【文章內(nèi)容簡介】 ΔW。 誤差復(fù)映系數(shù) ε 式中 sBWppKfCΔΔFyF???CFp —— 工件材料切削條件對背向力 的影響系數(shù) f —— 進(jìn)給量 yFp —— 進(jìn)給量對背向力的影響指數(shù) 51 減少誤差復(fù)映影響的主要措施 多次走刀 n???? ?????????? 21總提高工藝系統(tǒng)剛度 52 （ 2） 提高工藝系統(tǒng)剛度的主要措施 ① 提高工件在加工時的剛度或減小其變形 合理選擇工件的加工和裝夾方式 薄壁件均勻夾緊；細(xì)長件 ?用跟刀架、中心架，反向進(jìn)給切削 ② 提高刀具在加工時的剛度 改善刀具材料、結(jié)構(gòu)； 熱處理； 鉆套、鏜套； 對稱刃口抵消切削分力 ③ 提高機(jī)床及夾具的剛度 合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，剛度平衡；盡量減少零件數(shù)，提高接合面形狀精度，降低表面粗糙度值，減少接觸變形；可靠預(yù)緊 53 題 5 ：假設(shè)工件剛度極大 ， 且車床床頭剛度大于 尾座剛度 ， 試分析圖示三種加工情況 ， 各會產(chǎn)生何種形狀誤差 。 54 題 6：試分析在車床上加工一批工件的外圓柱面 產(chǎn)生圖示三種形狀誤差的主要原因。 55 2. 工藝系統(tǒng)熱變形的影響與控制 熱源 內(nèi)部熱源 外部熱源 摩擦熱 （運(yùn)動副） 轉(zhuǎn)化熱 （電動機(jī)，動力能耗） 加工熱 （切削熱、磨削熱） 環(huán)境溫度 （室溫、地基溫度） 輻射熱 （陽光、取暖設(shè)備、人體） （ 1） 工藝系統(tǒng)的熱源 56 （ 2）工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響 （特別是精密件、大型件的加工） 機(jī)床 破壞原有的冷態(tài)幾何精度，造成加工誤差 工件 冷卻后尺寸改變；局部受熱不均而變形 刀具 加工過程中熱伸長引起加工尺寸變化 精密加工時也要考慮夾具、量具熱變形帶來的誤差 57 （ 3）控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施 減少熱量產(chǎn)生和傳入 正確使用刀（磨）具、切（磨）削 用量；及時刃磨或修整刃具；電機(jī) 外置、油箱外置；防曬 加強(qiáng)散熱能力 高效冷卻（噴霧冷卻、潤滑油 冷凍降溫） 均恒溫度場 采用熱對稱和熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)；恒溫間； 機(jī)床預(yù)熱 改進(jìn)設(shè)計 有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 CAD 精密加工機(jī)床的熱變形補(bǔ)償系統(tǒng) 58 3. 工藝系統(tǒng)磨損的影響與控制 （ 1）工藝系統(tǒng)磨損對加工精度的影響 機(jī)床零部件 破壞原有成形運(yùn)動精度造成工件的形狀 和位置誤差 夾具 帶來裝夾誤差、對刀導(dǎo)引誤差 刀具和磨具 使批生產(chǎn)工件尺寸的分散性增大 造成尺寸和形狀誤差（大零件、成形刀具加工） 量具 引起測量誤差 59 （ 2） 減少工藝系統(tǒng)磨損的主要措施 合理設(shè)計機(jī)床結(jié)構(gòu) 靜壓結(jié)構(gòu)，易損表面防護(hù) 提高零部件耐磨性 耐磨材料（合金鑄鐵、鑲鋼、貼塑） 熱處理， 合理潤滑，及時更換已磨損件 正確使用刀具 刀具材料（陶瓷、金剛石），刀具參數(shù) 切削用量（尤其是 V）， 刃口形式（寬刃） 冷卻潤滑 60 4. 工件殘余應(yīng)力的影響與控制 工件的殘余應(yīng)力： 當(dāng)外部載荷去除以后，仍殘存在工件 內(nèi)部的應(yīng)力 （ 1） 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生 機(jī)加力和熱 表層塑變（晶格扭曲、 拉長、比容增大） 毛坯制造 冷校直 局部塑變 61 （ 2） 減少或消除殘余應(yīng)力的主要措施 合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu) 時效處理 自然時效 大件在室外擱置數(shù)天、月 小件在車間擱置數(shù)小時（粗、精加工之間） 結(jié)構(gòu)對稱，壁厚均勻，減小尺寸差 人工時效 鑄、鍛、焊件在機(jī)械加工前的退火、回火 精度穩(wěn)定性要求高的零件，淬火后進(jìn)行冰冷處理 振動時效（激振、敲打） 減少加工塑變 減少加工熱；精度高的細(xì)長工件，不得冷校直 加大余量、多次切削，熱校直 62 加工誤差的統(tǒng)計分析 目的： 區(qū)分 成批生產(chǎn) 中不同性質(zhì)的加工誤差，確定 系統(tǒng)誤差 的 數(shù)值和 隨機(jī)誤差 的范圍，從而找出造成加工誤差的主要因素 以便采取相應(yīng)的措施，提高零件的加工精度。 系統(tǒng)誤差 在相同的工藝條件下加工一批工件，所產(chǎn)生的大小和 方向不變（ 常值 ），或按加工順序有規(guī)律的變化（ 變值 ） 的加工誤差 隨機(jī)誤差 在相同的工藝條件下加工一批工件，所產(chǎn)生的大小和 方向不同，且無規(guī)律變化的加工誤差 加工誤差的統(tǒng)計性質(zhì) 63 機(jī)械加工誤差的分布規(guī)律 正態(tài)分布 調(diào)整法加工時沒有某種優(yōu)勢因素的影響 平頂分布 加工過程中有顯著的變值系統(tǒng)誤差，如刀具磨損 雙峰分布 兩臺機(jī)床或兩次調(diào)整加工，精度不同，調(diào)整尺寸 不一致 偏態(tài)分布 加工過程受到人為干預(yù)，如試切法加工時的保全心理 在顯著熱變形至達(dá)到熱平衡期間進(jìn)行加工 64 加工誤差的統(tǒng)計分析方法 統(tǒng)計分析方法 點(diǎn)圖分析法 分布曲線法 1． 分布曲線法 通過測量一批零件加工后的實(shí)際尺寸，做出尺寸分布曲線， 然后按照此曲線來判斷該加工方法所產(chǎn)生的加工誤差。 一般情況下，調(diào)整法加工后的零件 尺寸服從正態(tài)分布。其概率密度函數(shù)為： 221e21 ?????? ??? ???xxy)0,( ??????? ?x x x ( z ) 0 y T 6 ? ? ? 65 177。 3σ 原則 正態(tài)分布的隨機(jī)變量的分散范圍是 177。 3σ 6 σ 的大小代表了某種加工方法在一定條件下所能達(dá)到的精密度 一般情況下，有 T??6正態(tài)分布函數(shù)為： xxFxxx de21)(221 ?????? ?????? ???令： ?xxz ??則有 zz de21)( z02z 2?? ??表 1x x ( z ) 0 y 2x 不同 值的分布曲線 x ?不同 值的正態(tài)分布曲線 0?x66 nxxnii??? 1Ms xxΔ ??? ??????nii nxxΔ12R /66 ?加工實(shí)測平均尺寸 常值系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差 對一批零件 實(shí)驗(yàn)分布曲線 與 正態(tài)分布曲線 相符合 設(shè)計要求基本尺寸 2m inm axMxx ??ii xx ????? sM任一零件的尺寸可表示為： xx ii ???x ? R=6 ? x ? s xM T xmin xmax δ i xi y 67 分布曲線的用途 ① 分析系統(tǒng)誤差的大小和方向 ② 分析隨機(jī)誤差因素對加工精度 ③ 的影響 ③ 分析各尺寸范圍內(nèi)零件的百 ④ 分比 ⑥ 分析減少廢品率的有效方法 ④ 預(yù)估產(chǎn)生廢品的可能性 MxxRΔSΔ⑤ 分析工序能力等級 ?6PTC ?查表 68 ① 分析系統(tǒng)誤差的大小和方向 ② 分析隨機(jī)誤差因素對加工精度的影響 ③ 分析各尺寸范圍內(nèi)零件的百分比 ⑥ 分析減少廢品率的有效方法 ④ 預(yù)估產(chǎn)生廢品的可能性 例： 加工一批 ? 20? mm 小軸，加工后實(shí)測平均尺寸為 ? mm， 屬正態(tài)分布 , ? = mm， 試分析其加工誤差情況。 ? R=6 ? xM x y x ? s T x 解 : 畫出尺寸分布圖 ⑤ 分析工序能力系數(shù) ? s/2= mm 軸平均尺寸偏大， ? s= mm ? R = 6 ? = mm 由 6 ? T 知 , 本序加工有足夠精密度。 由 xi / ? 值查表 進(jìn)一步 計算 。 若 6 ? T， 則必有廢品 雖本題 6 ? T ， 但由于 ? s 存在，仍有廢品率。 由 x/? =2， 查表得 A=。 故本序加工的 廢品率： =% 從尺寸分布情況看 ， 這些廢品為可修復(fù)廢品 。 ?? ?C工序能力足夠（表 ） 消除系統(tǒng)誤差， ? s = 0，則無廢品。 進(jìn)刀 69 2. 點(diǎn)圖分析法 （ 1）單值點(diǎn)圖 在一批零件的加工過程中，依次測量每個零件的加工尺寸，并記入以順次加工的零件號為橫坐標(biāo)、零件加工尺寸為縱坐標(biāo)的圖表中，便構(gòu)成了單值點(diǎn)圖。 由圖例可見， 刀具磨損引起軸頸加工尺寸的變值系統(tǒng)誤差； 尺寸分布近似為平頂分布，實(shí)際上隨機(jī)誤差 ?? 66 ??? 采用單值點(diǎn)圖分析，可把變值系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差區(qū)分開，便于通過誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?，消除各種系統(tǒng)誤差，使加工精度得到提高。 70 （ 2） Rx?圖 點(diǎn)圖反映工藝過程質(zhì)量指標(biāo)分布中心（變值系統(tǒng)誤差）變化 點(diǎn)圖則反映工藝過程質(zhì)量指標(biāo)分散范圍（隨機(jī)誤差）的變化 兩個點(diǎn)圖必須聯(lián)合使用 xR??? kiixkx11RDU R ? ?? kiiRkR11RAxU CL ?? RAxLC L ??0?RL RL例： 71 保證和提高機(jī)械加工精度的主要途徑 （ 1） 減少或消除原始誤差 提高機(jī)床成形運(yùn)動精度和剛度 提高夾具的制造、安裝精度，減少裝夾誤差和對定誤差 提高工件加工時的剛度，減少受力變形 （反向切削） 減少精密件加工時的熱影響，平衡熱變形 72 （ 2）補(bǔ)償或抵消原始誤差 補(bǔ)償 —— 人為制造反向誤差 抵消 —— 移位法加工 （ 3）轉(zhuǎn)移原始誤差 將誤差轉(zhuǎn)移到不敏感方向