【正文】 的直線度；在垂直面內(nèi)的直線度；前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）。適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)高速主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。主軸回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的加工誤差。 產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。 圖 43 采用滑動(dòng)軸承時(shí)主軸的徑向圓跳動(dòng) a)工件回轉(zhuǎn)型 b)刀具回轉(zhuǎn)型 譬如，在采用滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)為主軸的車床上車削外圓時(shí)，切削力 F的作用方向可認(rèn)為大體上時(shí)不變的，見上圖，在切削力 F的作用下，主軸頸以不同的部位和軸承內(nèi)徑的某一固定部位相接觸，此時(shí)主軸頸的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度影響較大，而軸承內(nèi)徑的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響則不大；在鏜床上鏜孔時(shí)，由于切削力 F的作用方向隨著主軸的回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn)，在切削力 F的作用下，主軸總是以其軸頸某一固定部位與軸承內(nèi)表面的不同部位接觸，因此，軸承內(nèi)表面的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度影響較大，而主軸頸圓度誤差的影響則不大。 產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。 二、工藝系統(tǒng)幾何誤差 （一）機(jī)床的幾何誤差 加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。一般不考慮其它因素的同時(shí)作用，主要是分析各項(xiàng)誤差單獨(dú)的變化規(guī)律； 統(tǒng)計(jì)分析法： 運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)生產(chǎn)中一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過程的正常進(jìn)行。工藝系統(tǒng)的原始誤差主要有： 加工前的誤差 （原理誤差、調(diào)整誤差、工藝系統(tǒng)的幾何誤差、定位誤差） 加工過程中的誤差 （工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差、工藝系統(tǒng)的受熱變形引起的加工誤差） 加工后的誤差 （工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形以及、測(cè)量誤差）等。 （三）原始誤差 由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱工藝系統(tǒng)）會(huì)有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會(huì)以各種不同的方式（或擴(kuò)大、或縮?。┓从碁楣ぜ募庸ふ`差。加工誤差δ 與加工成本 C成反比關(guān)系。 （二）加工經(jīng)濟(jì)精度 由于在加工過程中有很多因素影響加工精度，所以同一種加工方法在不同的工作條件下所能達(dá)到的精度是不同的。 誤差的敏感方向： 加工誤差對(duì)加工精度影響最大的方向，為誤差的敏感方向。加工誤差的大小表示了加工精度的高低。 3）調(diào)整法：按零件規(guī)定的尺寸預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的相對(duì)位置來保證加工表面尺寸的方法。 獲得加工精度的方法： 1）試切法：即試切 測(cè)量 再試切 直至測(cè)量結(jié)果達(dá)到圖紙給定要求的方法。 2）零件的形狀精度：加工后零件的實(shí)際形狀與零件理想形狀相符的程度。符合程度越高，加工精度越高。前者包括尺寸精度、宏觀幾何形狀精度和位置精度；后者包括表明粗糙度、波度和表面層材料物理機(jī)械性能。零件表面層物理機(jī)械性能方面的質(zhì)量主要是指表明層材料的冷作硬化、金相組織的變化、殘余應(yīng)力等。波距（ ）與波高（ ）之比在 501000范圍內(nèi)的幾何形狀誤差，稱為波度。幾何形狀誤差又可分為宏觀幾何形狀誤差、波度和微觀幾何形狀誤差，參見圖 41。第四章 機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制 機(jī)械加工精度 工藝過程的統(tǒng)計(jì)分析 機(jī)械加工表面質(zhì)量 機(jī)械加工過程中的振動(dòng) 第四章 機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制 零件的機(jī)械制造質(zhì)量包括零件幾何精度和零件表面層的物理機(jī)械性能兩個(gè)方面。零件的幾何誤差包括尺寸誤差、幾何形狀誤差和位置誤差。表面粗糙度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，其波距（ ）與波高（ ）之比一般小于 50。波距（ ）與波高（ ）之比大于 1000的幾何形狀誤差，稱為宏觀幾何形狀誤差。 3L 3H 2L2H1L 1H 本章將機(jī)械制造質(zhì)量分成加工精度和表面質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來研究。 機(jī)械加工精度 一、概述 （一）加工精度與加工誤差 加工精度 是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。一般機(jī)械加工精度是在零件工作圖上給定的，其包括： 1）零件的尺寸精度：加工后零件的實(shí)際尺寸與零件理想尺寸相符的程度。 3）零件的位置精度：加工后零件的實(shí)際位置與零件理想位置相符的程度。 2）定尺寸刀具法：用刀具的相應(yīng)尺寸來保證加工表面的尺寸。 加工誤差： 實(shí)際加工不可能把零件做得與理想零件完全一致，總會(huì)有大小不同的偏差，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。生產(chǎn)實(shí)際中用控制加工誤差的方法來保證加工精度。例如：車削外圓柱面，加工誤差敏感方向?yàn)橥鈭A的直徑方向 。任何一種加工方法，只要精心操作，細(xì)心調(diào)整，并選用合適的切削參數(shù)進(jìn)行加工，都能使加工精度得到較大的提高，但這樣會(huì)降低生產(chǎn)率，增加加工成本。某種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度不應(yīng)理解為某一個(gè)確定值，而應(yīng)理解為一個(gè)范圍（如圖 42中之 AB范圍），在這個(gè)范圍內(nèi)都可以說是經(jīng)濟(jì)的。 工藝系統(tǒng)中凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差。 （四）研究機(jī)械加工精度的方法 因素分析法： 通過分析、計(jì)算或?qū)嶒?yàn)、測(cè)試等方法，研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響。主要是研究各項(xiàng)誤差綜合的變化規(guī)律，只適合于大批、大量的生產(chǎn)條件。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。 1）主軸回轉(zhuǎn)誤差（見 P110） 機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn)，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。它可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本形式。但它們對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式的不同而不同。圖中的 δd 表示徑向跳動(dòng)量。 不同的加工方法，主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的的加工誤差也不同。 1）徑向跳動(dòng)：影響工件圓度； 2）軸向竄動(dòng)：影響軸向尺寸，加工螺紋時(shí)影響螺距值； 3）角度擺動(dòng)：影響圓柱度； 提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施：主要是要消除軸承的間隙。 2）導(dǎo)軌誤差（見 P111） 導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。 a） 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 ： 臥式車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差△ 1（見圖 44）將直接反映在被加工工件表面的法線方向（加工誤差的敏感方向）上，對(duì)加工精度的影響最大。但△ 2對(duì)加工精度的影響要比△ 1小得多。 DR22???圖 46 臥式車床導(dǎo)軌扭曲對(duì)工件加工精度的影響 c)前后導(dǎo)軌存在平行度誤差（扭曲 ） 時(shí)，刀架運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲線，使工件產(chǎn)生形狀誤差。一般車床的 H/B≈2/3 ，外圓磨床的H/B≈1 ，車床和外圓磨床前后導(dǎo)軌的平行度誤差對(duì)加工精度的影響很大。因是非誤差敏感方向，故可略。導(dǎo)軌磨損是機(jī)床精度下降的主要原因之一。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。例如：車削螺紋的加工，主軸與刀架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不能嚴(yán)格保證時(shí)，將直接影響螺距的精度。 2）傳動(dòng)比越小，傳動(dòng)元件的誤差對(duì)傳動(dòng)精度的影響就越?。禾貏e是傳動(dòng)鏈尾端的傳動(dòng)元件的傳動(dòng)比越小，傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度就越高。采用定尺寸刀具、成形刀具、展成刀具加工時(shí)，刀具的制造誤差會(huì)直接影響工件的加工精度；而對(duì)一般刀具（如車刀等），其制造誤差對(duì)工件加工精度無直接影響。正確地選用刀具材料和選用新型耐磨地刀具材料，合理地選用刀具幾何參數(shù)和切削用量，正確地刃磨刀具，正確地采用冷卻液等，均可有效地減少刀具地尺寸磨損。 （三）夾具的幾何誤差 圖 49 工件在夾具中裝夾示意圖 夾具的作用是使工件相當(dāng)于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差對(duì)工件的加工精度（特別使位置精度）有很大影響。 如圖 49所示鉆床夾具中，鉆套軸心線 f至夾具定位平面 c間的距離誤差，影響工件孔 a至底面 B尺寸 L的精度；鉆套軸心線 f至夾具定位平面 c間的平行度誤差，影響工件孔軸心線 a至底面 B的平行度；夾具定位平面 c與夾具體底面 d底的垂直度誤差，影響工件孔軸心線 a與底面 B間的尺寸精度和平行度；鉆套孔的直徑誤差亦將影響工件孔 a至底面 B的尺寸精度和平行度。定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差組成。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，須選擇工件上若干幾何要素作為加工（或測(cè)量）時(shí)的定位基準(zhǔn)（或測(cè)量基準(zhǔn)），如果所選用的定位基準(zhǔn)（或測(cè)量基準(zhǔn)）與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 圖 410基準(zhǔn)不重合誤差分析示例 圖 410示零件，設(shè) e面已加工好，今在銑床上用調(diào)整法加工f面和 g面。加工 g面時(shí)，定位基準(zhǔn)有兩種不同的選擇方案，一種方案（方案 Ⅰ ）加工時(shí)選用 f面作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸 B的制造公差為 TB；但這種定位方式的夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾緊力的作用方向與銑削力方向相反，不夠合理，操作也不方便。 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，只有在采用調(diào)整法加工時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，在試切法加工中不會(huì)產(chǎn)生。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，它們的實(shí)際尺寸（或位置）都允許在分別規(guī)定的公差范圍內(nèi)變動(dòng)。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動(dòng)量，稱為 定位副制造不準(zhǔn)確誤差 。 基準(zhǔn)不重合誤差的方向和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的方向可能不相同，定位誤差取為基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不