【正文】 標(biāo)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行分析和控制。 加工原理誤差 式中 R —— 球頭刀半徑； h —— 允許的殘留高度 。 ? 為便于研究，可將主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)和傾角擺動(dòng)三種基本型式（圖 47）。則刀尖的坐標(biāo)值為： e 圖 48 徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響 式中 R —— 刀尖回轉(zhuǎn)半徑； θ—— 主軸轉(zhuǎn)角。 12 圖 49 徑向跳動(dòng)對(duì)車(chē)外圓精度影響 1 3 機(jī)床誤差 仍考慮最簡(jiǎn)單的情況 ， 主軸回轉(zhuǎn)中心在 X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng) ， 其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同 ， 幅值為 2e。 ◎ 思考：主軸回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)， 其頻率為主軸轉(zhuǎn)速兩倍， 被車(chē)外圓形狀如何 ？ ? 結(jié)論： 主軸 徑向跳動(dòng)影響加工表面的圓度誤差 e ★ 主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（車(chē)外圓） 13 機(jī)床誤差 ★ 主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響 ?被加工端面不平 ， 與圓柱面不垂直； ?加工螺紋時(shí) ， 產(chǎn)生螺距周期性誤差 。 14 A B 機(jī)床誤差 ◆ 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 內(nèi)外滾道圓度誤差 、 滾動(dòng)體形狀及尺寸誤差 圖 410 軸徑不圓引起車(chē)床主軸徑向跳動(dòng) ★ 滑動(dòng)軸承 ?鏜床（圖 411） —— 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng) 圖 411 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng) ★ 滾動(dòng)軸承 ?車(chē)床（圖 410） —— 軸徑不圓引起車(chē)床主軸向跳動(dòng)（注意其頻率特性） ?靜壓軸承 —— 對(duì)軸承孔或軸徑圓度誤差起 均化 作用 15 機(jī)床誤差 ◆ 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 ★ 推力軸承 滾道端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差 （ 圖 412） ★ 其他因素 軸承孔 、 軸徑圓度誤差；軸承孔同軸度誤差；軸肩 、 隔套 端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；裝配質(zhì)量等 a） b） Δ≈0 Δ 圖 412 止推軸承端面誤差對(duì)主軸軸向竄動(dòng)的影響 16 機(jī)床誤差 ★ 傳統(tǒng)測(cè)量方法存在問(wèn)題： ◆ 主軸回轉(zhuǎn)誤差的測(cè)量 圖 413 傳統(tǒng)測(cè)量方法 a) b) 圖 414 主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量法 1 — 擺動(dòng)盤(pán) 2， 4 — 傳感器 3 — 精密測(cè)球 5 — 放大器 6 — 示波器 ★ 準(zhǔn)確測(cè)量方法 ?包含心軸、錐孔誤差在內(nèi) ?非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 ◆ 導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對(duì)加工精度的影響 ? 導(dǎo)軌水平面內(nèi)的直線度誤差 ,誤差敏感方向 ,影響顯著 ? 導(dǎo)軌垂直面內(nèi)的直線度誤差 ,誤差非敏感方向 ,影響小 ? 導(dǎo)軌扭曲對(duì)加工精度的影響 ,影響顯著（圖 415） ΔX 圖 415 導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差 H δ ΔR D α B X Y HRH B?? ?? ? ? ?（ 45） 機(jī)床誤差 導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 18 ? 導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線位置誤差對(duì)加工精度的影響 機(jī)床誤差 圖 416 成形運(yùn)動(dòng)間位置誤差對(duì)外圓和端面車(chē)削的影響 f α Z Δz Δz α c） Hy R0 f X Z L f d D－Δd Δx a） b） 19 ◆ 影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的主要因素 機(jī)床誤差 ?機(jī)床制造誤差 ?機(jī)床安裝誤差 ?導(dǎo)軌磨損 20 ◆ 機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響 圖 417 齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈 z7 = z8 = 16 z1 = 64 zn = 96 z5 = z6 = 23 z3 = z4 = 23 b z2 = 16 zn1 = 1 ic e f a c d 111si nnnj j j n jjj jk k tk? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ???????（ 46） 以齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈為例： 式中 Δθn —— 傳動(dòng)鏈末端元件轉(zhuǎn)角誤差； kj —— 第 j 個(gè)傳動(dòng)元件的誤差傳遞系數(shù) ， 表明第 j個(gè)傳動(dòng)元件對(duì)末端元件轉(zhuǎn)角誤差影響程度 ， 其數(shù)值等于該元件至末端元件的傳動(dòng)比； ωn —— 傳動(dòng)鏈末端元件角速度； αj—— 第 j 個(gè)傳動(dòng)元件轉(zhuǎn)角誤差的初相角 。 θ6F7 θ10 F7 k6 θ20 H 7 g 6 Y Z 圖 419 鉆徑向孔的夾具 ? 夾具誤差影響加工位置精度。 夾具誤差 1）定位誤差； 2）刀具導(dǎo)向（對(duì)刀）誤差； 3）夾緊誤差； 4）夾具制造誤差； 5）夾具安裝誤差； …… 24 調(diào)整誤差 ?測(cè)量誤差。 ?機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差。 ?樣件或樣板誤差。 ?和試切法有關(guān)的誤差。 27 基本概念 1 1 1 1 1jc jj d gk k k k k? ? ? ?（ 48） 式中 k —— 工藝系統(tǒng)剛度； kjc —— 機(jī)床剛度； kjj —— 夾具剛度； kd —— 刀具剛度； kg —— 工件剛度 。由此可導(dǎo)出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各組成部分剛度之間的關(guān)系： 工藝系統(tǒng)剛度計(jì)算 28 ◆ 機(jī)床變形引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 式中 Xjc —— 機(jī)床總變形； Fp —— 吃刀抗力； ktj —— 機(jī)床前頂尖處剛度； kwz —— 機(jī)床后頂尖處剛度； kdj —— 機(jī)床刀架剛度； L —— 工件全長(zhǎng)； Z —— 刀尖至工件左端距離 。 ? 由于工件變形，使工件加工后成鼓形（圖 423） 圖 423 工件受力變形引起的加工誤差 30 ? ? 222 21 1 13p tj wz djL Z ZL Z ZXFk L k L k E J??? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ??? ? ? ???（ 411） ◆ 機(jī)床變形和工件變形共同引起的加工誤差 ? 工藝系統(tǒng)剛度 ? ? 222 211 1 13ptj w z djFkX L Z ZL Z Zk L k L k E J??????? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ?（ 412） 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 31 式中 Δg —— 工件圓度誤差； Δm —— 毛坯圓度誤差； k —— 工藝系統(tǒng)剛度； ε —— 誤差復(fù)映系數(shù) 。 可通過(guò)多次走刀 ， 消除誤差復(fù)映的影響 。 由式 （ 413） 可得： kCmg ?????（ 414） 33 夾緊力 、 重力 、 傳動(dòng)力和慣性力引起的加工誤差 ◆ 夾緊力影響 a） b） 圖 425 薄壁套夾緊變形 圖 426 薄壁工件磨削 【例 1】 薄壁套夾緊變形 解決： 加開(kāi)口套 【例 2】 薄壁工件磨削 解決： 加橡皮墊 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 34 圖 427 龍門(mén)銑橫梁變形 【例】 龍門(mén)銑橫梁 圖 428 龍門(mén)銑橫梁變形轉(zhuǎn)移 圖 429 龍門(mén)銑橫梁變形補(bǔ)償 ◆ 重力影響 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 解決 1： 重量轉(zhuǎn)移 解決 2： 變形補(bǔ)償 35 ◆ 傳動(dòng)力與慣性力影響 ? 理論上不會(huì)產(chǎn)生圓度誤差（但會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差） ?易會(huì)引起強(qiáng)迫振動(dòng) 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 圖 430 傳動(dòng)力對(duì)加工精度的影響 z l R X Y Fp Fc Fcd F cdx θ r a） O′ O″ r0 X Y Fp A Fcd rcd=Fcd / kc O Fc Fc / kc Fp / kc b） 36 圖 431 車(chē)床刀架變形曲線 ΔX（ μm） 10 20 30 40 50 0 1 2 3 F（KN） 機(jī)床部件剛度及其影響 因素 ? 非線形關(guān)系 ， 不完全是彈性變形 ? 加載和卸載曲線不重合 ， 所圍面積表示克服摩擦和接觸塑性變形所作功 ? 存在殘余變形 ， 反復(fù)加載卸載后殘余變形→0 ? 機(jī)床部件剛度比按實(shí)體估算值小許多 ， 表明其變形受多種因素影響 機(jī)床部件變形曲線 37 機(jī)床部件剛度及其影響 因素 式中 c, m—— 與接觸面材料、表面 狀況有關(guān)的系數(shù)和指數(shù)； p —— 表面壓強(qiáng)。 ? 溫度場(chǎng) —— 工藝系統(tǒng)各部分溫度分布 ? 熱平衡 —— 單位時(shí)間內(nèi) ， 系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等 ， 系統(tǒng)各部分溫度保持在一相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值上 ?溫 度場(chǎng)與熱平衡研究 —— 目前以實(shí)驗(yàn)研究為主 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 工藝系統(tǒng)熱變形 工藝系統(tǒng)熱源 溫度場(chǎng)與工藝系統(tǒng)熱平衡 42 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響 ? 體積大 ， 熱容量大 ， 溫升不高 ， 達(dá)到熱平衡時(shí)間長(zhǎng) ? 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 溫度場(chǎng)和變形不均勻 ， 對(duì)加工精度影響顯著 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 / h 0 1 2 3 4 50 150 100 200 位移 /μm 20 40 60 80 溫升 / ℃ ΔY ΔX 前軸承溫升 圖 436 車(chē)床受熱變形 a） 車(chē)床受熱變形形態(tài) b） 溫升與變形曲線 機(jī)床熱變形特點(diǎn) 車(chē)床熱變形 （ 圖 436） 43 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響 ? 立銑 （ 圖 a） 圖 437 立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形 a）銑床受熱變形形態(tài) b）外圓磨