曲線成鐘形，中間高，兩邊低。 177。 5. 分布曲線法的缺點 ?分布曲線法不能反映誤差的變化趨勢。 2. X ?樣組點圖的種類很多，最常用的是 X － R點圖（平均 值 — 極差點圖）。 機械加工后的零件表面實際上不是理想的光滑表面，它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。 此外，切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小 選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度。 ?鱗刺是已加工表面上出現(xiàn)的鱗片狀毛刺般的缺陷。 ?砂輪的縱向進給量小，被磨次數(shù)越多，工件表面粗糙度值就越小。 ?砂輪太硬，使表面粗糙度增大； ?砂輪選得太軟，使表面粗糙度值增大。 切削加工時起主要作用的往往是塑性變形，表面層常產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力。 表面層金相組織變化與磨削燒傷的產(chǎn)生 3. 提高表面層物理力學(xué)性能的加工方法 (1) 滾壓加工 滾壓加工是利用經(jīng)過淬火和精細(xì)研磨過的滾輪或滾珠，在常溫狀態(tài)下對金屬表面進行擠壓，使受壓點產(chǎn)生彈性和塑性變形，表層的凸起部分向下壓，凹下部分向上擠，逐漸將前工序留下的波峰壓平，降低了表面粗糙度；同時它還能使工件表面產(chǎn)生硬化層和殘余壓應(yīng)力。 噴丸強化主要用于強化形狀復(fù)雜或不宜用其它方法強化的工件，如板彈簧、螺旋彈簧、連桿、齒輪、焊縫等。 因為它使磨擦副表面層金屬的硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。 ?殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分， 殘余拉應(yīng)力 容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴展而 降低疲勞強度。 。 （ 1）表面粗糙度對零件配合精度的影響 表面粗糙度較大，則降低了配合精度。 這是因為過分的冷作硬化，將引起金屬組織過度“疏松”，在相對運動中可能會產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。 （ 1）表面粗糙度對零件耐磨性的影響 ? 表面粗糙度太大和太小都不耐磨。 滾壓加工可以加工外圓、孔、平面及成型表面，通常在普通車床、轉(zhuǎn)塔車床或自動車床上進行。 （ 2）磨削裂紋的產(chǎn)生 磨削裂紋和殘余應(yīng)力有著十分密切的關(guān)系。 （ 2）影響表面層加工硬化的因素 ⑴ 刀具幾何形狀的影響 切削刃 rε↑、前角 ↓、后面磨損量 VB↑ →表層金屬的塑變加劇 →冷硬 ↑ ⑵ 切削用量的影響 切削速度 v↑→塑變 ↓→冷硬 ↓，同時 v↑→ 切削溫度 ↑→ 回復(fù)作用 ↑→ 冷硬 ↓ f↑→切削力 ↑→塑變 ↑→冷硬 ↑ ⑶ 工件材料性能的影響 材料塑性 ↑→冷硬 ↑ 2. 表面層殘余應(yīng)力 定義： 機械加工中工件表面