【文章內(nèi)容簡介】 0 1 2 3 4 50 150 100 200 位移 /μm 20 40 60 80 溫升 / ℃ ΔY 前軸承溫升 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 四、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 3．機床熱變形對加工精度的影響 ? 立銑 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 ? 導軌磨 其他機床熱變形 四、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 3．機床熱變形對加工精度的影響 例 1： 平面磨床床身導軌的溫度高于底部 。 解決： 在床身底部配置熱補償油溝 。 例 2： 立式平面磨床立柱前壁溫度高 ， 產(chǎn)生后傾 。 解決： 采用熱空氣加熱立柱后壁 。 均衡立柱前后壁溫度場 ? 減少切削熱和磨削熱 ? 充分冷卻和強制冷卻 ? 隔離熱源 減少熱源發(fā)熱 均衡溫度場 (三 ) 減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑 平面磨床床身底部用回油加溫 溫差降至 1～ 2℃ ，中凸量 由 。 支承距影響熱變形 L1 L2 采用合理結(jié)構(gòu) 定位面位置對熱變形方向的影響 (三 ) 減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑 在沒有外力作用下或去除外力作用后殘留在工件內(nèi)部的應力，亦稱殘余應力。 五、工件內(nèi)應力重新分布引起的誤差 1．內(nèi)應力 內(nèi)應力使工件材料處于一種高能位的不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，當帶有內(nèi)應力的工件受到力或熱的作用而失去原有的平衡時，它將向新的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變 →新的平衡 →變形（加工誤差 ） 2．內(nèi)應力產(chǎn)生的原因 (1)毛坯制造和熱處理中產(chǎn)生的內(nèi)應力 工件壁厚不均、冷卻不均或金相組織轉(zhuǎn)變等原因，都會使工件產(chǎn)生內(nèi)應力。 五、工件內(nèi)應力重新分布引起的誤差 (2) 冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應力 冷校直引起的內(nèi)應力 五、工件內(nèi)應力重新分布引起的誤差 五、工件內(nèi)應力重新分布引起的誤差 內(nèi)應力重新分布引起的工件變形 (3) 切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力 (1)合理設計零件結(jié)構(gòu) (2) 壁厚均勻、結(jié)構(gòu)對稱，以減小內(nèi)應力的產(chǎn)生。 (2) 合理安排工藝過程 鑄件、焊接件機械加工前，應安排退火、回火等熱 處理工序； 重要零件，在粗加工之后尚需適當安排時效工序； 重要表面的粗、精加工工序宜分階段安排。 3．減小或消除內(nèi)應力變形誤差的途徑 五、工件內(nèi)應力重新分布引起的誤差 原理誤差是指由于采用了近似的成形運動、近似的刀刃形狀等原因而產(chǎn)生的加工誤差。 五 其它誤差 1．原理誤差 可以簡化機床結(jié)構(gòu)和減少刀具數(shù)，只要加工誤差能夠控制在允許的制造公差范圍內(nèi)，就可采用近似加工方法。 如：用模數(shù)銑刀銑齒 2．調(diào)整誤差 五、其它誤差 由于調(diào)整不準確產(chǎn)生的誤差，稱為調(diào)整誤差。 ? 引起調(diào)整誤差的因素 調(diào)整時所用刻度盤、樣板或樣件等的制造誤差，測量用的儀表、量具本身的誤差等。 3． 測量誤差 工件的測量尺寸與實際尺寸的差值。 ? 產(chǎn)生測量誤差的原因 量具量儀的制造誤差及磨損、測量過程中環(huán)境溫度的影響、測量讀數(shù)誤差、施力不當引起量具量儀的變形等。 (1) 減小和消除原始誤差 六、提高加工精度的途徑 (3)均分原始誤差 (4)誤差補償 (2) 轉(zhuǎn)移原始誤差 立軸轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移 第三節(jié) 加工誤差的統(tǒng)計分析 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 。 ◆ 常值系統(tǒng)誤差 —— 加工誤差大小和方向均不改變 。 如原理誤差 ， 機床 、 夾具 、 刀具的制造誤差 ， 工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形 ， 調(diào)整誤差 ， 機床 、 夾具 、 量具的磨損等因素引起的加工誤差 。 ◆ 變值系統(tǒng)誤差 —— 誤差大小和方向隨加工時間按一定規(guī)律變化 如機床 、 夾具 、 刀具在熱平衡前的熱變形 ， 刀具磨損等因素引起的加工誤差 。 加工誤差 系統(tǒng)誤差 隨機誤差 常值系統(tǒng)誤差 變值系統(tǒng)誤差 加工誤差的性質(zhì) 一、概述 （一） 系統(tǒng)性誤差與隨機性誤差 在順序加工一批工件中 ， 其大小和方向隨機變化的加工誤差 。 ◆ 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 。 ◆ 隨機誤差服從統(tǒng)計學規(guī)律 。 ◆ 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誤差；測量誤差等 。 隨機誤差 隨機誤差的統(tǒng)計分析 ◆ 運用數(shù)理統(tǒng)計原理和方法， 通過分析隨機性誤差的統(tǒng)計規(guī)律， 對工藝過程進行分析和控制。 一、概述 二、加工誤差的統(tǒng)計分析 統(tǒng)計分析法是以對許多零件進行抽樣測量所得資料為基礎的，經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計的處理，主要分為分布曲線法和點圖法。 （一）分布曲線法 機械制造中常見的誤差分布規(guī)律： x y 0 雙峰分布 y 正態(tài)分布 x 0 機械加工時，如果工藝系統(tǒng)無變值性系統(tǒng)誤差，且隨機誤差中沒有一個是起主導作用的誤差因素，則被加工零件尺寸服從正態(tài)分布。 將兩次調(diào)整機床下加工的零件混在一起，盡管每次調(diào)整下加工的零件按正態(tài)分布，但由于機床兩次調(diào)整的尺寸不同，故零件的尺寸為雙峰分布。 (一 ) 分布曲線法 二、加工誤差的統(tǒng)計分析 x y 0 平頂分布 x y 0 偏 態(tài) 分布 當?shù)毒呋蛏拜喣p顯著時，雖然每瞬間加工的零件尺寸按正態(tài)分布，但隨著刀具或砂輪的磨損，不同瞬間尺寸分布曲線的平均尺寸是移動的，因此加工出來的零件尺寸分布曲線呈平頂分布。 采用試切法車削外圓或鏜內(nèi)孔時，為避免產(chǎn)生不可修復的廢品，操作者往往主觀上有使軸加工的寧大勿小、孔加工的寧小勿大的意向，使得加工出的零件呈偏態(tài)分布。 (一 ) 分布曲線法 ? ? ?????? ???222exp21)(???xxxy ??? niixnx11 ? ?????nii xxn121?1. 正態(tài)分布的數(shù)學模型 —— 概率密度函數(shù) —— 算術平均值（零件尺寸的平均值）；取決于機床調(diào)整尺寸和常值性系統(tǒng)誤差，只影響曲線的位置，不影響曲線的形狀。 x?——零件尺寸的均方根偏差（標準差）；取決于隨機性誤差和變值性系統(tǒng)誤差，只影響曲線形狀，不影響曲線位置。 標準正態(tài)分布： 10???x ? ? ?????? ??2exp21)( 2xxy? ????????2exp21)( 2xxy?2. 標準正態(tài)分布 y 標準 正態(tài)分布曲線 x 0 令 ?/)( xxz ?? ?????? ???222)(exp21)(???xxxy )(12exp21 2 zyz??? ??????? ?? 3. 工件尺寸落在某一尺寸區(qū)間內(nèi)的概率 ?? 21 )()( xx dxxyxF xxxxx d2 )(exp21 22 21?????? ??? ? ??? 令 ?/)( xxz ?? ?? ?????? ???????? ??? zz zzzzzxF 0 2 0 2d2exp21d2exp21)()( ??????/)( xxz ?? = 177。1時， 2φ(1)=2=﹪ ； /)( = 177。2時， 2φ(2)=2=﹪ ； ?/)( xxz ?? = 177。3時， 2φ(3)=2=﹪ 。 當 （標準化正態(tài)分布概率密度函數(shù)積分值表） 所以，可以認為正態(tài)分布的分散范圍為（ ），這就是“ 177。3?原則 ”或稱 “6?原則 ”，它代表了某種加工方法在規(guī)定條件下所能達到的加工精度。 x ?3?x （ 1）判斷工藝過程的穩(wěn)定性 x?x? 如果工藝過程中工件加工尺寸的瞬時分布中心（或工件尺寸均值 ）和標準差 基本保持不變或變化不大，就認為工藝過程是穩(wěn)定的；如果工藝過程中工件加工尺寸的瞬時分布中心（或工件尺寸均值 ）和標準差 有顯著變化，就認為工藝過程是不穩(wěn)定的。 工藝過程的穩(wěn)定性是指工藝過程在時間歷程上保持 x?和 值穩(wěn)定不變的性能。 (一 ) 分布曲線法 分布曲線法的應用 圖 437 工藝過程穩(wěn)定性分析圖 常值性系統(tǒng)誤差不會影響分布曲線的形狀，只會影響它的位置。所以當分布曲線的中心和公差帶中心不重合時，就說明加工中存在常值性系統(tǒng)誤差。 變值性系統(tǒng)誤差或隨機誤差會影響分布曲線的形狀，可能造成分布曲線的分散范圍大于公差帶，出現(xiàn)廢品，也可能出現(xiàn)非正態(tài)分布曲線，可根據(jù)其形狀初步分析形成原因。 （ 2）判別加工誤差的性質(zhì) (一 ) 分布曲線法 分布曲線法的應用 生產(chǎn)中，選用某種加工方法或加工設備進行加工時，能否勝任零件精度的要求，可進行工藝驗證。 當加工尺寸服從正態(tài)分布時，工件的公差 T與尺寸分布范圍6?的比值，稱為工序能力系數(shù) CP。 （ 3）確定工序能力及其等級