【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （如機(jī)床床身導(dǎo)軌）。 對(duì)于車、銑、刨、立鏜、外拉削等切削流暢、切削和刀具的摩擦較小的情況，大部分切削熱被切屑帶走，傳入工件的熱量為 10%左右 對(duì)于鉆孔，由于鉆頭橫刃的擠壓作用，切屑與排屑溝的摩擦以及散熱條件不好等原因，鉆孔是所產(chǎn)生的熱量約 50%進(jìn)入工件 磨削時(shí)，約有 84%的磨削熱傳入工件 在臥鏜鑄鐵工件時(shí)，切屑幾乎全部留在孔內(nèi)，傳給切屑的熱量又傳給了工件 四種不同的加工方式 92 ? 即使是 同一加工方式，同樣的熱量 ，由于工件受熱體積不同，引起 溫升的熱變形 也不一樣。（薄壁件和實(shí)心件） ? 工件的 裝夾方式 對(duì)工件熱變形也有影響 ? 工件 受熱的均勻與否 ，對(duì)熱變形的影響也很大，若工件單面受熱，就容易產(chǎn)生彎曲 在兩死頂尖間加工軸件，因頂尖不能軸向移動(dòng)，則 工件的熱升長(zhǎng) 受阻導(dǎo)致兩頂尖間產(chǎn)生軸向力，使工件 彎曲變形 ，加工后呈 鞍形形狀誤差 。 內(nèi)圓磨床磨短薄壁套內(nèi)孔時(shí)，雖可看作均勻受熱，但由于在 夾壓點(diǎn)處的散熱條件好 ，該處的溫升較其它部分低，故加工完畢冷卻后工件出現(xiàn) 棱圓形的圓度誤差 93 對(duì)于 工件受熱均勻 情況 L L T?? ? ?L?測(cè)得的工件溫升為 ，則熱伸長(zhǎng) （直徑上和長(zhǎng)度上 )可以按簡(jiǎn)單的物理公式計(jì)算 T?? 6012 10 / C?? 6011 10 / C??L式中： —— 工材料的熱膨脹系數(shù)，鋼材為 鑄鐵為 —— 工件在熱變形方向上的尺寸 94 對(duì)于 工件受熱均勻 情況 精加工磨削絲杠 例子： 則絲杠的伸長(zhǎng)量為： 3m 03 C 6300 0 12 10 3 m m?? ? ? ? ? ? mm，每磨一次溫度就升高約 而 6級(jí)絲杠的螺距累積誤差在全長(zhǎng)上不允許超過 由此可見熱變形的嚴(yán)重性 若絲杠長(zhǎng)度為 95 熱變形對(duì)粗精加工影響 例子： 在一臺(tái) 三工位 的組合機(jī)床上，第一個(gè)工位是 裝卸工件 ，第二個(gè)工位是 鉆 ，第三個(gè)工位是 鉸孔 ，鉆孔尺寸為 φ20mm 31 0 / m innr? 6 /f m m r?0107 C材料為鑄鐵，鉆孔時(shí)轉(zhuǎn)速 ，進(jìn)給量 溫升達(dá) ，則工件的孔在直徑上脹大了： 鉆孔完畢后接著鉸孔，等到工件冷下來一收縮，誤差就超過了 7級(jí)精度的公差。所以說在這種場(chǎng)合下，粗加工的工件變形就不能忽視了。 總體來說，工件受熱均勻，主要影響 尺寸精度 96 ? 對(duì)于 工件受熱不均勻 情況，將產(chǎn)生 形狀誤差 機(jī)床導(dǎo)軌面的磨削例子 0. 11 mm?M131W型外圓磨床導(dǎo)軌在磨削熱作用下，上下溫差可達(dá) 3℃ 在垂直面的熱變形達(dá) ?為了保證磨削精度，就不得不在走過幾個(gè)行程后 停車等待 ，讓周圍的空氣把工件表面的熱量帶走。 97 ? 減少工件熱變形對(duì)加工精度影響的 措施 ?在切削區(qū)域施加充分的冷卻液； ?提高切削速度或進(jìn)給量，使傳入工件的熱量減少； ?工件在精加工前有充分時(shí)間間隙，使它得到足夠的冷卻； ?勿讓刀具和砂輪過分磨鈍就進(jìn)行刃磨和修正，以減少切削熱和磨削熱； ?使工件在夾緊狀態(tài)下有伸縮的自由 如高速切削和高速磨削 如采用彈簧后頂尖 氣動(dòng)后頂尖 98 六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形 ? 在主軸和箱體加工中，都安排有 時(shí)效處理的工序 ，目的是為了消除工件的 內(nèi)應(yīng)力 ? 所謂 內(nèi)應(yīng)力 ，指的是當(dāng)外部的載荷去除 以后，仍殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。 ?毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ?冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力 ?切削（磨削）帶來的內(nèi)應(yīng)力 （后續(xù)課程討論） 內(nèi)應(yīng)力是由于金屬內(nèi)部宏觀的或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。其外界因素就來自熱加工和冷加工。 99 六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形 ? 毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ?在 鑄、鍛、焊、熱處理 等加工過程中， ?毛坯各部分冷熱收縮不均勻、金相組織轉(zhuǎn)變的體積變化 ?毛坯的內(nèi)應(yīng)力暫時(shí)處于相對(duì)平衡的狀態(tài)，在短時(shí)期內(nèi)還看不出有什么變動(dòng)。 ?但在 切削去某些表面部分 以后，就打破了這種平衡，內(nèi)應(yīng)力重新分布，零件就明顯地 出現(xiàn)了變形 。 100 六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形 ? 毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 101 六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形 ? 毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 102 六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形 ? 冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力 ?絲杠之類的細(xì)長(zhǎng)軸車削后，棒料在軋制中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力要重新分布， 產(chǎn)生彎曲 ?校直力在校直過程中對(duì)工件產(chǎn)生 彈性變形 和 塑性變形 ?當(dāng)外力 F去除以后，彈性變形與塑性變形相互牽制形成 新的內(nèi)應(yīng)力分布 103 六、內(nèi)應(yīng)力引起的變形 ? 冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力 104 七、保證和提高加工精度的途徑 ，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法 —— 細(xì)長(zhǎng)軸 1)進(jìn)給方向由卡盤指向尾座，和一般車削法的進(jìn)給方向剛好相反。 105 七、保證和提高加工精度的途徑 ，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法 —— 細(xì)長(zhǎng)軸 2)采用大進(jìn)給量和大的主偏角車刀 3)伸縮性的活頂尖使工件在熱伸長(zhǎng)下有伸縮的余地。 4)在卡盤一端的工件上車出一個(gè)縮頸部分，消除由于坯料本身的彎曲而在卡盤強(qiáng)制夾持下軸心線歪斜的影響 106 七、保證和提高加工精度的途徑 ，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法 —— 細(xì)長(zhǎng)軸 107 七、保證和提高加工精度的途徑 ，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法 —— 薄片零件 108 七、保證和提高加工精度的途徑 ，因勢(shì)利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法 —— 薄片零件 109 七、保證和提高加工精度的途徑 ，相反相成，抵消受力變形和傳動(dòng)誤差的方法 110 七、保證和提高加工精度的途徑 ，相反相成，抵消受力變形和傳動(dòng)誤差的方法 111 七、保證和提高加工精度的途徑 ，相反相成，抵消受力變形和傳動(dòng)誤差的方法 ? 車削外圓零件時(shí)，為減小徑向力引起的變形，采用前后雙刀架“ 對(duì)刀 ”切削，可使徑向切削力相互抵消 112 七、保證和提高加工精度的途徑 ，分別處理，分組控制定位誤差的方法 ?通過 誤差復(fù)映 規(guī)律，引起了本工序尺寸誤差和形狀誤差的擴(kuò)大 ?通過 定位誤差 的作用，引起了本工序各表面間位置誤差的擴(kuò)大 ?采用分組調(diào)整（均分誤差）的方法 113 七、保證和提高加工精度的途徑 ，撇開干擾，變形轉(zhuǎn)移和誤差轉(zhuǎn)移的方法 114 七、保證和提高加工精度的途徑 ，撇開干擾，變形轉(zhuǎn)移和誤差轉(zhuǎn)移的方法 115 七、保證和提高加工精度的途徑 ，把好最后一道關(guān)，“就地加工”達(dá)到最終精度的方法 116 七、保證和提高加工精度的途徑 ，把好最后一道關(guān)，“就地加工”達(dá)到最終精度的方法 117 七、保證和提高加工精度的途徑 ，才有鑒別，誤差平均的方法 ? 像研磨加工一樣通過表面間相對(duì)研擦和磨損而使誤差不斷減少的過程，稱之為 誤差平均 的方法； ? 常利用誤差平均的方法來制造精密零件，如：直角尺、角度規(guī)、多棱體、分度盤、標(biāo)準(zhǔn)絲杠等高精密度的量具和工具 。 ? 誤差平均法的 實(shí)質(zhì) 是：利用有密切聯(lián)系的表面相互比較，相互檢查，從對(duì)比中找出差距以后，或是相互糾正 (如偶件的對(duì)研 )或是互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 118 七、保證和提高加工精度的途徑 ，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，偶件自動(dòng)配制和溫度 積極控制的方法 ? 主動(dòng)測(cè)量 ：在加工中隨時(shí)測(cè)量出工件的實(shí)際尺寸 (形狀、位置精度 )，隨時(shí)給刀具以附加的補(bǔ)償量以控制刀具和工件間的相對(duì)位置。如：自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償 ? 偶件自動(dòng)配磨 ：將互配件中的一件作為基準(zhǔn)，去控制另一件的加工精度。 ? 積極控制起決定性作用的加工條件 ：在某些復(fù)雜精密零件的加工中，針對(duì)起決定作用的誤差因素進(jìn)行積極控制，使誤差在很小的變動(dòng)范圍以內(nèi)。 如：精密螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制。 119 第三節(jié) 加工誤差的綜合分析 一、加工誤差的性質(zhì) ?系統(tǒng)性誤差 ? 連續(xù)加工一批零件時(shí)，這類誤差的大小和方向保持不變，或是按一定的規(guī)律而變化。前者稱為常值系統(tǒng)性誤差，后者稱為變值系統(tǒng)性誤差。 ?隨機(jī)性誤差 ? 在加工一批零件中，這類誤差的大小和方向是不規(guī)律地變化著的。毛坯誤差（余量大小不一，硬度不勻等 )的復(fù)映、定位誤差（基準(zhǔn)面尺寸不一，間隙影響等 )、夾緊誤差（夾緊力大小不一）、多次調(diào)整的誤差、內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差等等都是隨機(jī)性誤差 120 第三節(jié) 加工誤差的綜合分析 二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法 ?分布曲線法 ?點(diǎn)圖法 121 分布曲線法 ? 例 1 檢查一批精鏜后的活塞銷孔直徑（尚未采用滾擊法前的數(shù)據(jù)），圖紙規(guī)定的尺寸及公差為 ，抽查件數(shù)為 100。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)它們的尺寸是各不相同的，這種現(xiàn)象稱之為尺寸分散。把測(cè)量所得的數(shù)據(jù)按尺寸大小分組，每組的尺寸間隔為 ，則可列表如表 51所示 ? ?　表 51 活塞銷孔直徑測(cè)量結(jié)果 122 分布曲線法 ? 表中是測(cè)量的工件數(shù)。如果用每組的件數(shù)或頻率作為縱坐標(biāo)，以尺寸范圍的中點(diǎn)為橫坐標(biāo)，就可以作成如右圖所示的折線圖。 123 ? 分散范圍 =最大孔徑 最小孔徑 ? == 分散范圍中心（即平均孔徑） 2 7 . 9 9 7 9mx mmn???公差范圍中心 mm9 9 2 1 ???124 分布曲線法 ? 實(shí)際測(cè)量的結(jié)果表示： ? 一部分工件已超出了公差范圍 (占 18%)，成了廢品，如圖中陰影部分就表示了廢品部分。 ? 但是，從圖中也可以看出，這批工件的分散范圍比公差帶小，但還是有 18%的工件尺寸超出了公差上限。 125 分布曲線法 ? 造成這種結(jié)果的原因是分散范圍中心與公差帶中心不重合 ? 如果能夠設(shè)法將分散中心調(diào)整到與公差范圍中心重合，所有工件將全部合格。 ? 鏜孔時(shí)要將鏜刀伸出量調(diào)整得短一些才好 ? 解決這道工序的精度問題是消除常值系統(tǒng)性誤差。 mm0 0 5 9 2 9 7 ???? 系統(tǒng)126 例 2 在無心磨床上用貫穿法磨削活塞銷，其公差為 ，公差范圍為 =。設(shè)加工后量得的工件尺寸分布如圖 562所示，則尺寸分散范圍 ，常值系統(tǒng)誤差為 =，即使把分散范圍中心調(diào)整到與公差范圍中心重合 ,也還是要產(chǎn)生不合格品的 (如圖陰影部分所示 )。 活塞銷實(shí)際直徑尺寸分布折線圖 ? ??　127 ? 實(shí)際分布曲線： 在繪制一批工件的尺寸分布圖時(shí)，若所取的工件數(shù)量增加而尺寸間隔取得很小時(shí)，則作出的折線圖就非常接近光滑的曲線，這就是所謂 實(shí)際分布曲線 ，如上圖中點(diǎn)劃線所示。 ? 正態(tài)分布曲線 ： 在正常條件下加工一批工件，其尺寸分布情況常和上述曲線相似。在研究加工誤差問題時(shí)，我們常常應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中一些“理論分布曲線”來近似地代替實(shí)際分布曲線，這樣做有很大的方便和好處，其中應(yīng)用最廣的便是 正態(tài)分布曲線 (或稱 高斯曲線 )，它的方程式用概率密度函數(shù) y(x)來表示： ?????? ??? 222)(e x p21)(???xxxy128 ?當(dāng)采用這個(gè)理論分布曲線來代表加工尺寸的實(shí)際分布曲線時(shí)，上列方程各個(gè)參數(shù)的含義為： —— 工件尺寸； —— 工件平均尺寸（分散范圍中心）， —— 均方根誤差 1 —— 工件總數(shù)（工件數(shù)目應(yīng)足夠多，例如 100200件） ???nii nxx1/????nii nxx12 /( ）??????? ??? 222)(e x p21)(???xxxy129 正態(tài)分布曲線下面所包含的全部面積代表了全部工件，即 100%， 12 )(exp2122??????? ??? ????dxxx ???而下圖（ a）中陰影部分的面積 F為尺寸從 到 x間的工件的頻率： dxxxxxF xx ?????? ??? ?222)(exp21),(???x130 ? 在實(shí)際計(jì)算時(shí)，我們可以直接采用前人已經(jīng)作好的積分表 131 分布曲線法 ? 實(shí)踐證明： ? 在調(diào)整好了的機(jī)床（例如自動(dòng)機(jī)床）上加工，引起誤