【正文】 精度影響最大的方向，稱為誤差敏感方向。 例 2： 用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開線齒輪 例 1： 在數(shù)控銑床上采用球頭刀銑削復雜形面零件 (圖 46) S h 圖 46 空間曲面數(shù)控加工 8S R h? ? ?（ 43） 加工原理誤差 10 機床誤差 ? 主軸回轉誤差是指主軸實際回轉線對其理想回轉軸線的漂移。 ★ 主軸傾角擺動對加工精度的影響 ?與主軸 徑向跳動影響類似 ， 不僅影響圓度誤差 ，而且影響圓柱度誤差 。 ?試切時與正式切削時切削厚度不同造成的誤差。 工藝系統(tǒng)受力變形等于工藝系統(tǒng)各組成部分受力變形之迭加。 ?組成件的實體剛度 —— 受力產生拉伸、壓縮、彎曲變形；特別是薄弱件（楔條、軸套等）影響較大 ?連接表面接觸變形 —— 其大小與接觸面壓強有關 mX c p? ? ?（ 415） ?結合面間隙 ?零件表面摩擦力的影響 影響機床部件剛度因素 圖 431 接觸變形曲線 x O p p Δp x Δx 38 減小受力變形對加工精度影響措施 ?合理設計零部件結構和截面形狀 ?提高連接表面接觸剛度 （↓表面粗糙度 ， 改進接觸質量 ， 予加載荷 ） ?采用輔助支承 （ 中心架 ，跟刀架 ， 鏜桿支承等 ） 圖 433 支座零件不同安裝方法 圖 432 轉塔車床導向桿 提高工藝系統(tǒng)剛度 減小載荷及其變化 ?采用合理裝夾和加工方式 圖 428， 429， 456， 458 變形轉移 、 補償和校正 39 工件殘余應力引起的變形 圖 434 鑄件殘余應力引起變形 圖 435 冷校直引起的殘余應力 壓 拉 加載 壓 壓 拉 拉 卸載 ? 設計合理零件結構 ? 粗 、 精加工分開 ? 避免冷校直 ? 時效處理 殘余應力來源 ? 毛坯制造和熱處理產生的殘余應力 （ 圖 434） 減小殘余應力措施 ? 冷校直帶來的殘余應力 （圖 435） ?切削加工帶來的殘余應力 40 機械制造技術基礎 第 4章 機械加工質量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 工藝系統(tǒng)熱變形及其對加工精度的影響 Heat Deformation of Technological System and it’ s Effect to machining Precision 41 概述 在精密加工和大件加工中 ， 工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約 40～ 70%。 ? 充分冷卻和強制冷卻 。 ◆ 隨機誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機因素共同作用而引起的 。 59 分布圖分析法 y 圖 449 工藝能力系數(shù)符號含義 μ x 0 3ζ 3ζ 公差帶 T Δ TU TL ? ?3626PPKCPT U T LCT U T LC????????? ? ???60 ? 工序能力等級 工序能力系數(shù) 工序等級 說 明 CP＞ 特級 工序能力過高 ≥ CP ＞ 一級 工序能力足夠 ≥ CP ＞ 二級 工序能力勉強 ≥ CP ＞ 三級 工序能力不足 ≥ CP 四級 工序能力很差 表 42 工序能力等級 分布圖分析法 ? CP 表示工藝過程本身的能力，而工藝能力系數(shù) CPK 則表示過程滿足技術要求的能力，實際上是 “ 過程能力 ”與“管理能力”的綜合 61 0 1 2 3 4 5 6 7 樣組序號 b） 工件尺寸 公差帶T 控制限 點圖分析法 圖 450 單值點圖 工件序號 c） A A′ B′ O′ O B 工件尺寸 工件尺寸 工件序號 a） 14 0 2 4 6 8 10 12 公差帶T 控制限 單值點圖 （ 圖 449） 62 點圖分析法 ? 圖是控制圖和 R控制圖聯(lián)合使用的統(tǒng)稱 xR?（ 426） 1221 kiiSXxxkx x A Rx x A R??? ? ?? ? ??中 線上 控 制 限下 控 制 限R 圖： 1121 kiiSXRRkR D RR D R???????中 線上 控 制 限下 控 制 限（ 427） A D D2 數(shù)值見教材 164頁表 46。 ,κr=75176。 強迫振動的特征 85 機械加工過程中自激振動 自激振動的概念 ? 在沒有周期性外力作用下 ， 由系統(tǒng)內部激發(fā)反饋產生的周期性振動 ? 自激振動過程可用傳遞函數(shù)概念說明 （ 圖 472） ? 自激振動是一種不衰減振動 ? 自激振動的頻率等于或接近于系統(tǒng)的固有頻率 ? 自激振動能否產生及振幅的大小取決于振動系統(tǒng)在每一個周期內獲得和消耗的能量對比情況 （ 圖 473） 。 ～ 3176。第二次走刀時 ， 刀具將在有振紋的表面上切削， 使切削厚度發(fā)生變化， 導致切削力周期性地變化 ， 產生自激振動 自激振動機理 圖 474 再生自激振動原理圖 f 切入 切出 y0 y a） b） θ y0 y 切入 切出 f c） θ f y0 y 切入 切出 d） 切入 切出 f y0 y θ ◆ 產生條件 （ 圖 474） ： a） b） c） 系統(tǒng)無能量獲得； d） y 滯后于 y0， 即 0＞ θ＞ π ， 此時切出比切入半周期中的平均切削厚度大 ， 切出時切削力所作正功 （ 獲得能量 ） 大于切入時所作負功 ， 系統(tǒng)有能量獲得 ， 產生自激振動 機械加工過程中自激振動 87 ◆ 振型耦合機理： 將車床刀架簡化為兩自由度振動系統(tǒng) ， 等效質量 m用相互垂直的等效剛度分別為 k k2兩組彈簧支撐 （ 設 x1為低剛度主軸 ， 圖 475） 圖 475 車床刀架振型耦合模型 F m a b c d x1 x1 x2 x2 β k2 k1 α1 α2 X ◆ 自激振動的產生： ① k1=k2， x1與 x2無相位差 , 軌跡為直線 ， 無能量輸入 機械加工過程中自激振動 ② k1＞ k2， x1超前 x2 ， 軌跡 d→c→b→a 為一橢圓 ， 切入半周期內的平均切削厚度比切出半周期內的大 ， 系統(tǒng)無能量輸入 ③ k1＜ k2， x1滯后于 x2 ， 軌跡為一順時針方向橢圓 ， 即：a→b→c→d 。 裂紋方向常與磨削方向垂直或呈網狀 ， 常與燒傷同時出現(xiàn) 圖 469 帶空氣擋板冷卻噴嘴 磨削燒傷與磨削裂紋的控制 磨削裂紋 81 表面強化工藝 ? 利用淬硬和精細研磨過的滾輪或滾珠 ， 在常溫狀態(tài)擠壓金屬表面 ， 將凸起部分下壓下 ， 凹下部分上凸 ， 修正工件表面的微觀幾何形狀 ,形成壓縮殘余應力 ， 提高耐疲勞強度 （ 圖 471） ? 利用大量快速運動珠丸打擊工件表面 , 使工件表面產生冷硬層和壓應力 ,↑疲勞強度 （ 圖 470） 噴丸強化 圖 471 滾壓加工原理圖 ? 用于強化形狀復雜或不宜用其它方法強化的工件 ， 例如板彈簧、 螺旋彈簧 、 齒輪 、 焊縫等 滾壓加工 圖 470 珠丸擠壓引起殘余應力 壓縮 拉伸 塑性變形區(qū)域 82 機械制造技術基礎 第 4章 機械加工質量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 機械加工過程中的振動 Vibrations in machining Process 83 概述 機械加工過程中振動的危害 ? 影響加工表面粗糙度，振動頻率較低時會產生波度 ? 影響生產效率 ? 加速刀具磨損，易引起崩刃 ? 影響機床、夾具的使用壽命 ? 產生噪聲污染，危害操作者健康 ? 工藝 系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后 ， 系統(tǒng)僅靠彈性恢復力來維持的振動稱為自由振動 。 （ 428） 2ttM TLL??由圖 452所示關系可得： 圖 452 調整尺寸關系 3n?y Tt x T 3ζ Lmax Lmin LM （ Lt ） 樣本均值分布 總體分布 總體分布平均值極端位置 （ 429） 161tTT n???? ? ?????樣本平均值分布： xN n????????，調整尺寸 調整公差 65 調整尺寸 ? 上式要求過于苛刻 ， 產生不合格品得概率只有%。 ◆ 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 。 減少熱源發(fā)熱和隔離熱源 均衡溫度場 48 圖 443 支承距影響熱變形 L1 L2 ? 熱對稱結構 ? 熱補償結構 （ 圖 442， 主軸熱補償 ） 圖 442 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 443） ?高速空運轉 ?人為加熱 ? 恒溫 ? 人體隔離 采用合理結構 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 49 機械制造技術基礎 第 4章 機械加工質量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 加工誤差統(tǒng)計分析 Statistic Analysis of Machining Errors 50 加工誤差的性質 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