【正文】 工精度，其中主軸部件、床身、導(dǎo)軌、立柱、工作臺(tái)等部件的熱變形，對(duì)加工精度影響最大。 （五）減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑 1．減少發(fā)熱和隔離熱源 分離熱源、采用隔熱措施，改善摩擦條件，減少熱量產(chǎn)生，如 圖27所示。 ?具有殘余應(yīng)力的毛坯，其內(nèi)部應(yīng)力暫時(shí)處于相對(duì)平衡狀態(tài)，雖在短期內(nèi)看不出有什么變化，但當(dāng)加工時(shí)切去某些表面部分后，這種平衡就被打破，內(nèi)應(yīng)力重新分布，并建立一種新的平衡狀態(tài)，工件明顯地出現(xiàn)變形。 采用近似的成形運(yùn)動(dòng)和刀具刃形，不但可以簡(jiǎn)化機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)，而且能提高生產(chǎn)效率和加工的經(jīng)濟(jì)效益。 以工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo) ，即可作出該工序工件加工尺寸的實(shí)際分布圖。 所以在一般情況下，應(yīng)使所選擇的加工方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ與公差帶寬度 T之間具有下列關(guān)系： 6σ≤T 但考慮到系統(tǒng)誤差及其它因素的影響，應(yīng)當(dāng)使 6σ小于公差帶寬度 T，才能可靠地保證加工精度。 以樣組序號(hào)為橫坐標(biāo)，分別以 Xi和 Ri為縱坐標(biāo)，就可以分別作出 X點(diǎn)圖 和 R點(diǎn)圖 ，如圖36所示。 ?積屑瘤的形成及其對(duì)切削過(guò)程的影響 在中低速切削塑性金屬材料時(shí) , 常在刀具前面刃口處粘結(jié)一些工件材料 , 形成一塊硬度很高的楔塊，稱之為 積屑瘤 。 圖 40 砂輪上的磨粒 2. 磨削中影響粗糙度的物理因素 磨削速度比一般切削速度高得多，且磨粒大多數(shù)是負(fù)前角，切削刃又不銳利，大多數(shù)磨粒在磨削過(guò)程中只是對(duì)被加工表面擠壓，沒(méi)有切削作用。在磨削過(guò)程中，當(dāng)工件表面層產(chǎn)生的殘余應(yīng)力超過(guò)工件材料的強(qiáng)度極限時(shí)，工件表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋。 如 圖 43所示。 （ 2）表面殘余應(yīng)力對(duì)零件工作精度的影響 表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。 （ 2）表面層冷作硬化與殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 ?適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。珠丸的直徑一般為 ~4mm，對(duì)于尺寸較小、表面粗糙度值較小的工件，采用直徑較小的珠丸。（密度小，比容大） 圖 41 切削熱在表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的示意圖 機(jī)械加工后工件表面層的殘余應(yīng)力是 塑性變形、切削熱 和金相組織變化的綜合結(jié)果。 工件的轉(zhuǎn)速增大，通過(guò)加工表面的磨粒數(shù)減少，因此表面粗糙度值增大 。 （ 2）切削速度的影響 加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)表面粗糙度的影響（對(duì) 積屑瘤和鱗刺 的影響）見(jiàn)如圖 39所示。 圖 35 單個(gè)零件點(diǎn)圖 － R點(diǎn)圖 ?為了能直接反映出加工中系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差隨加工時(shí)間的變化趨勢(shì)，實(shí)際生產(chǎn)中常用樣組點(diǎn)圖來(lái)代替單個(gè)零件點(diǎn)圖。 3σ ，工藝上稱該原則為6σ 準(zhǔn)則 。 在機(jī)械加工中，經(jīng)常采用的統(tǒng)計(jì)分析法主要有 分布曲線法 和 點(diǎn)圖法 。 切削加工 磨削加工 產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力原因 毛坯制造 熱處理 冷校直 減少內(nèi)應(yīng)力引起變形的措施 1．合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu) 應(yīng)盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小 零件各部分尺寸差異， 以減少鑄鍛件毛坯在制 造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 ?在內(nèi)應(yīng)力變化的過(guò)程中，零件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，原有的加工精度受到破壞。 ?減少工件熱變形的措施 （四）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響 刀具熱變形主要是由切削熱引起的 。 熱 平 衡 ? 當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)傳入和散發(fā)的熱量相等時(shí)，工藝系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。39。 定尺寸刀具（如鉆 頭、鉸刀、圓孔拉刀等） 的尺寸誤差直接影響被 加工工件的尺寸精度。 ?加工精度包括：（ 1）尺寸精度 （ 2）形狀精度 （ 3）位置精度 ?宏觀幾何形狀誤差（平面度、圓度等） — 波長(zhǎng) /波高＞ 1000 ?波度 — 波長(zhǎng) /波高 =50～ 1000；且具有周期特性 ?表面粗糙度 —— 波長(zhǎng) /波高＜ 50 a） 波度 b） 表面粗糙度 圖 1 零件加工表面的粗糙度與波度 RZ λ Hλ RZ （ 3）表面層的物理機(jī)械性能：包括表面層的冷作硬化，表面層的殘余應(yīng)力。刀具嚴(yán)重磨損，會(huì)縮短刀具使用時(shí)間、惡化加工表面質(zhì)量、增加刀具材料損耗、增大切削力、增大切削溫度、產(chǎn)生振動(dòng)。 ?減小變形的措施： 圖 鏜床上鏜孔 sy — 刀具變形 即 jjdjgjs yyyyy ????gyjydjyjjydjygyjysyJFJFJFJFJF ????式中 — 工藝系統(tǒng)變形 — 機(jī)床變形 — 夾具變形 jjdjgjs JJJJJ11111 ????— 工件變形 jjy式中 1.][ ?mmNJ 為— 剛度， 則： w 1.][ ?Nmw ?為— 柔度， Jjjdjgjs ww ????Jw1000?令剛度的倒數(shù)為柔度 ，即 w ?在車(chē)床上加工短圓柱 毛坯誤差： 圖 24 誤差復(fù)映現(xiàn)象 ap1 y1 a p2 y 2 毛坯外形 工件外形 21 PPm aa ???工件誤差： sysyw JFJFyy 2121 ????? （ 312） 2yy21 yy、FF, faCFFF pFzzyz?? ?)( 2121 faCfaCJJFJFw PFPFsszszzz ????????mfCJaafCJ zz FsPPFs??? )( 21 ??1/ ????? fCJmw Fzs??n????? ??? 321 ..總— 背吃刀量 為 時(shí)工件法向切削分力 — 背吃刀量 為 根據(jù)切削原理， = 復(fù)映系數(shù)： 幾次走刀，總復(fù)映系數(shù)為： 式中 ： 2 1 P P 、 a a 2 1 P P 、 a a 時(shí)工藝系統(tǒng)的彈性壓移 ? 增加走刀次數(shù) ,可減小誤差復(fù)映 ,提高加工精度 ,但生產(chǎn)率降低了。 各類機(jī)床其結(jié)構(gòu)、工作條件及熱源形式均不相同，因此機(jī)床各部件的溫升和熱變形情況是不一樣的。采用冷卻法，吸收熱源熱量，控制機(jī)床溫升和熱變形。 圖 30 鑄件殘余應(yīng)力引起的變形 圖 30所示為一個(gè)內(nèi)外壁厚相差較大的鑄件，在澆鑄后的冷卻過(guò)程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力的情況。 六、其它原因 L177。 1. 實(shí)際分布圖 2. 理論分布圖 —— 正態(tài)分布曲線 大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在用調(diào)整法加工時(shí)，當(dāng)所取工件數(shù)量足夠多，且無(wú)任何優(yōu)勢(shì)誤差因素的影響，則所得一批工件尺寸的實(shí)際分布曲線便非常接近正態(tài)分布曲線。 6σ＜ T ??確定工件尺寸分散范圍中心的位置 表示工件尺寸分散范圍的 大小 x圖 33 正態(tài)分布曲線及其特征 ④ 正態(tài)分布曲線的特征參數(shù)有兩個(gè)，即 x 和 σ ? 大，加工精度越低， 小，加工精度高。 ?XR點(diǎn)圖的繪制： m inm a x11iiimiiixxRxmx??? ?? 圖 36 點(diǎn)圖 xR?R 點(diǎn)圖 UCL= CL= 0 5 10 樣組序號(hào) 15 20 LCL=0 0 5 10 樣組序號(hào) 15 20 x 點(diǎn) 圖 LCL= UCL= CL= 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A D D2 數(shù)值見(jiàn)有關(guān)表上 ? 圖控制限 xR?圖： x ?單獨(dú)的 點(diǎn)圖或 R點(diǎn)圖不能全面反映加工誤差的情況， 必須結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。 產(chǎn)生這種現(xiàn)象，是 滯流層金屬不斷堆積的結(jié)果。加工表面在多次擠壓下出現(xiàn)溝槽與隆起，又由于磨削時(shí)的高溫更加劇了塑性變形，故表面粗糙度值增大。磨削裂紋常與 燒傷 同時(shí)出現(xiàn)。 ?表面粗糙度太大，接觸表面的實(shí)際壓強(qiáng)增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加??； ?表面粗糙度太小，也會(huì)導(dǎo)致磨損加劇。 （ 1）表面粗糙度對(duì)零件耐腐蝕性能的影響 零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈。 表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。對(duì)于鋁質(zhì)工件，為避免