【正文】 尺寸誤差 ?成形刀具和展成刀具形狀誤差影響加工形狀誤差 ?刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差 刀具誤差 26 刀具與夾具誤差 L177。 ? 與夾具有關(guān)的影響位置誤差因素包括： ? 通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的 1/3。 工藝系統(tǒng)受力變形等于工藝系統(tǒng)各組成部分受力變形之迭加。 221 1 1jc ptj wz djL Z ZXFk L k L k???? ? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ???圖 5210 變形隨受力點變化規(guī)律 X tj X wz ΔX Fp A A′ B B′ C C′ Z L FA FB X z 切削力作用點位置變化引起工件形狀誤差 32 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 ? 工件加工后成鞍形（圖 5220） 圖 5220 機床受力變形引起的加工誤差 ? ? 2 23pgF L Z ZXE J L??????◆ 工件變形引起的加工誤差 式中 Xg —— 工件變形； E —— 工件材料彈性模量； J —— 工件截面慣性矩； Fp， L， Z —— 含義同前 。 ? ? ? ?1 2 1 2 1 21g p p p p mCF F a akk ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 以橢圓截面車削為例說明（圖 5220） 圖 5220 誤差復(fù)映現(xiàn)象 ap1 Δ1 a p2 Δ 2 毛坯外形 工件外形 由于工藝系統(tǒng)受力變形 ，使毛坯誤差部分反映到工件上 ， 此種現(xiàn)象稱為 “ 誤差復(fù)映 ” 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 切削力大小變化引起的加工誤差 ? 誤差復(fù)映 35 ? 誤差復(fù)映系數(shù) 機械加工中 ， 誤差復(fù)映系數(shù)通常小于 1。 1 2 3 n? ? ? ? ?? ? ? ? ???? 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示 ， 誤差復(fù)映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比 。 ?組成件的實體剛度 — 受力產(chǎn)生拉伸、壓縮、彎曲變形；特別是薄弱件（楔條、軸套等）影響較大 ?連接表面接觸變形 — 其大小與接觸面壓強有關(guān) mX c p? ? ??結(jié)合面間隙 ?零件表面摩擦力的影響 影響機床部件剛度因素 圖 5310 接觸變形曲線 x O p p Δp x Δx 41 減小受力變形對加工精度影響措施 ?合理設(shè)計零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀 ?提高連接表面接觸剛度 （ ↓表面粗糙度 ， 改進接觸質(zhì)量 ， 予加載荷 ） ?采用輔助支承 （ 中心架 ，跟刀架 ， 鏜桿支承等 ） 圖 5330 支座零件不同安裝方法 圖 5320 轉(zhuǎn)塔車床導(dǎo)向桿 提高工藝系統(tǒng)剛度 減小載荷及其變化 ?采用合理裝夾和加工方式 圖 5280， 5290， 5560， 5580 變形轉(zhuǎn)移 、 補償和校正 42 工件殘余應(yīng)力引起的變形 圖 5340 鑄件殘余應(yīng)力引起變形 圖 5350 冷校直引起的殘余應(yīng)力 壓 拉 加載 壓 壓 拉 拉 卸載 ? 設(shè)計合理零件結(jié)構(gòu) ? 粗 、 精加工分開 ? 避免冷校直 ? 時效處理 殘余應(yīng)力來源 ? 毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 （ 圖 5340） 減小殘余應(yīng)力措施 ? 冷校直帶來的殘余應(yīng)力 （ 圖 5350） ?切削加工帶來的殘余應(yīng)力 43 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 5章 機械加工精度 工藝系統(tǒng)熱變形及其對加工精度的影響 Heat Deformation of Technological System and It’s Effect to Machining Precision 44 概述 在精密加工和大件加工中 ， 工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約 40～ 70%。 η(min) 圖 542 車刀熱變形曲線 連續(xù)切削升溫曲線 冷卻曲線 間斷切削升溫曲線 ξ（ μm） ξmax ηb 0 ηc 刀具熱變形 48 ◆ 圓柱類工件熱變形 5級絲杠累積誤差全長 ≤5μm，可見熱變形的嚴重性 531 .1 1 0 4 0 0 1 4 .4 1 0 ( )4 .4 ( )L L tmmm????? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??式中 ΔL， ΔD —— 長度和直徑熱變形量； L， D —— 工件原有長度和直徑； α—— 工件材料線膨脹系數(shù)； Δt —— 溫升 。 28LtXS? ? ?????◆ 板類工件單面加工時的熱變形（圖 5390） 圖 5390 平面加工熱變形 θ/ 4 θ L S 221 .1 2 0 0 0 38 8 6 0 00 .0 2 2 ( )LtXSmm? ? ? ? ? ?? ? ????此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求 結(jié)果 ： 加工時上表面升溫 ， 工件向上拱起 ， 磨削時將中凸部分磨平 ，冷卻后工件下凹 。 解決 ： 采用熱空氣加熱立柱后壁 （ 圖 5410） 。 ? 充分冷卻和強制冷卻 。 減少熱源發(fā)熱和隔離熱源 均衡溫度場 51 圖 5430 支承距影響熱變形 L1 L2 ? 熱對稱結(jié)構(gòu) ? 熱補償結(jié)構(gòu) （ 圖 5420， 主軸熱補償 ） 圖 5420 雙端面磨床主軸熱補償 1— 主軸 2— 殼體 3— 過渡套筒 熱伸長方向 ? 合理選擇裝配基準(zhǔn) （ 圖 5430） ?高速空運轉(zhuǎn) ?人為加熱 ? 恒溫 ? 人體隔離 采用合理結(jié)構(gòu) 減小熱變形對加工精度影響的措施 加速達到熱平衡 控制環(huán)境溫度 52 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 5章 機械加工精度 加工誤差綜合分析 Synthetical Analysis of Machining Errors 53 加工誤差的性質(zhì) 復(fù)習(xí) 系統(tǒng)誤差 在順序加工一批工件中 ， 其大小和方向均不改變 ， 或按一定規(guī)律變化的加工誤差 。 如機床 、夾具 、 刀具的制造誤差 ， 工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形 ， 調(diào)整誤差 ， 機床 、 夾具 、 量具的磨損等因素引起的加工誤差 。如機床 、 夾具 、 刀具在熱平衡前的熱變形 ， 刀具磨損等因素引起的加工誤差 。 ◆ 隨機誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機因素共同作用而引起的 。 ◆ 如毛坯余量或硬度不均 ， 引起切削力的隨機變化而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等 。 55 分布圖分析法 1） 采集數(shù)據(jù) 樣本容量通常取 n = 50～ 200 2） 確定分組數(shù) 、 組距 、 組界 、 組中值 ① 按教材 134頁表 52初選分組數(shù) k′； ② 確定組距 d： 取整 ， d′→d ③ 確定分組數(shù) k： m a x m in11xx Rd kk?? ?????? ④ 確定各組組界 、 組中值 ⑤ 統(tǒng)計各組頻數(shù) 1Rk d??直方圖 56 分布圖分析法 圖 5440 直方圖 x y （ 頻數(shù) ） （ 偏差值 ） （ 平均偏差 ） 15 10 5 （ 公差帶中心 ） （ 公差帶下限 ） （ 公差帶上限 ） 3） 計算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 : 4） 畫直方圖 （ 圖 5440） 11 niixxn?? ?? ?2111niis x xn???? ?57 ◆ 正態(tài)分布 式中 μ和 ζ分別為 正態(tài)分布隨機變量總體平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 。 稱 z 為標(biāo)準(zhǔn)化變量 分布圖分析法 y F（ z） 圖 545 正態(tài)分布曲線 μ ( z