【正文】 因素 刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 由刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)在加工表面上遺留下來(lái)的切削層殘留面積（ 圖 ）。 如圖 。 誤差均分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。 “就地加工”的要點(diǎn)，就是要求保證部件間什么樣的位置關(guān)系，就在這樣的位置關(guān)系上利用一個(gè)部件裝上刀具去加工另一個(gè)部件。 提高加工精度的途徑 誤差轉(zhuǎn)移法 誤差轉(zhuǎn)移法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 。 誤差分組法 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。如細(xì)長(zhǎng)軸加工用中心架或跟刀架會(huì)提高工件的剛度，也可采用反拉法切削，工件受拉不受壓不會(huì)因偏心壓縮而產(chǎn)生彎曲變形，如圖 、 。 工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理來(lái)說(shuō)，一個(gè)工藝過(guò)程的質(zhì)量參數(shù)的總體分布，其平均值 和標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ 在整個(gè)工藝過(guò)程中若能保持不變，則工藝是穩(wěn)定的。反映了系統(tǒng)性誤差、隨機(jī)誤差及其變化趨。 如圖 。 ◆ 確定工序能力 ◆ 估算合格品率或不合格品率 分布圖分析法的缺點(diǎn) ◆分布圖分析法不能反映誤差的變化趨勢(shì)； ◆沒(méi)有考慮加工先后順序，難區(qū)分隨機(jī)性誤差和變值系統(tǒng)性誤差； ◆加工完成統(tǒng)計(jì)，不能在過(guò)程中起到及時(shí)控制質(zhì)量的作用。具體的調(diào)整方法是將鏜刀的伸出量調(diào)短些，以減少鏜刀受力變形產(chǎn)生的加工誤差。 只是由于有△系統(tǒng)＝ 。 表 7． 4 活塞銷(xiāo)孔直徑測(cè)且結(jié)果 分布曲線法的實(shí)例 組 尺寸范圍 組中值 Xj 頻數(shù) mi 頻率 mi/n 1 ～ 4 4/100 2 ～ 16 16/100 3 ～ 32 32/100 4 ～ 30 30/100 5 ～ 16 16/100 6 ～ 2 2/100 解： 以組中值 Xj代替組內(nèi)零件實(shí)際值，繪制 圖 。測(cè)量尺寸、分組間隔、頻數(shù)和頻率見(jiàn)表。根據(jù)工藝能力系數(shù)的大小，將工藝分五級(jí)： 【例題 7． 1】 檢查一批在臥式鏜床上精鏜后的活塞銷(xiāo)孔直徑。來(lái)衡量工藝能力 : Cp=δ/6σ 。 6 σ 的大小代表了某一種加工方法在規(guī)定的條件下所能達(dá)到的加工精度，即工藝能力。尺寸過(guò)大或過(guò)小的廢品率均由下式計(jì)算： Q廢品率＝ — A 正態(tài)分布曲線的特性 ④ 177。對(duì)于正態(tài)分布曲線來(lái)說(shuō)，由 α 到 X曲線下的面積由式?jīng)Q定。曲線下面其余部分的面積（圖上無(wú)陰影線的部分）則為廢品率。 dxeYdxAXX?????? 222)(0 21 ? ???正態(tài)分布曲線的特性 ③分布曲線下所包含的全部面積代表一批加工零件，即 100％零件 的實(shí)際尺寸都在這一分布范圍內(nèi)。所以正態(tài)分布曲線的形狀是由標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ 來(lái)決定的， σ 的大小完全由隨機(jī)誤差所決定。 ②如果改變參數(shù)的值而保持 σ 不變，則分布曲線沿著 X軸平移而不改變其形狀， 如圖 a， α 決定正態(tài)分布曲線的位置。 正態(tài)曲線的這些特性表明被加工零件的尺寸靠近分散中心 (均值 α) 的工件占大部分，而尺寸遠(yuǎn)離分散中心的工件是極少數(shù)，而且工件尺寸大于 α和小于 α 的頻率是相等的。 σ 處有拐點(diǎn)，當(dāng) X→ 177。因此用有限的樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差 S作為理論均值 α 和標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ 的估計(jì)值。正態(tài)分布曲線方程式為： 式中 Y—— 正態(tài)分布的概率密度； α—— 正態(tài)分布曲線的均值； σ—— 正態(tài)分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏 差（均方根偏差）。 連接直方圖中每一直方寬度的中點(diǎn)（組中值）得到一條折線，即實(shí)際分布曲線 。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。 （一） 分布曲線法 直方圖 實(shí)際分布圖 —— 直方圖 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。 隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的劃分不是絕對(duì)的，二者既有區(qū)別又有聯(lián)系。 變值系統(tǒng)誤差：如果加工誤差是按零件的加工次序作有規(guī)律變化的，則稱(chēng)之為變值系統(tǒng)誤差。 3)機(jī)械加工產(chǎn)生殘余應(yīng)力 發(fā)生變形或使金相組織變化，從而會(huì)造成表面層的殘余應(yīng)力。這時(shí)，將會(huì)在工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。外力去除后，工件內(nèi)彈性變形部分要恢復(fù)原有形狀，而塑性變形后的材料已不能恢復(fù)。后續(xù)加工中再切去金屬，工件內(nèi)部的應(yīng)力將重新分布，從而導(dǎo)致產(chǎn)生加工誤差。 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生 1)毛坯制造及熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的 殘余應(yīng)力 在鑄、鍛、焊及熱處理過(guò)程中，由于工件各部分不均勻的熱脹冷縮以及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積改變，工件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。具有殘余應(yīng)力的零件，其內(nèi)部組織處于一種極不穩(wěn)定的狀態(tài)，有著強(qiáng)烈的恢復(fù)到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的傾向，因此不斷地釋放應(yīng)力，直到其完全消失為止。 六、工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件殘余應(yīng)力引起的變形 殘余應(yīng)力 (又稱(chēng)內(nèi)應(yīng)力 )是指當(dāng)外部載荷去除以后，仍然殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。 單件、小批生產(chǎn)中常采用試切法調(diào)整 : 試切法調(diào)整不可避免會(huì)產(chǎn)生誤差。熱變形誤差通常發(fā)生于因室溫、人體接觸及加工后工件溫度等情形下，因此必須在溫濕度控制下，不可用手接觸工件及量具、工件加工后待冷卻后才測(cè)量。余弦誤差是發(fā)生在測(cè)量軸與待測(cè)表面成一定傾斜角度 。依據(jù)虎克定律，測(cè)量尺寸時(shí)，如果以一定測(cè)量力使測(cè)軸與機(jī)件接觸，則測(cè)軸與機(jī)件皆會(huì)局部或全面產(chǎn)生彈性變形，為防止此種彈性變形，測(cè)軸與機(jī)件應(yīng)采相同材料制成。量具使用一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)程度磨耗，因此必須經(jīng)校正或送修方能再使用。 量具因素： 由于量具因素所造成的誤差，包括刻度誤差、磨耗誤差及使用前未經(jīng)校正等因素。游標(biāo)尺刻度易造成誤讀一個(gè)最小讀數(shù)，如在 mm處常誤讀成 mm或 mm。 產(chǎn)生誤差的原因歸納成 五大類(lèi) ： 人為因素 量具因素 力量因素 測(cè)量因素 環(huán)境因素 測(cè)量誤差和調(diào)整誤差 人為因素： 由于人為因素所造成的誤差，包括誤讀、誤算和視差等。加工一般精度的零件時(shí)，測(cè)量誤差可占工件公差的 1/10～ 1/5，而加工精密零件時(shí)，測(cè)量誤差可占 1/3左右。）； 施加切削液； （ 2）采取補(bǔ)償措施（圖 324） （ 3）改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)（圖 325） 。 工件不均勻受熱，銑、刨、磨平面等，工件單面受熱產(chǎn)生彎曲變形磨削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)工件溫生逐漸增加。若在受熱時(shí)測(cè)量達(dá)到規(guī)定尺寸，冷卻后尺寸變小， 可能出現(xiàn)尺寸超差。傳入工件的熱量越多、工件的質(zhì)量越小則熱變形越大。對(duì)每一個(gè)工件來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的形狀誤差是較小的；對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，在刀具未達(dá)到熱平衡時(shí)，加工出的一批工件尺寸有一定的誤差，造成一批工件尺寸的分散。某些工 件加工時(shí)刀具連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)，隨著切削時(shí)間的增加，刀具逐漸受熱伸長(zhǎng) 如圖 ，車(chē)刀的熱伸長(zhǎng)中連續(xù)工作曲線 A，使加工后的工件產(chǎn)生圓柱度誤差或端面的平面度誤差。 刀具的熱變形 刀具熱變形的熱源是切削熱。 萬(wàn)能 銑床 的熱源也是主傳動(dòng)系統(tǒng)，由于左箱壁溫度高也導(dǎo)致主軸線升高并傾斜。 龍門(mén)刨床、導(dǎo)軌磨床等大型機(jī)床由于它們的床身較長(zhǎng)，如果導(dǎo)軌面與底面間有溫差，就會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲變形，從而影響加工精度。 由于機(jī)床結(jié)構(gòu)形式和工作條件不同，引起機(jī)床熱變形的熱源和變形形式也不相同。 1. 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響 機(jī)床熱變形 一般機(jī)床的體積較大，熱容量大，雖溫升不高，但變形量不容忽視。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于熱變形引起的加工誤差約占總加工誤差的 40%∽70% 。 若每次走刀復(fù)映系數(shù)為 ε1 、 ε2 、 ? 、 εn ， 則 ε 總＝ ε1 ． ε2 ? εn CKC?? 系統(tǒng)?工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響 工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響 舉例 在臥式鏜床上加工箱體孔，若只考慮鏜桿剛度的影響，試在如圖所示中畫(huà)出四種鏜孔方式加工后孔的幾何形狀，并說(shuō)明為什么？ (a)鏜桿送進(jìn)，有后支承； (b)鏜桿送進(jìn)，沒(méi)后支承。令 (ap1ap2)為毛坯誤差 Δ毛坯， (Y1Y2)為一次走刀后的工件誤差 Δ 工件，則有 : ε 為誤差復(fù)映系數(shù) 誤差復(fù)映規(guī)律：當(dāng)毛坯有形狀誤差或位置誤差時(shí)，加工后工件仍會(huì)有同類(lèi)的加工誤差。 圖 ，刀尖調(diào)整到要求的尺寸 (圖中虛線位置 )，在工件的每一轉(zhuǎn)中切深由毛坯長(zhǎng)半徑的最大值 ap1變化到短半徑的最小值 ap2時(shí)，切削力也就由最大的 FY1，變化到最小的 FY2。而圖 (b)短粗工件，工件剛度較大，變形相對(duì)小，工藝系統(tǒng)的變形取決于機(jī)床頭、尾架、頂尖、刀架和刀具的變形，零件產(chǎn)生鞍形加工誤差。所以加工后工件各個(gè)橫截面上的直徑尺寸也不相同，造成加工后的形狀誤差。 如圖 。工藝系統(tǒng)剛度的一個(gè)特點(diǎn)：整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度比其中剛度最小的那個(gè)環(huán)節(jié)的剛度還小。 從 機(jī)床靜剛度曲線 可以看出：變形與載荷不成線性關(guān)系，反映刀架的變形不純粹是彈性變形；加載與卸載曲線不重合，有殘余變形存在， 兩曲線中包容的面積代表了加載 卸載循環(huán)中所損失的能量，即外力在克服部件內(nèi)零件間的摩擦和接觸塑性變形所作的功 ；實(shí)際剛度比估算的小， 因?yàn)闄C(jī)床部件由許多零件組成，零件之間存在著結(jié)合面、配合間隙和剛度薄弱環(huán)節(jié)，機(jī)床部件剛度受這些因素影響，特別是薄弱環(huán)節(jié)對(duì)部件剛度影響較大 。 影響機(jī)床部件剛度的因素：①接合面間的間隙；②薄弱零件本身的變形 (見(jiàn)圖 ) ；③連接表面間的接觸變形 (見(jiàn)圖 ) 。長(zhǎng)軸零件兩頂尖裝夾按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，三爪卡盤(pán)裝夾按懸臂梁計(jì)算。靜剛度是工藝系統(tǒng)本身的屬性，在線性范圍內(nèi)可認(rèn)為與外力無(wú)關(guān)。 機(jī)械加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、傳動(dòng)力、重力和慣性力等外力作用下，會(huì)產(chǎn)生變形，破壞刀具和零件之間的正確位置關(guān)系，使零件產(chǎn)生加工誤差 (見(jiàn)圖 )。 四、工藝系統(tǒng)受力、受熱變形引起的誤差 系統(tǒng)系統(tǒng) YFK Y?工藝系統(tǒng)受力、受熱變形引起的誤差 （ 1） 工藝系統(tǒng)剛度 工藝系統(tǒng)在切削力作用下在各個(gè)受力方向產(chǎn)生相應(yīng)變形，但影響最大的是誤差敏感方向，所以工藝系統(tǒng)剛度指切削力在加工表面法向的分力 FY與 FX、FY、 FZ同時(shí)作用下產(chǎn)生的沿法向的變形 Y系統(tǒng)之間的比值。 各傳動(dòng)件對(duì)工件精度影響的總和 ,即傳動(dòng)鏈的總轉(zhuǎn)角誤差為： Δφ ∑ = ∑Δφ jn= ∑k jΔ isin(ω jt+α j) 控制機(jī)床誤差的措施 (四）控制機(jī)床誤差的措施 （ 1) 減小導(dǎo)軌誤差的方法：提高剛度、耐磨性；滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌； （ 2) 減小主軸回轉(zhuǎn)誤差的方法：滑動(dòng)軸承、靜壓軸承；主軸部件做動(dòng)平衡； （ 3) 防止機(jī)床磨損的方法：潤(rùn)滑油；設(shè)防護(hù)罩；滾動(dòng)或靜壓導(dǎo)軌軸承；使 用耐磨材料； 三、刀具的制造誤差及磨損 （ 1) 刀具誤差對(duì)加工精度的影響 刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類(lèi)不同而異： 定尺寸刀具； 成形刀具； 展成法刀具； 普通刀具； 刀具磨損引起的誤差占總加工誤差的比例很大。 若傳動(dòng)元件 j，在某一時(shí)刻產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差是轉(zhuǎn)角的正弦或余弦為： Δφ i= Δ isin(ω jt+α j) 則所造成傳動(dòng)鏈末端元件 n的轉(zhuǎn)角誤差： Δφ jn =kjΔφ j。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。 產(chǎn)生圖 (b)端面凸輪狀的主要原因是 主軸的軸向竄動(dòng) ，或 橫導(dǎo)