【正文】 （ 1）個(gè)值點(diǎn)圖圖 ≤ 圖 68不同特征參數(shù)下的正態(tài)分布曲線曲線包含的面積 ， 。在 X= 處拐點(diǎn) 活塞銷(xiāo)孔直徑測(cè)量結(jié)果及分布情況圖 件數(shù) n=100， 分組數(shù) k=6。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 —— 直方圖 。同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)量稱(chēng)為頻數(shù)，頻數(shù)與該批零件總數(shù)之比稱(chēng)為頻率。加工一批工件，由于隨機(jī)性誤差的存在，加工尺寸的實(shí)際數(shù)值是各不相同的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 尺寸分散 。二 . 分布圖分析法1.對(duì)隨機(jī)性誤差，從表面上看似乎沒(méi)有規(guī)律，但是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法可以找出一批工件加工誤差的總體規(guī)律，查出產(chǎn)生誤差的根源，在工藝上采取措施來(lái)加以控制。解決途徑 如加工余量不均勻或材料硬度不均勻引起的毛坯誤差復(fù)映，定位誤差及夾緊力大小不一引起的夾緊誤差，多次調(diào)整誤差，殘余應(yīng)力引起的變形誤差等都屬于隨機(jī)性誤差 如由于刀具磨損引起的加工誤差，機(jī)床、刀具、工件受熱變形引起的加工誤差等都屬于變值系統(tǒng)性誤差。 如原理誤差和機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差，一次調(diào)整誤差以及工藝系統(tǒng)因受力點(diǎn)位置變化引起的誤差等都屬常值系統(tǒng)誤差。實(shí)際生產(chǎn)中，影響加工精度的因素往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，有時(shí)很難用單因素來(lái)分析因果關(guān)系，還必須運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行綜合分析，從中發(fā)現(xiàn)誤差形成規(guī)律，找出影響加工誤差的主要因素，以及解決問(wèn)題的途徑。圖 滾壓加工原理167。 滾壓 —— 滾壓加工是利用經(jīng)過(guò)淬火和精細(xì)研磨過(guò)的滾輪或滾珠，在常溫狀態(tài)下對(duì)金屬表面進(jìn)行擠壓，使受壓點(diǎn)產(chǎn)生彈性和塑性變形，表層的凸起部分向下壓，凹下部分向上擠，逐漸將前工序留下的波峰壓平，降低了表面粗糙度；同時(shí)它還能使工件表面產(chǎn)生硬化層和殘余壓應(yīng)力。 如圖 5。提高砂輪轉(zhuǎn)速，減小工件轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量，減小磨削深度，增加無(wú)徑光磨次數(shù)。措施 —— 采用較高或較低的切削速度 、 增大前角，適當(dāng)加大后角 ， 合理選用 切削液，必要時(shí)對(duì)工件進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)等熱處理。減小進(jìn)給量也能有效地減少殘留面積，但會(huì)使生產(chǎn)率降低。機(jī)械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾何因素和物理力學(xué)因素兩個(gè)方面。二．提高表面質(zhì)量的途徑控制誤差法是在加工循環(huán)中，利用測(cè)量裝置連續(xù)地測(cè)量出工件的實(shí)際尺寸精度，隨時(shí)給刀具以附加的補(bǔ)償量，控制刀具和工件間的相對(duì)位置，直至實(shí)際值與調(diào)定值的差不超過(guò)預(yù)定的公差為止。誤差平均法就是利用有密切聯(lián)系的表面之間的相互比較和相互修正或者利用互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，以達(dá)到很高的加工精度。 誤差補(bǔ)償法是人為地造出一種新的原始誤差，去抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差，盡量使兩者大小相等、方向相反而達(dá)到使誤差抵消得盡可能徹底的目的。誤差補(bǔ)償法誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)測(cè)量按大小分為 n組，每組尺寸誤差就縮減為原來(lái)的 1/n。b)立刀安裝誤差分組法a)普通安裝 轉(zhuǎn)塔車(chē)床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移圖，主軸與鏜桿浮動(dòng)聯(lián)接。大主偏角車(chē)刀，后彈簧活動(dòng)頂尖，反向大進(jìn)給量切削 誤差轉(zhuǎn)移法就是把原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差的非敏感方向 。壓縮而產(chǎn)生彎曲變形一 .提高加工精度的途徑圖 變形 ， 現(xiàn)采用反拉法切削工件受拉不受壓不會(huì)因偏心查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素后，設(shè)法對(duì)其直接進(jìn)行圖 削扁鏜桿鏜孔示意圖圖 干摩擦阻尼器圖 用于鏜刀桿的 動(dòng)力吸振器圖 沖擊式吸振器 1－自由質(zhì)量 2－彈簧 3－螺釘167。合理調(diào)整它們之間的關(guān)系，就可以有效地提高系統(tǒng)的抗振性，抑制自激振動(dòng)。00圖 兩個(gè)自由度的耦合振動(dòng)模型 a） 切削模型 b） 動(dòng)力學(xué)模型前半周刀尖從 A→B→C 作切入運(yùn)動(dòng)， 平均切深較小，切削力較小后半周刀尖從 C→D→A 作切出運(yùn)動(dòng)， 平均切深較大，切削力較大。 產(chǎn)生動(dòng)態(tài)切削力。刀架系統(tǒng)因此產(chǎn)生了一次自由振動(dòng)，并在被加工表面留下相應(yīng)的振紋。3）調(diào)整振源頻率，遠(yuǎn)離固有頻率，以避免共振。3） 振幅 —— 與外界干擾力大小、系統(tǒng)剛度及阻尼有關(guān)特別取決于干擾力與系統(tǒng)固有頻率的比值 λ當(dāng) λ 等于或接近于 1時(shí)，振幅最大 ——“ 共振 ” 。1）強(qiáng)迫振動(dòng)是在外界周期性干擾力作用下產(chǎn)生的，振動(dòng)本身并不能引起干擾力的變化。內(nèi)部振源 —— 旋轉(zhuǎn)件不平衡、機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)缺陷、斷續(xù)切削、往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的(占 65%) 一種在工藝系統(tǒng)內(nèi)部或外部周期性的干擾力（激振力）作用下引起的振動(dòng)。 (占 35%)在沒(méi)有周期性干擾力作用的情況下，由振動(dòng)系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力所激發(fā)和維持的振動(dòng)，稱(chēng)為自激振動(dòng)。 (占 5%)系統(tǒng)在周期性激振力 (干擾力 )持續(xù)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)，稱(chēng)為強(qiáng)迫振動(dòng)。振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工的影響機(jī)械加工中振動(dòng)的種類(lèi)及其主要特點(diǎn)機(jī)械加工振動(dòng)自激振動(dòng)自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)當(dāng)系統(tǒng)受到初始干擾力激勵(lì)破壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠彈性恢復(fù)力來(lái)維持的振動(dòng)稱(chēng)為自由振動(dòng)。強(qiáng)烈的振動(dòng)及伴隨而來(lái)的噪聲，還會(huì)污染環(huán)境，危害操作者的身心健康。振動(dòng)使機(jī)床連接部分松動(dòng)，影響運(yùn)動(dòng)副的工作性能，并導(dǎo)致機(jī)床喪失精度；216。四．機(jī)械加工中的振動(dòng) 216。3．合理安排工藝過(guò)程切削加工磨削加工 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。216。216。216。工件在切削加工時(shí)，其表面層在切削力和切削熱的作用下，會(huì)產(chǎn)生不同程度的塑性變形，引起體積改變，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力 48n對(duì)精度要求較高的細(xì)長(zhǎng)軸（如精密絲杠），不允許采用冷校直 來(lái)減小彎曲變形，而采用加大毛坯余量，經(jīng)過(guò)多次切削和時(shí)效處理來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力，或采用熱校直。施n當(dāng)外力 F去除后，彈性變形本可完全恢復(fù)，但因塑性變形部分的阻止而恢復(fù)不了，使殘余應(yīng)力重新分布而達(dá)到平衡，如 圖 5。響 48a所示。在軸心線和兩條虛線之間，是彈性變形區(qū)域，在虛線以外是塑性變形區(qū)域。因n在外力 F的作用下，工件內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，如 圖 5。冷校直帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力現(xiàn) 47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。圖 5。 47）毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力?毛坯的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，各部分壁厚越不均勻以及散熱條件相差越大，毛坯內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力就越大。?在鑄造、鍛造、焊接及熱處理過(guò)程中，由于工件各部分冷卻收縮不均勻以及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化，在毛坯內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。n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。因 —— 殘余應(yīng)力是由金屬內(nèi)部的相鄰宏觀或微觀組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的，促使這種變化的因素主要來(lái)自熱加工或冷加工。力 —— 指在沒(méi)有外部載荷的情況下，存在于工件內(nèi)部的 應(yīng)力，又稱(chēng)內(nèi)應(yīng)力。余 用熱空氣均衡立柱前后壁的溫度場(chǎng)圖 采用隔熱罩減少熱變形圖 恒溫室平均溫度一般為20℃ ，在夏季取 23℃ ，在冬季可取 17℃2．均衡溫度場(chǎng)3．改進(jìn)機(jī)床布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4．保持工藝系統(tǒng)的熱平衡5．控制環(huán)境溫度圖 1℃ 以?xún)?nèi)，精密級(jí)較高的機(jī)床為 177。采用熱對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)2)合理安排工藝、粗精分開(kāi)。分離熱源、采用隔熱措施，改善摩擦條件，減少熱量產(chǎn)生， 如 圖所示 。床 砂輪主軸軸承的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)的發(fā)熱減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑1．減少發(fā)熱和隔離熱源種 車(chē)、銑、鉆、鏜類(lèi)機(jī)床 主軸箱中的齒輪、軸承摩擦發(fā)熱、潤(rùn)滑油發(fā)熱。各類(lèi)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。車(chē)外圓時(shí)，車(chē)刀熱變形會(huì)使工件產(chǎn)生圓柱度誤差（喇叭口）?！?刀具間斷切削至熱平衡時(shí)間圖示 為車(chē)削時(shí)車(chē)刀的熱變形與切削時(shí)間的關(guān)系曲線?！?刀具加熱至熱平衡時(shí)間τ2—車(chē)刀熱變形曲線τ圖 刀具熱變形主要是由切削熱引起的。薄板磨削時(shí)的彎曲變形刀具熱變形對(duì)加工精度的影響工件凸起量 f可按 圖例 所示圖形進(jìn)行估算。因此，熱變形對(duì)工件加工精度影響很大?！?t—— 工件溫升，單位為 ℃ 。L—— 工件在熱變形方向的尺寸，單位為 mm；工藝系統(tǒng)熱變形的問(wèn)題已成為機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重大研究課題。實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工后，加工誤差不能再由人工進(jìn)行補(bǔ)償，全靠機(jī)床自動(dòng)控制，因此熱變形的影響就顯得特別重要。工藝系統(tǒng)的熱變形不僅嚴(yán)重地影響加工精度，而且還影響加工效率的提高。（ 1）提高 接觸剛度（ 2）提高零部件剛度減小受力變形（ 3）合理安裝工件減小夾緊變形4．減少摩擦防止微量進(jìn)給時(shí)的 “爬行 ”（四）、減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施（ 5）合理使 用機(jī)床（ 6）合理安排工藝，粗精分開(kāi)（ 7）轉(zhuǎn)移或補(bǔ)償彈性變形減少工藝系統(tǒng)受力變形二．工藝系統(tǒng)的熱變形影響分析 采用塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌，其摩擦特性好，有效防止低速爬行，運(yùn)行平穩(wěn)，定位精度高，具有良好的耐磨性、減振性和工藝性。采用導(dǎo)套、導(dǎo)桿等輔助支承來(lái)加強(qiáng)刀架的剛度。通過(guò)提高導(dǎo)軌等結(jié)合面的刮研質(zhì)量、形狀精度并降低表面粗糙度，都能增加接觸面積，有效地提高接觸剛度。圖 在撥盤(pán)的每一轉(zhuǎn)中，傳動(dòng)力的方向是變化的，有時(shí)與切削力同向，有時(shí)與切削力反向，造成與慣性力相似的加工誤差。圖 但是要注意的是當(dāng)不平衡質(zhì)量的離心力大于切削力時(shí)，車(chē)床主軸軸頸和軸承內(nèi)孔表面的接觸點(diǎn)就會(huì)不斷地變化，軸承孔地園度誤差將傳給工件地回轉(zhuǎn)軸心。在高速切削時(shí)，如果工藝系統(tǒng)中有不平衡的高速旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件存在，就會(huì)產(chǎn)生離心力。磨后松開(kāi)，工件平2）重力的影響圖 5。f)磨削凸面 d)電磁工件臺(tái)吸緊 b)圖 5。毛坯材料的不均勻， HB有變化，同樣會(huì)引起背向力的變化，產(chǎn)生加工誤差，分析方法同誤差復(fù)映規(guī)律。毛坯的各種形狀誤差（圓度、圓柱度、同軸度、平面度等）都會(huì)以一定的復(fù)映系數(shù)，復(fù)映成工件的加工誤差。 216。ε —— 誤差復(fù)映系數(shù)總誤差復(fù)映系數(shù) 216。令 ε =△ g/△ m,K△ w=y1設(shè)工藝系統(tǒng)的剛度為 K由于毛坯存在的圓度誤差 △ m=ap1ap2引起了工件產(chǎn)生圓度誤差 △ w=y1在加工過(guò)程中，由于工件加工余量或材料硬度不均勻，都會(huì)引起切削力的變化，從而使工藝系統(tǒng)受力變形不一致而產(chǎn)生加工誤差。切削力 +2)工件的變形 車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸，簡(jiǎn)支梁公式 工件產(chǎn)生兩端細(xì)、中間粗的腰鼓形圓柱度誤差。 由剛度定義有當(dāng) X=L／ 2時(shí)，工藝系統(tǒng)剛度倒數(shù)的為： 工藝系統(tǒng)變形隨切削力作用點(diǎn)變化而變化工件軸線的位移為 圖 這種方法測(cè)得的 y方向位移是背向力 Fp作用下引起的變形。5－螺旋加力器 單向加載時(shí)車(chē)床剛度測(cè)定示意圖。4－測(cè)力環(huán)