【正文】 差 。 η(min) 圖 438 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 45 ◆ 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 10 400 1 10 ( )( )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 。 221 1 1jc ptj w z djL Z ZXFk L k L k???? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ???（ 49） 圖 421 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 29 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 ? 工件加工后成鞍形（圖 422） 圖 422 機床受力變形引起的加工誤差 （ 510） ? ? 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 。 ?定程機構誤差。 17 ◎ 導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的偏差 ◎ 包括：導軌在水平面內的直線度 ， 導軌在垂直面內的直線度 ， 前后導軌平行度 （ 扭曲 ） ， 導軌與主軸回轉軸線的平行度 （ 或垂直度 ） 等 。 b）端面圓跳動 a）徑向圓跳動 c）傾角擺動 圖 47 主軸回轉誤差基本形式 主軸回轉誤差 11 機床誤差 ◆ 主軸回轉誤差對加工精度的影響 ★ 主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（鏜孔） 考慮最簡單的情況，主軸回轉中心在 X方向上作簡諧直線運動，其頻率與主軸轉速相同，幅值為 2e。 圖 44 誤差敏感方向 Ｏ Y X a） Ｏ Y X b） 誤差敏感方向 6 引起加工誤差的根本原因是工藝系統(tǒng)存在著誤差 ， 將工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差 。 ? 誤差敏感方向一般為已加工表面過切削點的法線方向。 ? 為便于研究，可將主軸回轉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 47）。 14 A B 機床誤差 ◆ 影響主軸回轉精度的主要因素 內外滾道圓度誤差 、 滾動體形狀及尺寸誤差 圖 410 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動 ★ 滑動軸承 ?鏜床（圖 411） —— 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動 圖 411 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動 ★ 滾動軸承 ?車床（圖 410） —— 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 15 機床誤差 ◆ 影響主軸回轉精度的主要因素 ★ 推力軸承 滾道端面平面度誤差及與回轉軸線的垂直度誤差 （ 圖 412） ★ 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軸線的垂直度誤差；裝配質量等 a） b） Δ≈0 Δ 圖 412 止推軸承端面誤差對主軸軸向竄動的影響 16 機床誤差 ★ 傳統(tǒng)測量方法存在問題： ◆ 主軸回轉誤差的測量 圖 413 傳統(tǒng)測量方法 a) b) 圖 414 主軸回轉誤差測量法 1 — 擺動盤 2， 4 — 傳感器 3 — 精密測球 5 — 放大器 6 — 示波器 ★ 準確測量方法 ?包含心軸、錐孔誤差在內 ?非運動狀態(tài)。 ?機床進給機構的位移誤差。由此可導出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各組成部分剛度之間的關系： 工藝系統(tǒng)剛度計算 28 ◆ 機床變形引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 式中 Xjc —— 機床總變形； Fp —— 吃刀抗力； ktj —— 機床前頂尖處剛度； kwz —— 機床后頂尖處剛度； kdj —— 機床刀架剛度； L —— 工件全長； Z —— 刀尖至工件左端距離 。 ? 溫度場 —— 工藝系統(tǒng)各部分溫度分布 ? 熱平衡 —— 單位時間內 ， 系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等 ， 系統(tǒng)各部分溫度保持在一相對穩(wěn)定的數(shù)值上 ?溫 度場與熱平衡研究 —— 目前以實驗研究為主 工藝系統(tǒng)熱源 內部熱源 外部熱源 切削熱 摩擦熱 環(huán)境熱源 輻射熱 工藝系統(tǒng)熱變形 工藝系統(tǒng)熱源 溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡 42 機床熱變形對加工精度影響 ? 體積大 ， 熱容量大 ， 溫升不高 ， 達到熱平衡時間長 ? 結構復雜 ， 溫度場和變形不均勻 ， 對加工精度影響顯著 運轉時間 / h 0 1 2 3 4 50 150 100 200 位移 /μm 20 40 60 80 溫升 / ℃ ΔY ΔX 前軸承溫升 圖 436 車床受熱變形 a） 車床受熱變形形態(tài) b） 溫升與變形曲線 機床熱變形特點 車床熱變形 （ 圖 436） 43 機床熱變形對加工精度影響 ? 立銑 （ 圖 a） 圖 437 立式銑床、外圓磨床、導軌磨床受熱變形 a）銑床受熱變形形態(tài) b）外圓磨床受熱變形形態(tài) c）導軌磨床受熱變形形態(tài) ? 外圓磨 （ 圖 b） ? 導軌磨 （ 圖 c） 其他機床熱變形 （ 圖 437） 44 刀具和工件熱變形對加工精度影響 ? 體積小 ， 熱容量小 ，達到熱平衡時間較短 ? 溫升高 ， 變形不容忽視 （ 達 ～ ） ◆ 特點 ◆ 變形曲線（圖 438） m a x 1ce???? ?????????（ 416） 式中 ξ—— 熱伸長量； ξmax —— 達到熱平衡熱伸長量； η—— 切削時間； ηc —— 時間常數(shù) （ 熱伸長量為熱平衡熱伸長量約 63%的時間， 常取 3～ 4分鐘 ） 。 ? 隔離熱源 。 ◆ 隨機誤差服從統(tǒng)計學規(guī)律 。 圖 ?? 表示樣組平均值 ， R表示樣組極差 x? 圖控制限 圖： x63 點圖分析法 ◆ 工藝過程穩(wěn)定性 點子正常波動 →工藝過程穩(wěn)定；點子異常波動 →工藝過程不穩(wěn)定 圖 451 圖 xR?R 圖 UCL= CL= 0 5 10 樣組序號 15 20 LCL=0 0 5 10 樣組序號 15 20 x 圖 LCL= UCL= CL= ◆ 穩(wěn)定性判別 —— 沒有點子超出控制限 —— 大部分點子在中心線上下波動 ， 小部分點子靠近控制限 —— 點子變化沒有明顯規(guī)律性 （ 如上升 、 下降傾向， 或周期性波動 ） ? 同時滿足為穩(wěn)定 圖分析 xR?64 調整尺寸 式中 Lt —— 調整尺寸； L M—— 平均尺寸； Tt—— 調整公差 。 ,rε=,工件： 45切削條件： ap=, f=, 不加切削液 0 50 100 150 200 距離表面深度 (μm) 殘余應力(Gpa) 0 vc =213m/min vc =86m/min vc =80 磨削燒傷與磨削裂紋 ? 合理選擇砂輪 ? 合理選擇磨削用量 ? 改善冷卻條件 工件表層溫度達到或超過金屬材料相變溫度時 ， 表層金相組織 、 顯微硬度發(fā)生變化 ， 并伴隨殘余應力產生 ， 同時出現(xiàn)彩色氧化膜 磨削燒傷 磨削表面殘余拉應力達到材料強度極限 ， 在表層或表面層下產生微裂紋 。 圖 473 自激振動系統(tǒng)能量關系 A B C 能量E Q E－ E＋ 0 振幅 電動機 (能源 ) 交變切削力 F(t) 振動位移X(t) 圖 472 自激振動閉環(huán)系統(tǒng) 機床振動系統(tǒng) （彈性環(huán)節(jié)） 調節(jié)系統(tǒng) （切削過程） 自激振動的特征 86 ◆ 再生機理： 切削過程 ， 由于偶然干擾 ， 使加工系統(tǒng)產生振動并在加工表面上留下振紋 。 ◆ 增加切削阻尼 （ 例采用倒棱車刀 ， 圖 478） ? 增加主偏角 ? 增大進給量 機械加工中振動的防治 91 ◆ 提高工藝系統(tǒng)剛度 ◆ 增大工藝系統(tǒng)阻尼 改善工藝系統(tǒng)動態(tài)特性 機械加工中振動的防治 阻尼材料 鑄鐵環(huán) 鑄鐵套筒 圖 479 零件上加阻尼材料 92 圖 480 摩擦式減振器 1— 飛輪 2— 摩擦盤 3— 摩擦墊 4— 螺母 5— 彈簧 ?動力減振器 ?摩擦式減振器 （ 圖 480） ?沖擊式減振器 （ 圖 481） 機械加工中振動的防治 采用減振裝置 圖 481 沖擊式減振鏜刀與減振鏜桿 1— 沖擊塊 2— 緊定螺釘 a）減振鏜刀 b）減振鏜桿 δ δ 93 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH