第29講 機(jī)械加工精度

1、2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 1加工精度與加工誤差加工精度與加工誤差 加工精度加工精度 尺寸精度 形狀精度 位置精度 加工精度：加工精度：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)理想幾何參數(shù)接近接近程度。程度。 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 加工誤差：加工誤差：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何理想幾何參數(shù)參數(shù)偏離偏離程度程度。 幾何參數(shù)幾何參數(shù) 尺寸 幾何形狀 相互位置 加工誤差越小則加工精度越高， 但理想與現(xiàn)實(shí)不可能完全一致， 即誤差不可避免。 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差態(tài)

2、有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損刀具磨損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 工件相對(duì)于工件相對(duì)于 刀具刀具運(yùn)動(dòng)狀運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)態(tài)下的

3、誤差下的誤差 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差 導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 傳動(dòng)誤差傳動(dòng)誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 2影響加工精度的誤差影響加工精度的誤差 原始誤差：原始誤差：引起加工誤差的本根原因是引起加工誤差的本根原因是工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)存在著誤差，將工藝系存在著誤差，將工藝系 統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。 b b）端面圓跳動(dòng)）端面圓跳動(dòng) a a）徑向圓跳動(dòng)）徑向圓跳動(dòng) c c）傾角擺動(dòng)）傾角擺動(dòng) 圖圖 主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差 機(jī)床的幾何誤差機(jī)床的幾何誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 影響圓度與圓柱度

4、 影響端面形狀精度、軸 向尺寸精度 影響形狀精度 如車外圓會(huì)產(chǎn)生錐度 車端面會(huì)產(chǎn)生平面度誤差 圖5-4： 2 0 2 Y Y R R （5-2） X RX （5-3） 顯然： XY RR 工藝系統(tǒng)原始誤差方向不同工藝系統(tǒng)原始誤差方向不同 ，對(duì)加工精度的影響程度也不，對(duì)加工精度的影響程度也不 同。對(duì)加工精度影響同。對(duì)加工精度影響最大最大的方的方 向，稱為誤差敏感方向。向，稱為誤差敏感方向。 誤差敏感方向一般為已加工誤差敏感方向一般為已加工 表面過切削點(diǎn)的表面過切削點(diǎn)的法線法線方向。方向。 誤差敏感方向誤差敏感方向 R Y R R R =X 圖5-4 誤差敏感方向 Y R0 X a） Y R0 X

5、 b） 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響 主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（鏜孔）主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（鏜孔） 考慮最簡單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在考慮最簡單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在X X方向上作簡諧方向上作簡諧 直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸相同，振幅為主軸相同，振幅為e e。 式中式中 R R 刀尖回轉(zhuǎn)半徑；刀尖回轉(zhuǎn)半徑； 主軸轉(zhuǎn)角。主軸轉(zhuǎn)角。 () cos sin XRe YR （5-1） 顯然，式（顯然，式（5-15-1）為一橢圓。）為一橢圓。 圖圖 徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響 2929

6、th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 刀尖的坐標(biāo)值為：刀尖的坐標(biāo)值為： 導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的偏差導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的偏差 （1 1）導(dǎo)軌導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線在水平面內(nèi)的直線度誤差度誤差 導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 使工件在縱向截面與橫向截面內(nèi)分別產(chǎn)生形狀誤差 與尺寸誤差 （2 2）導(dǎo)軌導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線在垂直面內(nèi)的直線度誤差度誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 工件與刀具之間 產(chǎn)生法向位移（誤差敏感方向），造成水平面 上的形狀誤差被加工端面不平，相對(duì)位置 誤差端面與圓柱面不垂直。 工件與刀具之

7、間產(chǎn) 生切向位移，車外 圓時(shí)，對(duì)外圓的形 狀精度影響較小。 （3 3）前后）前后導(dǎo)軌平行導(dǎo)軌平行度誤差（扭曲）度誤差（扭曲） XX 圖圖5-6 5-6 導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差 H H RR D D B B X X Y Y H RH B （5-4） 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 導(dǎo)軌扭曲對(duì)工件加工精度的影響顯著 影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的主要因素影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的主要因素 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響 圖圖5-7 5-7 齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈 z z7 7 = = z z8 8 = =

8、 16 16 z z1 1 = 64 64 z zn n = = 9696 z z5 5 = = z z6 6 = = 23 23 z z3 3 = = z z4 4 = = 2323 b b z z 2 2 = = 1616 z zn-1 n-1 = = 1 1 i ic c e e f f a a c c d d 以齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈為以齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈為例，系例，系 統(tǒng)引起的轉(zhuǎn)角誤差為：統(tǒng)引起的轉(zhuǎn)角誤差為： 式式中中k kj j 該元件至末端元件的該元件至末端元件的傳動(dòng)比傳動(dòng)比 ，第，第j j 個(gè)傳動(dòng)元件的個(gè)傳動(dòng)元件的誤差傳遞系數(shù)誤差傳遞系數(shù)，表，表 明第明第j j個(gè)傳動(dòng)元件對(duì)末端元件轉(zhuǎn)角誤差

9、個(gè)傳動(dòng)元件對(duì)末端元件轉(zhuǎn)角誤差 影響影響程度。程度。 機(jī)床傳動(dòng)誤差機(jī)床傳動(dòng)誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 傳動(dòng)誤差：傳動(dòng)誤差：傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈?zhǔn)啄┦啄﹥啥藗鲃?dòng)元件之間兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差，由傳動(dòng)鏈，由傳動(dòng)鏈 中傳動(dòng)元件的制造誤差，安裝誤差引起。中傳動(dòng)元件的制造誤差，安裝誤差引起。 想一想 根據(jù)傳動(dòng)比的大小如何判斷轉(zhuǎn)角誤差 被放大還是縮小？ 提高傳動(dòng)精度措施提高傳動(dòng)精度措施 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差態(tài)有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前

10、就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損刀具磨損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 主軸回轉(zhuǎn)主軸回轉(zhuǎn)誤差：三種基本形式誤差：三種基本形式 導(dǎo)軌導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：三種基本形式導(dǎo)向誤差：三種基本形式 傳動(dòng)誤差：誤

11、差傳遞系數(shù)傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù) 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 一般刀具一般刀具普通車刀、平面銑刀普通車刀、平面銑刀 ）的加工誤差對(duì)加工精度）的加工誤差對(duì)加工精度沒有直沒有直 接影響接影響。 定尺寸刀具定尺寸刀具（鉆頭、絞刀等）（鉆頭、絞刀等） 尺寸誤差尺寸誤差影響加工尺寸誤差影響加工尺寸誤差 成形刀具和展成刀具成形刀具和展成刀具形狀誤差形狀誤差 影響加工形狀影響加工形狀誤差誤差 2 2、刀具誤差、刀具誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 刀具誤差：刀具誤差：刀具的制造、安裝和磨損刀具的制造、安裝和磨損 產(chǎn)生的誤差。刀具誤差對(duì)加工精度的影產(chǎn)生的誤差。刀具誤差對(duì)加工

12、精度的影 響與刀具的種類有關(guān)。響與刀具的種類有關(guān)。 刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差 L L0.050.05 6 6F F7 7 1010 F F7 7 k k 6 6 2020 H H 7 7 g g 6 6 Y Y Z Z 圖圖5-9 5-9 鉆徑向孔的夾具鉆徑向孔的夾具 通常要求定位誤差和夾具制造通常要求定位誤差和夾具制造 誤差不大于工件相應(yīng)公差的誤差不大于工件相應(yīng)公差的1/31/3。 3 3、夾具誤差、夾具誤差 1 1）定位誤差；）定位誤差； 2 2）刀具導(dǎo)向（對(duì)刀）誤差；）刀具導(dǎo)向（對(duì)刀）誤差； 3 3）夾緊誤差；）夾緊誤差； 4 4）夾具）夾具制

13、造、安裝誤差制造、安裝誤差； 5 5）夾具工作表面磨損；夾具工作表面磨損； 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 調(diào)整誤差：調(diào)整誤差：在每一道加工工序中，需對(duì)機(jī)床、夾在每一道加工工序中，需對(duì)機(jī)床、夾 具、刀具間的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整時(shí)產(chǎn)生的誤差。具、刀具間的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整時(shí)產(chǎn)生的誤差。 （1） 試切法（單件小批生產(chǎn)）試切法（單件小批生產(chǎn)） 試切試切-測(cè)量測(cè)量-調(diào)整吃刀量調(diào)整吃刀量-再再試試切切-測(cè)量測(cè)量 直到達(dá)到加工精度要求直到達(dá)到加工精度要求 （2）調(diào)整法（成批大量生產(chǎn)）調(diào)整法（成批大量生產(chǎn)） 先通過試切法（或者標(biāo)準(zhǔn)樣塊）調(diào)整先通過試切法（

14、或者標(biāo)準(zhǔn)樣塊）調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置， 并在一批零件的加工并在一批零件的加工過程中，保持這種相對(duì)位置不變。優(yōu)點(diǎn)：效率高。過程中，保持這種相對(duì)位置不變。優(yōu)點(diǎn)：效率高。 測(cè)量誤差。 試切時(shí)與正式切削時(shí)切削厚度不同 造成的誤差。 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差。 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 調(diào)整法的誤差來源有：調(diào)整法的誤差來源有： 和試切法有關(guān)的誤差。 定程機(jī)構(gòu)誤差。大批量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、靠模、 凸輪等定程機(jī)構(gòu)保證加工尺寸。 樣件或樣板誤差。 測(cè)量有限試件造成的誤差。 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差

15、態(tài)有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損刀具磨損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 主軸回轉(zhuǎn)主軸回轉(zhuǎn)誤差：三種基本形式誤差：三種基本形

16、式 導(dǎo)軌導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：三種基本形式導(dǎo)向誤差：三種基本形式 傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù)傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù) 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 剛度與工藝剛度與工藝系統(tǒng)剛度系統(tǒng)剛度 p F k X （5-7） 注意：注意：XX是總切削力綜合作用的結(jié)果。是總切削力綜合作用的結(jié)果。 剛度：剛度：材料或結(jié)構(gòu)在受力時(shí)材料或結(jié)構(gòu)在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力抵抗彈性變形的能力。 F k X （5-6） 力 力方向上的變形量 剛度 工藝系統(tǒng)剛度：工藝系統(tǒng)剛度：在加工在加工誤差敏感方向上誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量的比值。工藝系統(tǒng)所受外力與變形量的比值。 法向切削分力 工藝系統(tǒng)的剛度 法向方向的

17、變形量 1 1111 jcjjdg k kkkk （5-8） 式中式中 k k 工藝系統(tǒng)剛度；工藝系統(tǒng)剛度； k kjc jc 機(jī)床剛度；機(jī)床剛度； k kjj jj 夾具剛度；夾具剛度； k kd d 刀具剛度；刀具剛度； k kg g 工件剛度。工件剛度。 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。 工藝系統(tǒng)剛度計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度計(jì)算 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 機(jī)床變形引起的加工機(jī)床變形引起的加工誤差（車床兩頂尖車削短粗光軸）誤差（車床兩頂尖車削短粗光軸） jcdjz XXX（5-9） 圖圖5-10 5-10

18、 變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律 X Xtj tj X Xwz wz X Xdj dj XX F Fp p A A B B BB C C Z Z L L F FA AF FB B X Xz z C C 圖圖5-11 5-11 機(jī)床受力變形引起的加工機(jī)床受力變形引起的加工誤差誤差 11理想的工件形狀理想的工件形狀 22機(jī)床變形后加工出的工件形狀機(jī)床變形后加工出的工件形狀 A A 尾座位移 刀架位移 主軸箱位移 切削點(diǎn)處工件軸線位移 刀架位移 工藝系統(tǒng)總位移 刀具與工件的變 形可忽略，主要 考慮機(jī)床（主軸 箱、尾座、刀架 的變形）。 （5-10） 2 2 3 p g FLZZ X E J

19、L 工件變形引起的加工工件變形引起的加工誤差（車床兩頂尖車削細(xì)長軸）誤差（車床兩頂尖車削細(xì)長軸） 式中式中 X Xg g 工件變形；工件變形； E E 工件材料彈性模量；工件材料彈性模量； J J 工件截面慣性矩；工件截面慣性矩； F Fp p，L L，Z Z 含義同前。含義同前。 圖圖5-12 5-12 工件受力變形引工件受力變形引 起的加工誤差起的加工誤差 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 工件的變形為主 要因素。 圖圖5-14 5-14 誤差復(fù)映現(xiàn)象誤差復(fù)映現(xiàn)象 a ap p1 1 1 1 a ap p2 2 2 2 毛坯外形毛坯外形 工件外形工件外形 由于工藝系統(tǒng)受力變形由

20、于工藝系統(tǒng)受力變形 ，使毛坯誤差部分反映，使毛坯誤差部分反映 到工件上，此種現(xiàn)象稱到工件上，此種現(xiàn)象稱 為為“誤差復(fù)映誤差復(fù)映” 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 切削深度由a ap p1 1變化到a ap2 p2時(shí)， 切削分力由F Fp p最大變到最小， 工藝系統(tǒng)產(chǎn)生變形，使得刀具相對(duì)于工 件產(chǎn)生1 1 到2 2 的位移加工后的零 件也存在圓度誤差。 毛坯存在圓度誤差 機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常遠(yuǎn)小于通常遠(yuǎn)小于1 1?？赏ㄟ^?？赏ㄟ^多次多次 走刀走刀，消除誤差復(fù)映的影響。，消除誤差復(fù)映的影響。 123n （5-155-15） 誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)

21、來誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示。表示。 gm （5-145-14） 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 式中式中 g g 工件圓度誤差；工件圓度誤差； m m 毛坯圓度誤差； 毛坯圓度誤差； 誤差復(fù)映誤差復(fù)映系數(shù)，系數(shù)，總是小于總是小于1 1， 且與系統(tǒng)剛度成反比且與系統(tǒng)剛度成反比。 a ap p1 1 1 1 a ap p2 2 2 2 毛坯外形毛坯外形 工件外形工件外形 C k 增大系統(tǒng)剛度可降低誤差復(fù)映系數(shù) （3 3）夾緊力）夾緊力、重力、傳動(dòng)力和慣性力引起的加工誤差、重力、傳動(dòng)力和慣性力引起的加工誤差 夾緊力影響夾緊力影響 【例例】薄壁套夾緊變形薄壁套夾緊變形 2929

22、th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 專用專用 卡爪卡爪 開口過開口過 渡環(huán)渡環(huán) 毛坯夾緊后鏜孔后松開后 圖5-17 龍門銑橫梁變形 【例】龍門銑橫梁 重力影響 解決1：重量轉(zhuǎn)移 解決2：變形補(bǔ)償 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 附加梁 慣性力與傳動(dòng)力影響慣性力與傳動(dòng)力影響 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 v合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀 v提高連接表面接觸剛度（表面 粗糙度，改進(jìn)接觸質(zhì)量，予加載荷 ） v采用輔助支承（中心架，跟刀架 ，鏜桿支承等） 圖5-21支座零件不同安裝方法 v采用合理裝夾和加工方式 提高工藝系統(tǒng)剛度 2 2、 減小受力變形對(duì)加工精度影響措施減

23、小受力變形對(duì)加工精度影響措施 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 工 件 鉆頭 鉆模板 鉆套 n f 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差態(tài)有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損刀具磨

24、損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 主軸回轉(zhuǎn)主軸回轉(zhuǎn)誤差：三種基本形式誤差：三種基本形式 導(dǎo)軌導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：三種基本形式導(dǎo)向誤差：三種基本形式 傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù)傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù) 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工 誤差占總誤差的約誤差占總誤差的約404070%70%。 v 溫度場(chǎng)溫度場(chǎng)工藝系統(tǒng)各部分溫度分布工藝系統(tǒng)各部分溫度分布 v 熱平衡熱平衡單位時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱

25、量單位時(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，此時(shí)上，此時(shí) 工藝系統(tǒng)穩(wěn)定。工藝系統(tǒng)穩(wěn)定。 工藝系統(tǒng)熱源 內(nèi)部熱源 外部熱源 切削熱 工件、刀具、切屑 摩擦熱 電機(jī)、軸承、齒輪 環(huán)境熱源 氣溫 室溫 輻射熱 日光、照明、暖氣 工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)熱變形 工藝系統(tǒng)熱源工藝系統(tǒng)熱源 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 v 體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長 v 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 車床受熱變形形態(tài) （圖5-22） 1、機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響 2929th th機(jī)械

26、 機(jī)械加工精度加工精度 主要是主軸箱內(nèi)齒輪、軸承摩擦發(fā)熱， 電機(jī)發(fā)熱。 主軸箱、床身溫度升高 主軸抬高傾斜、床身凸起 v 立銑（圖a） 圖5-23 立式銑床、外圓磨床受熱變形 a）銑床受熱變形形態(tài)b）外圓磨床受熱變形形態(tài) v 外圓磨（圖b） （圖5-23） 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 同車床一樣，主要是主軸箱和電動(dòng) 機(jī)發(fā)熱，導(dǎo)致主軸箱傾斜，床身變 形。 砂輪主軸軸承發(fā)熱，液壓系統(tǒng)發(fā)熱， 導(dǎo)致砂輪架移位，導(dǎo)軌變形。 2、 刀具和工件熱變形 特點(diǎn) 變形曲線（圖5-24） max 1 c e （4-16） 式中 熱伸長量，用于表示刀具受熱伸長變形量的大??； max 達(dá)到熱平衡熱伸長

27、量； 切削時(shí)間； c 時(shí)間常數(shù)（熱伸長量為熱平衡熱伸長量約63%的時(shí) 間，常取34分鐘）。 (min) 圖5-24 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 （m） max b0c 0.63max 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 圓柱類工件熱變形圓柱類工件熱變形 5 5級(jí)絲杠累積誤差全長級(jí)絲杠累積誤差全長5m5m，可見熱變形的嚴(yán)重性，可見熱變形的嚴(yán)重性 53 1.11040014.410() 4.4() LLt mm m 式中式中 LL， DD 長度和直徑熱變形量；長度和直徑熱變形量； L L，D D 工件原有長度和直徑；工件原有長度和直徑； 工件材料線膨脹系

28、數(shù)；工件材料線膨脹系數(shù)； tt 溫升。溫升。 LLt （5-175-17） DDt （5-185-18） 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 軸類零件在車削或磨削時(shí)一般受熱均勻，其長度 與直徑都將脹大。 3、減小熱變形對(duì)加工精度影響的措施 例例：立式平面磨床立柱前壁溫 度高，產(chǎn)生后傾。 解決解決：采用熱空氣加熱立柱后 壁（圖5-26）。 圖5-26 均衡立柱前后壁溫度場(chǎng) v隔離熱源、分離熱源。 v 充分冷卻、強(qiáng)制冷卻、加強(qiáng)散熱。 v減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開。 圖5-27 支承距影響熱變形 L1L2 v 熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)（變速箱內(nèi)齒輪、 軸承對(duì)稱分布） v合理選擇裝配基準(zhǔn)（圖5-2

29、6） v高速空運(yùn)轉(zhuǎn) v人為加熱 v 恒溫 v 人體隔離 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 支撐距離大，熱變形大 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差態(tài)有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀

30、具磨損刀具磨損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 主軸回轉(zhuǎn)主軸回轉(zhuǎn)誤差：三種基本形式誤差：三種基本形式 導(dǎo)軌導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：三種基本形式導(dǎo)向誤差：三種基本形式 傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù)傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù) 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 38 圖圖4-35 冷校直引起的殘余應(yīng)力冷校直引起的殘余應(yīng)力 壓 拉 加載 壓 壓 拉 拉 卸載 v時(shí)效處理 v設(shè)計(jì)合理零件結(jié)構(gòu) v 避免冷校直 v粗、精加工分開 v 毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的 殘余應(yīng)力（圖4-34） v 冷校直帶來的殘余應(yīng)力（ 圖4-35）

31、 v切削加工帶來的殘余應(yīng)力 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差態(tài)有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損刀具磨損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起

32、的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 主軸回轉(zhuǎn)主軸回轉(zhuǎn)誤差：三種基本形式誤差：三種基本形式 導(dǎo)軌導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：三種基本形式導(dǎo)向誤差：三種基本形式 傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù)傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù) 2929th th機(jī)械 機(jī)械加工精度加工精度 判斷題 1.誤差復(fù)映是由于工藝系統(tǒng)受力變形所引起的。正確 2誤差復(fù)映指的是機(jī)床的幾何誤差反映到被加工工件上的現(xiàn)象。錯(cuò)誤 3減小誤差復(fù)映的有效方法是提高工藝系統(tǒng)的剛度。正確 填空題 1加工精度包括 尺寸 精度、 形狀 精度和 相互位置 精度三個(gè)方面。 2加工表面的 法線 方向稱為誤差敏感方向。 選擇題 1工

33、件在車床三爪卡盤上一次裝夾車削外圓及端面，加工后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)端面與外 圓不垂直，其可能原因是（ C ）。 A車床主軸徑向跳動(dòng) B車床主軸回轉(zhuǎn)軸線與縱導(dǎo)軌不平行 C車床橫導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線不垂直 D三爪卡盤裝夾面與車削主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸 2薄壁套筒零件安裝在車床三爪卡盤上，以外圓定位車內(nèi)孔，加工后發(fā)現(xiàn)孔有 較大圓度誤差，其主要原因是（ A ）。 A工件夾緊變形 B工件熱變形 C刀具受力變形 D刀具熱變形 3車削細(xì)長軸時(shí)，由于工件剛度不足造成在工件軸向截面上的形狀是（ C ）。 A矩形 B梯形 C鼓形 D鞍形 3030th th加工誤差的分析 加工誤差的分析 原始原始 誤差誤差 與工藝系統(tǒng)原始狀與工藝

34、系統(tǒng)原始狀 態(tài)有關(guān)的原始誤差態(tài)有關(guān)的原始誤差 ( (幾何誤差幾何誤差) )，加工，加工 前就存在前就存在 與工藝過程有關(guān)的與工藝過程有關(guān)的 原始誤差原始誤差( (動(dòng)誤差動(dòng)誤差) ) ，加工過程中產(chǎn)生，加工過程中產(chǎn)生 原理誤差原理誤差 定位誤差定位誤差 調(diào)整誤差調(diào)整誤差 刀具誤差刀具誤差 夾具誤差?yuàn)A具誤差 機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差 工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形） 工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受熱變形 刀具磨損刀具磨損 測(cè)量誤差測(cè)量誤差 工件殘余應(yīng)力引起的變形工件殘余應(yīng)力引起的變形 工件相對(duì)于刀具工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下下 的誤差的誤差 主軸回轉(zhuǎn)主軸回轉(zhuǎn)誤差：

35、三種基本形式誤差：三種基本形式 導(dǎo)軌導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：三種基本形式導(dǎo)向誤差：三種基本形式 傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù)傳動(dòng)誤差：誤差傳遞系數(shù) 工藝系統(tǒng)所產(chǎn)生的原始誤差往往是多種誤差同時(shí)存在的，對(duì)加工精度工藝系統(tǒng)所產(chǎn)生的原始誤差往往是多種誤差同時(shí)存在的，對(duì)加工精度 的影響也是錯(cuò)綜復(fù)雜的，需要用到數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析解決。的影響也是錯(cuò)綜復(fù)雜的，需要用到數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析解決。 系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差：在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變（常值系在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變（常值系 統(tǒng)誤差），或按一定規(guī)律變化的加工誤差統(tǒng)誤差），或按一定規(guī)律變化的加工誤差（變值系統(tǒng)誤差）。（變值系統(tǒng)誤差

36、）。 常值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，調(diào)整誤差，工藝系常值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，調(diào)整誤差，工藝系 統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形等因素引起的加工誤差。統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形等因素引起的加工誤差。 變值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具等在變值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具等在熱平衡前的熱變形熱平衡前的熱變形引起的加引起的加 工誤差。工誤差。 加工誤差加工誤差 系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 常值常值系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 變值變值系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 隨機(jī)性（偶然）誤差隨機(jī)性（偶然）誤差 1加工誤差的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)加工誤差的統(tǒng)計(jì)性質(zhì) (min) 車刀熱變形曲線 連續(xù)切削升溫

37、曲線 冷卻曲線 間斷切削升溫曲線 （m） ma x b0c 0.63max 機(jī)床、夾具、量具的磨損所產(chǎn)生的誤差-常值系統(tǒng)性誤差。 刀具磨損所產(chǎn)生的誤差-變值系統(tǒng)性誤差。 隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差：在順序加工一批工件中，其大小和方向不同且不規(guī)律變化在順序加工一批工件中，其大小和方向不同且不規(guī)律變化 的加工誤差的加工誤差。 隨機(jī)誤差符合統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。隨機(jī)誤差符合統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。 隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量不確定（隨機(jī)）因素共同作用而引起不確定（隨機(jī)）因素共同作用而引起的如毛的如毛 坯誤差（余量大小不一、材料硬度不均勻）、定位誤差（基準(zhǔn)面精度不坯誤差（余量大小不一、材料硬度不均勻）、定位

38、誤差（基準(zhǔn)面精度不 一）、夾緊誤差（力的大小不一）、多次調(diào)整誤差、殘余應(yīng)力引起的變形一）、夾緊誤差（力的大小不一）、多次調(diào)整誤差、殘余應(yīng)力引起的變形 誤差等造成的加工誤差。誤差等造成的加工誤差。 系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的劃分不是絕對(duì)的，同一原始誤差在不同條件下引 起的可能是隨機(jī)誤差，也可能是系統(tǒng)誤差，如調(diào)整誤差。 想一想 調(diào)整工藝系統(tǒng)的方式？什么調(diào)整方式下產(chǎn)生的調(diào)整誤調(diào)整工藝系統(tǒng)的方式？什么調(diào)整方式下產(chǎn)生的調(diào)整誤 差是系統(tǒng)誤差？是隨機(jī)誤差？差是系統(tǒng)誤差？是隨機(jī)誤差？ 內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 調(diào)整誤差：調(diào)整誤差：在每一道加工工序中，需對(duì)機(jī)床、夾在每一道加工工序中，需對(duì)機(jī)床、夾 具、刀具間的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整

39、時(shí)產(chǎn)生的誤差。具、刀具間的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整時(shí)產(chǎn)生的誤差。 （1） 試切法（單件小批生產(chǎn)）試切法（單件小批生產(chǎn)） 試切試切-測(cè)量測(cè)量-調(diào)整吃刀量調(diào)整吃刀量-再再試試切切-測(cè)量測(cè)量 直到達(dá)到加工精度要求直到達(dá)到加工精度要求 （2）調(diào)整法（成批大量生產(chǎn)）調(diào)整法（成批大量生產(chǎn)） 先通過試切法（或者標(biāo)準(zhǔn)樣塊）調(diào)整先通過試切法（或者標(biāo)準(zhǔn)樣塊）調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置， 并在一批零件的加工并在一批零件的加工過程中，保持這種相對(duì)位置不變。優(yōu)點(diǎn)：效率高。過程中，保持這種相對(duì)位置不變。優(yōu)點(diǎn)：效率高。 多次調(diào)整機(jī)床每次產(chǎn)生的調(diào)整誤差大小與方向各不相同，為隨機(jī)性誤差 一次調(diào)整

40、機(jī)床該批零件產(chǎn)生同樣的加工誤差，常值系統(tǒng)性誤差。 統(tǒng)計(jì)分析方法以大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法處理這些統(tǒng)計(jì)分析方法以大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法處理這些 數(shù)據(jù)，找出這些數(shù)據(jù)的分布規(guī)律數(shù)據(jù)，找出這些數(shù)據(jù)的分布規(guī)律。 2加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法 （1 1）實(shí)際分布圖）實(shí)際分布圖直方圖直方圖 在一批零件的加工完成后，其尺寸是分散的，把測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄下來，將在一批零件的加工完成后，其尺寸是分散的，把測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄下來，將 整批工件按尺寸大小進(jìn)行分組，每一組中的零件尺寸處在一定的間隔范圍內(nèi)。以整批工件按尺寸大小進(jìn)行分組，每一組中的零件尺寸處在一定的間隔范圍內(nèi)

41、。以 工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)（落于尺寸間隔內(nèi)工件的數(shù)量）即可作出該工序工件工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)（落于尺寸間隔內(nèi)工件的數(shù)量）即可作出該工序工件 加工尺寸的實(shí)際分布圖一直方圖。加工尺寸的實(shí)際分布圖一直方圖。 頻數(shù) 頻率 樣本容量 頻率 頻率密度 組距 用頻率密度作縱坐標(biāo)，避免了尺寸間隔 不同，直方圖不美觀。此時(shí)，直方圖上 所有矩形面積之和為1。 連接直方圖中每一直方寬度的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，中點(diǎn)（組中值）得到一條折線， 即實(shí)際分布曲線。即實(shí)際分布曲線。 所有樣本的平均尺寸。所有樣本的平均尺寸。 還可標(biāo)注出樣本含量還可標(biāo)注出樣本含量n、 樣本平均值樣本平均值

42、 ， 以及樣本的標(biāo)準(zhǔn)差以及樣本的標(biāo)準(zhǔn)差（反映樣本尺寸的（反映樣本尺寸的 分散程度，分散程度， 越大，誤差越大）越大，誤差越大） 2 1 1 n n i i x 實(shí)際分布曲實(shí)際分布曲 線線 正太分布曲正太分布曲 線線 （2 2）理論分布圖）理論分布圖正態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線 當(dāng)所測(cè)量的一批零件的當(dāng)所測(cè)量的一批零件的數(shù)目足夠大數(shù)目足夠大而而尺寸間隔非常小，尺寸間隔非常小，加工誤差由加工誤差由許許 多相互獨(dú)立且無明顯主導(dǎo)作用的多相互獨(dú)立且無明顯主導(dǎo)作用的隨機(jī)因素隨機(jī)因素引起的，則所繪出的實(shí)際分布曲引起的，則所繪出的實(shí)際分布曲 線非常接近線非常接近“正態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線 實(shí)際分布曲線實(shí)際分布曲線

43、正太分布曲線正太分布曲線 表明實(shí)際加工誤差主要由隨機(jī)誤差引起。 數(shù)學(xué)期望數(shù)學(xué)期望 -反映加工尺寸的平均值。反映加工尺寸的平均值。 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 -反映加工尺寸的分散程度。反映加工尺寸的分散程度。 2 1 - 2 1 ( ) 2 = x f xe 縱坐標(biāo)為分布的概率密度縱坐標(biāo)為分布的概率密度 相當(dāng)于直方圖上的頻率密度相當(dāng)于直方圖上的頻率密度 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布：數(shù)學(xué)期望標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布：數(shù)學(xué)期望 =0，標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差 =1 對(duì)稱性。曲線關(guān)于對(duì)稱性。曲線關(guān)于x= 左右對(duì)稱，工件尺寸大于左右對(duì)稱，工件尺寸大于與小于與小于的概率相等。的概率相等。 集中性。工件尺寸向集中性。工件尺寸向x= 集中，從曲線上表現(xiàn)為集

44、中，從曲線上表現(xiàn)為x= 時(shí)概率密度最大，曲時(shí)概率密度最大，曲 線出現(xiàn)極大值。線出現(xiàn)極大值。 有界性。工件尺寸在有界性。工件尺寸在 -3 x +3 范圍內(nèi)的概率為范圍內(nèi)的概率為99.73%，落在此，落在此 范圍之外的可忽略，故可范圍之外的可忽略，故可將將3 作為曲線的邊界作為曲線的邊界。 在已知所要求的加工公差帶寬度在已知所要求的加工公差帶寬度T的前提下，的前提下， 選擇加工方法選擇加工方法 所選擇的加工方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差所選擇的加工方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)滿足應(yīng)滿足6 T 想一想 如果已知某種加工方法所加工出的如果已知某種加工方法所加工出的 零件尺寸服從正態(tài)分布，且標(biāo)準(zhǔn)偏零件尺寸服從正態(tài)分布，且標(biāo)準(zhǔn)偏 差

45、為差為，求加工方法的加工精度？，求加工方法的加工精度？ (1) 利用利用3 的概念的概念確定加工方法能達(dá)到的加工精度確定加工方法能達(dá)到的加工精度 給定的加工方法，如果加工后工件尺寸服從正態(tài)分布，其分散范圍為給定的加工方法，如果加工后工件尺寸服從正態(tài)分布，其分散范圍為 3 ，則，則6 為該加工方法的加工精度。為該加工方法的加工精度。 (2) 利用利用3 的概念確定工序能力與等級(jí)的概念確定工序能力與等級(jí) 工序能力：工序能力：工序處于工序處于穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加工誤差正常波動(dòng)的幅度。時(shí)，加工誤差正常波動(dòng)的幅度。 若加工尺寸服從正態(tài)分布，即加工尺寸在若加工尺寸服從正態(tài)分布，即加工尺寸在-3 x +3

46、 范圍內(nèi)波動(dòng)，加工范圍內(nèi)波動(dòng)，加工 誤差在誤差在-3 , +3 范圍內(nèi)波動(dòng)范圍內(nèi)波動(dòng),即即工序能力為工序能力為6。 工序能力等級(jí)：工序能力等級(jí)：工序能滿足加工精度要求的程度，用工序能力系數(shù)工序能滿足加工精度要求的程度，用工序能力系數(shù)Cp表示表示 p 6 T C 工序能力系數(shù)工序能力系數(shù)Cp 越大，加工方法穩(wěn)定加越大，加工方法穩(wěn)定加 工出合格零件的能力越強(qiáng)工出合格零件的能力越強(qiáng)。 一般情況下一般情況下 避免出現(xiàn)避免出現(xiàn)Cp 1，因?yàn)榇藭r(shí)工藝能力不足，因?yàn)榇藭r(shí)工藝能力不足， 會(huì)出現(xiàn)不合格品。會(huì)出現(xiàn)不合格品。 等級(jí)的劃分參考書等級(jí)的劃分參考書P134表表4-7 (3) 估算合格率與疵品率估算合格率與

47、疵品率 若尺寸誤差的波動(dòng)范圍大于所要求的公差帶范圍，將會(huì)有疵品產(chǎn)生。若尺寸誤差的波動(dòng)范圍大于所要求的公差帶范圍，將會(huì)有疵品產(chǎn)生。 判斷是否會(huì)出現(xiàn)廢品：工序能力系數(shù)判斷是否會(huì)出現(xiàn)廢品：工序能力系數(shù) Cp 1時(shí)，即時(shí)，即T 6時(shí)，會(huì)出現(xiàn)疵品。時(shí)，會(huì)出現(xiàn)疵品。 尺寸合格，面尺寸合格，面 積表示合格率積表示合格率 尺寸不合格，面積尺寸不合格，面積 表示疵品率表示疵品率 加工孔，可修復(fù)加工孔，可修復(fù) 的疵品的疵品 加工外圓，可修加工外圓，可修 復(fù)的疵品復(fù)的疵品 ()x z 若已知z的大小，可通過書 P135 表4-8查詢積分結(jié)果 2 z（ ） 2 0.5-z（ ） 1 -z（ ） 1 0.5- -z（

48、） （4）判斷加工誤差的性質(zhì)）判斷加工誤差的性質(zhì) 加工過程沒有變值系統(tǒng)性誤差加工過程沒有變值系統(tǒng)性誤差 正態(tài)分布正態(tài)分布 若公差帶中心與正態(tài)若公差帶中心與正態(tài) 分布中心分布中心不重合不重合 存在常值系統(tǒng)性誤差存在常值系統(tǒng)性誤差 若刀具尺寸磨損的影響顯著，若刀具尺寸磨損的影響顯著， 變值系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)地位時(shí)變值系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)地位時(shí) 眾多正態(tài)分布曲線組合的結(jié)果眾多正態(tài)分布曲線組合的結(jié)果 不影響曲線的形狀，只影不影響曲線的形狀，只影 響其算數(shù)平均值。響其算數(shù)平均值。 若在兩臺(tái)機(jī)床上分別調(diào)整加若在兩臺(tái)機(jī)床上分別調(diào)整加 工出的工件混在一起，測(cè)量工出的工件混在一起，測(cè)量 繪制的曲線會(huì)出現(xiàn)雙峰分布。繪制的曲

49、線會(huì)出現(xiàn)雙峰分布。 車削一批小軸，要求其外圓尺寸200-0.1 。某種加工后，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，其尺寸 分布曲線符合正態(tài)分布，已求得標(biāo)準(zhǔn)差值 =0.025，分散中心大于公差帶中心， 其偏移量為0.025mm。 1）作出正態(tài)分布曲線與尺寸公差聯(lián)系圖； 2）該批工件是否存在常值系統(tǒng)性誤差，若存在是多大？隨機(jī)性誤差是多大？ 3）計(jì)算工藝能力系數(shù)，判斷所選加工方法是否合適？ 4）計(jì)算疵品率及判斷這些疵品可否修復(fù)？ 5）可采取什么改進(jìn)措施以消除廢品，調(diào)整機(jī)床還是換加工精度更高的加工方式？ 此題非常重要，非常重要，非常重要，我都寫了三遍你還此題非常重要，非常重要，非常重要，我都寫了三遍你還 不記下來？不記下來

50、？ 2 z（ ） 2 0.5-z（ ） 1 -z（ ） 1 0.5- -z（ ） 判斷題 1. 毛坯的圓度誤差可以通過多次走刀來消除。知識(shí)點(diǎn)回顧 2細(xì)長軸加工時(shí)出現(xiàn)鼓形圓柱度誤差主要是由于工件受力變形所致。知識(shí)點(diǎn)回顧 選擇題 1工件材料相同，車削時(shí)溫升基本相等，其熱變形伸長量主要取決于（）。 A、工件長度 B、材料熱膨脹系數(shù) C、刀具磨損程度 D、進(jìn)給量 2制造誤差不直接影響加工精度的刀具是( )。 A、外圓車刀 B、成型車刀 C、鉆頭 D、拉刀 3、加工誤差的性質(zhì)可分為系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差，( )屬于隨機(jī)性誤差。 A、刀具磨損 B、工件熱變形 C、材料硬度變化 課后作業(yè)：課后作業(yè)：P147

51、 4-17 P147 4-17 補(bǔ)充：曲線頂峰位置偏于公差帶補(bǔ)充：曲線頂峰位置偏于公差帶 中值的左側(cè)，中值的左側(cè)，偏移量偏移量0.025mm0.025mm 本周五交此次作業(yè)本周五交此次作業(yè) 機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常遠(yuǎn)小于通常遠(yuǎn)小于1 1?？赏ㄟ^?？赏ㄟ^多次多次 走刀走刀，消除誤差復(fù)映的影響。，消除誤差復(fù)映的影響。 123n （5-155-15） 誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示。表示。 gm （5-145-14） 式中式中 g g 工件圓度誤差；工件圓度誤差； m m 毛坯圓度誤差； 毛坯圓度誤差； 誤差復(fù)映誤差復(fù)映系數(shù)，系數(shù)，總是小

52、于總是小于1 1， 且與系統(tǒng)剛度成反比且與系統(tǒng)剛度成反比。 a ap p1 1 1 1 a ap p2 2 2 2 毛坯外形毛坯外形 工件外形工件外形 C k 增大系統(tǒng)剛度可降低誤差復(fù)映系數(shù) 內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 返回返回 機(jī)床變形引起的加工機(jī)床變形引起的加工誤差（車床兩頂尖車削短粗光軸）誤差（車床兩頂尖車削短粗光軸） jcdjz XXX（5-9） 圖圖5-10 5-10 變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律 X Xtj tj X Xwz wz X Xdj dj XX F Fp p A A B B BB C C Z Z L L F FA AF FB B X Xz z C C 圖圖5-11 5-

53、11 機(jī)床受力變形引起的加工機(jī)床受力變形引起的加工誤差誤差 11理想的工件形狀理想的工件形狀 22機(jī)床變形后加工出的工件形狀機(jī)床變形后加工出的工件形狀 A A 尾座位移 刀架位移 主軸箱位移 切削點(diǎn)處工件軸線位移 刀架位移 工藝系統(tǒng)總位移 刀具與工件的變 形可忽略，主要 考慮機(jī)床（主軸 箱、尾座、刀架 的變形）。 內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 （5-10） 2 2 3 p g FLZZ X E JL 工件變形引起的加工工件變形引起的加工誤差（車床兩頂尖車削細(xì)長軸）誤差（車床兩頂尖車削細(xì)長軸） 式中式中 X Xg g 工件變形；工件變形； E E 工件材料彈性模量；工件材料彈性模量； J J 工件截面慣性矩

54、；工件截面慣性矩； F Fp p，L L，Z Z 含義同前。含義同前。 圖圖5-12 5-12 工件受力變形引工件受力變形引 起的加工誤差起的加工誤差 工件的變形為主 要因素。 返回返回 圓柱類工件熱變形圓柱類工件熱變形 式中式中 LL， DD 長度和直徑熱變形量；長度和直徑熱變形量； L L，D D 工件原有長度和直徑；工件原有長度和直徑； 工件材料線膨脹系數(shù)；工件材料線膨脹系數(shù)； tt 溫升。溫升。 LLt （5-175-17） DDt （5-185-18） 軸類零件在車削或磨削時(shí)一般受熱均勻，其長度 與直徑都將脹大。 返回返回 內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 一般刀具一般刀具普通車刀、平面銑刀普通車刀

55、、平面銑刀 ）的加工誤差對(duì)加工精度）的加工誤差對(duì)加工精度沒有直沒有直 接影響接影響。 定尺寸刀具定尺寸刀具（鉆頭、絞刀等）（鉆頭、絞刀等） 尺寸誤差尺寸誤差影響加工尺寸誤差影響加工尺寸誤差 成形刀具和展成刀具成形刀具和展成刀具形狀誤差形狀誤差 影響加工形狀影響加工形狀誤差誤差 刀具刀具誤差誤差 刀具誤差：刀具誤差：刀具的制造、安裝和磨損刀具的制造、安裝和磨損 產(chǎn)生的誤差。刀具誤差對(duì)加工精度的影產(chǎn)生的誤差。刀具誤差對(duì)加工精度的影 響與刀具的種類有關(guān)。響與刀具的種類有關(guān)。 刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差 內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 返回返回 系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差：在順序

56、加工一批工件中，其大小和方向均不改變（常值系在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變（常值系 統(tǒng)誤差），或按一定規(guī)律變化的加工誤差統(tǒng)誤差），或按一定規(guī)律變化的加工誤差（變值系統(tǒng)誤差）。（變值系統(tǒng)誤差）。 常值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，調(diào)整誤差，工藝系常值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，調(diào)整誤差，工藝系 統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形等因素引起的加工誤差。統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形等因素引起的加工誤差。 變值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具等在熱平衡前的熱變形變值系統(tǒng)性誤差：如機(jī)床、夾具、刀具等在熱平衡前的熱變形引起的加引起的加 工誤差。工誤差。 加工誤差加工誤差

57、系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 常值常值系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 變值變值系統(tǒng)性誤差系統(tǒng)性誤差 隨機(jī)性（偶然）誤差隨機(jī)性（偶然）誤差 加工誤差的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)加工誤差的統(tǒng)計(jì)性質(zhì) 機(jī)床、夾具、量具的磨損所產(chǎn)生的誤差-常值系統(tǒng)性誤差。 刀具磨損所產(chǎn)生的誤差-變值系統(tǒng)性誤差。 內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差：在順序加工一批工件中，其大小和方向不同且不規(guī)律變化在順序加工一批工件中，其大小和方向不同且不規(guī)律變化 的加工誤差的加工誤差。 隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量不確定（隨機(jī)）因素共同作用而引起不確定（隨機(jī)）因素共同作用而引起的如毛的如毛 坯誤差坯誤差（余量大小不一、材料硬度不均勻）（余量大小不

58、一、材料硬度不均勻）、定位誤差（基準(zhǔn)面精度不、定位誤差（基準(zhǔn)面精度不 一）、夾緊誤差（力的大小不一）、多次調(diào)整誤差、殘余應(yīng)力引起的變形一）、夾緊誤差（力的大小不一）、多次調(diào)整誤差、殘余應(yīng)力引起的變形 誤差等造成的加工誤差。誤差等造成的加工誤差。 隨機(jī)誤差符合統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。隨機(jī)誤差符合統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。 系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的劃分不是絕對(duì)的，同一原始誤差在不同條件下引 起的可能是隨機(jī)誤差，也可能是系統(tǒng)誤差，如調(diào)整誤差。 返回返回 3030th th機(jī)械表面加工質(zhì)量 機(jī)械表面加工質(zhì)量 表 面 質(zhì) 量 表面幾何特征 表面缺陷層（表面物 理力學(xué)性能） 表層加工硬化 表層金相組織變化 表層殘余應(yīng)力 表面粗糙度 微

59、觀誤差 波距1mm 波度 微觀與宏觀之間 波距110mm 紋理方向 傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等） 1加工表面質(zhì)量的概念加工表面質(zhì)量的概念 零件加工質(zhì)量零件加工質(zhì)量 加工精度加工精度 尺寸精度尺寸精度 形狀精度形狀精度 位置精度位置精度表面質(zhì)量表面質(zhì)量 表面質(zhì)量表面質(zhì)量：表示加工表面微觀幾何形狀偏差，或表面層物理力學(xué)性能。：表示加工表面微觀幾何形狀偏差，或表面層物理力學(xué)性能。 宏觀宏觀 表面質(zhì)量表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響對(duì)使用性能的影響 （1 1）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響 零件磨損三個(gè)階段：零件磨損三個(gè)階段： 初期磨損階段初期磨損階段 正常磨損階段正常磨損階段 劇烈磨損

60、階段劇烈磨損階段 一般來說表面粗糙一般來說表面粗糙 度值越小耐磨性越度值越小耐磨性越 好。但太小不易儲(chǔ)好。但太小不易儲(chǔ) 油接觸面發(fā)生分子油接觸面發(fā)生分子 粘接，磨損增加。粘接，磨損增加。 表面加工硬化表面加工硬化使表使表 層硬度增加耐磨性層硬度增加耐磨性 提高。但硬化過度提高。但硬化過度 會(huì)使表層剝落，加會(huì)使表層剝落，加 快零件的磨損。快零件的磨損。 表面金相組織的變表面金相組織的變 化化會(huì)導(dǎo)致表層硬度會(huì)導(dǎo)致表層硬度 發(fā)生變化，影響零發(fā)生變化，影響零 件的耐磨性。件的耐磨性。 Ra太大或太小都不耐磨太大或太小都不耐磨 （2 2）表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響）表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 （4 4）表面