【正文】 上往往不等，當主軸上所受外力方向隨主軸回轉(zhuǎn)而變化時，就會因變形不一致而使主軸軸線漂移。由于軸承徑向熱變形不相等，前后軸承的熱變形也不相同，在裝卸工件和進行測量時主軸必須停車而使溫度發(fā)生變化，這些都會引起主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置變化和漂移而影響主軸回轉(zhuǎn)精度。此外，還可在裝配時先測出滾動軸承及主軸錐孔的徑向圓跳動，然后調(diào)節(jié)徑向圓跳動的方位，使誤差相互補償或抵消，以減少軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響。283） 使主軸回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上（ 誤差轉(zhuǎn)移 ） 直接保證 工件在加工過程中的 回轉(zhuǎn)精度而不依賴于主軸， 是保證工件形狀精度的最簡單而又有效的方法。 在鏜床上加工箱體類零件孔。29（三）機床傳動誤差（三）機床傳動誤差1．傳動鏈精度（誤差） ： 傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差，它是螺紋、齒輪、蝸輪及其它按展成原理加工時，影響加工精度的主要因素。即：滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過一個齒，這種運動關系是由刀具與工件的傳動鏈來保證的。30齒輪機床傳動鏈z7 = z8 = 16z1 = 64zn = 96z5 = z6 = 23z3 = z4 = 23bz2 = 16 zn1 = 1icefacd運動關系其中31216?？s短縮短 傳動鏈長度傳動鏈長度216。提高提高 末端元件末端元件 的的 制造精度與安裝精度制造精度與安裝精度216。提高傳動精度措施32四、夾具的制造誤差和磨損四、夾具的制造誤差和磨損 L177。、夾具誤差對加工位置精度影響最大。1）定位誤差；2）刀具導向（對刀）誤差；3）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；6）夾具的磨損……33五、刀具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損定尺寸刀具（鉆頭、定尺寸刀具（鉆頭、鉸刀等）尺寸誤差影響加鉸刀等）尺寸誤差影響加工尺寸誤差工尺寸誤差成形刀具（銑刀、成、成形刀具（銑刀、成形車刀等）形狀誤差影響形車刀等）形狀誤差影響加工形狀誤差加工形狀誤差展成刀具加工時，刀、展成刀具加工時，刀刃形狀必須滿足加工表面刃形狀必須滿足加工表面的共軛曲線，刀具形狀誤的共軛曲線，刀具形狀誤差影響加工形狀誤差差影響加工形狀誤差34 167。2．工藝系統(tǒng)總位移 1）彈性變形 ： 機械加工時，由于切削力、夾緊力以及重力、慣性力等的作用，工藝系統(tǒng)各部分產(chǎn)生的相應的變形。是指工件加工表面在切削力法向分力 Fy的作用下，刀具相對工件在該方向位移 y的比值。 加工中影響加工精度最大的 是刀刃在加工表面法線方向的位移 。法向位移 y除了 Fy分力影響外， Fy、 Fz也對它有影響。在 K一定時，則 Fy越大，則系統(tǒng)變形量越大。216。5．加工誤差： 由于 切削力等引起的工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的彈性變形 ，使刀具和工件在靜態(tài)下調(diào)整好的相互位置，以及切削成形運動所需要的 正確幾何關系發(fā)生變化，從而造成加工誤差 。件剛性差，在加工細長軸時出現(xiàn)中間粗，兩頭尖的情況（腰鼓形）如圖所示：216。y ——yjc ——yjj 夾具的受力變形；——yg 工件的受力變形。切削加工時，工藝系統(tǒng)的有關部件在各種外力的作用下，會產(chǎn)生不同程度的變形，使刀具和工件的相對位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相應的加工誤差。工藝系統(tǒng)總變形、工藝系統(tǒng)總變形 y=yjj+yd+yg代入 1式 得工藝系統(tǒng)剛度 與工藝系統(tǒng)各組成部分剛度之間的關系：式中 工藝系統(tǒng)剛度； 機床剛度；——kd 刀具剛度；—— 由工藝系統(tǒng)的剛度定義可知，機床剛度 kjc 、夾具剛度 kjjyjc ， = Fy/yjj Fy/ =yg機床變形引起的加工誤差三、三、 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 切削力作用點位置變化引起工件形狀誤差、切削力作用點位置變化引起工件形狀誤差ydjytjywz工藝系統(tǒng)變形隨受力點變化規(guī)律FpAA′BB′CC′xLFA FByxΔx41機床的剛度是由各個部件的剛度決定的，其計算方法為： 設工件短而粗，剛度很大，其變形可以忽略不計，安裝在兩頂尖之間，在切削力 Fy的作用下， 床頭 位置由 A到A`， 尾座 由 B到 B`， 刀架 從 C到 C`，其位移量分別為： ytj， ywz， ydj， 中心線從 AB移到 A`B`。 在距離床頭 X處，工件軸線移動的距離為 yx。由上面對機床剛度的分析可知，由上面對機床剛度的分析可知， 工件加工后工件加工后成鞍形成鞍形 ，如圖所示：，如圖所示：機床不變形 的情況考慮主軸箱、尾座變形情況考慮刀架變形 在內(nèi)機床受力變形引起的加工誤差1 2 3462）） 工件為懸臂梁時 ：加工后工件形狀為：47216。由于工件變形，由于工件變形， 使工件加工使工件加工后成鼓形后成鼓形 ，如圖所示，如圖所示48式中 yg ——E 工件材料彈性模量； 工件截面慣性矩； 受力點到支承點的距離L—— 工件的長度49切削力大小變化引起的加工誤差、切削力大小變化引起的加工誤差216。誤差復映規(guī)律誤差復映規(guī)律 切削加工中，由于毛坯本身的誤差（形狀或位置）使 切削深度不斷變化，從而引起切削力的變化 ，促使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應的變形，因而 工件表面上保留了與毛坯表面類似的形狀和位置誤差，但加工后殘留的誤差比毛坯誤差從數(shù)值上大大減少了 ，這一現(xiàn)象稱為 “ 誤差復映 ”50切削力大小變化對加工精度的影響51討論：1. ε=Δ工 /Δ毛 = C /k系 2. ε總是小于 1，有修正誤差的能力3. 多次進給 ε=ε1ε2ε3…4. 2. k系 越大， ε就越小，復映到工件上的誤差越小5. 3. C減小， ε就越小，應采取減小 Fy的措施52增加走刀次數(shù)，可大大減小工件的復映誤差：若 近似假設 每次走刀后的誤差復映系數(shù)都相同，則車外圓時， 工件的圓度誤差與走刀次數(shù) x的關系為：其中53v減少誤差復映的方法1）增大工藝系統(tǒng)剛度；2）減少 進給量 f，減小切削力；3） 增加走刀次數(shù) ；4）減小毛坯誤差值。夾緊力影響a） b）薄壁套夾緊變形【 例 1】 薄壁套夾緊變形解決： 加開口套55【 例 2】 薄壁工件磨削薄壁工件磨削重力影響解決：變形補償5758四、機床部件剛度四、機床部件剛度 測定測定216。59 右圖是對一車床進行 3次加載和卸載循環(huán)，繪制了他的剛度曲線。非線形關系，不完全是彈性變形v存在殘余變形，反復加載卸載后殘余變形 →0v分析剛度曲線的特點：216。設計工藝裝備時，盡量減少連接面數(shù)目，注意剛度的匹配，防止局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)，設計基礎件、支承件時，合理設計零部件結構和截面形狀。提高機床部件中零件接合表面的接觸質(zhì)量167。167。3） 采用輔助支承 （中心架，跟刀架，鏜桿支承等）提高工藝系統(tǒng)剛度、提高工藝系統(tǒng)剛度624） 采用合理裝夾和加工方式支座零件不同安裝方法減小載荷及其變化、減小載荷及其變化63六、工件殘余應力引起的變形六、工件殘余應力引起的變形內(nèi)應力、內(nèi)應力216。特點： 具有內(nèi)應力的零件處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它內(nèi)部的組織有強烈的傾向要恢復到一個穩(wěn)定的沒有應力的狀態(tài)，即使在常溫下，零件也會不斷的緩慢地進行這種變化，直到殘余應力安全松弛為主，在這一過程中，零件將會翹曲變形，原有的加工精度會逐漸喪失。原因： 在鑄、鍛、焊、熱處理等加工過程中，由于各部分冷熱收縮不均勻，以及金相組織的體積變化，使毛坯內(nèi)部產(chǎn)生相當大的殘余應力 。例 1： 下圖表示一個內(nèi)外壁厚相差較大的鑄件，澆注后，冷卻過程如下： 壁 A、 C較薄，散熱容易，冷卻快。65 當 B冷卻到彈性狀態(tài)時， A、 C的溫度已經(jīng)降低很多，收縮速度很慢，但 B收縮快，所以 受 到 A、 C的阻礙，壁 B受拉應力， A、 C受壓應力，以保持平衡。66216。67 切削加工帶來的殘余應力減小殘余應力措施、減小殘余應力措施vv時效處理68167。 一、概述一、概述工藝系統(tǒng)的變形、工藝系統(tǒng)的變形 v熱變形： 機械加工過程中，工藝系統(tǒng)會受到各種熱的影響而產(chǎn)生溫度變形，稱為熱變形。69工藝系統(tǒng)熱源、工藝系統(tǒng)熱源v切削熱： 切削時所作的功幾乎全部轉(zhuǎn)變成熱，其熱量以傳導的形式傳遞，對刀具和工件影響較大。v其它熱： 指工藝系統(tǒng)外部的，以對系統(tǒng)傳熱為主的環(huán)境溫度和各種輻射熱。 車削時，切屑帶走熱量可達 50%——80% ，傳給工件約30%，傳給刀具約 5%。 銑削、刨削加工，傳給工件 30%167。磨削時，切屑帶走熱量 4%，傳導工件 84%，工件表面溫度高工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱71摩擦熱： 使工藝系統(tǒng)局部發(fā)熱，引起局部溫升和變形，破壞系統(tǒng)原有的幾何精度。72v度場與熱平衡研究 —— 目前以實驗研究為主v熱平衡 —— 工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下，溫度逐漸升高，同時它們也通過各種傳熱方式向周圍散熱，當工件、刀具和機床的溫度達到某一數(shù)值時，單位時間內(nèi)散發(fā)的熱量和熱源傳刀的熱量趨于相等，這時工藝系統(tǒng)就達到了熱平衡狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)的各部分的溫度保持在一相對固定的數(shù)值上，各部分的熱變形也相應趨于穩(wěn)定溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡、溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡73二、工件熱變形對加工精度的影響二、工件熱變形對加工精度的影響熱源 ： 切削熱工件均勻受熱 216。216。直徑：直徑：◆◆ ΔD 長度和直徑熱變形量；—— 工件材料線膨脹系數(shù)；Δt 溫升。應用車削較長的軸時，會產(chǎn)生圓度誤差，加工精度較高的軸類零件時，采用彈性或液壓尾頂尖。例：長例：長 400mm絲杠，加工過程溫升絲杠，加工過程溫升 1℃℃ ，熱伸長量為：，熱伸長量為：應用條件： 銑、刨、磨平面時，工件單面受熱作用，上下表