第5章機(jī)械加工精度2

1、二、工藝系統(tǒng)的熱變形二、工藝系統(tǒng)的熱變形在精密、超精密加工以及大件加工中，由于在精密、超精密加工以及大件加工中，由于熱變熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的形引起的加工誤差占加工總誤差的40%40%70%70%。（一）工藝系統(tǒng)的熱源（一）工藝系統(tǒng)的熱源1.1.內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源（1 1）摩擦熱）摩擦熱（2 2）轉(zhuǎn)化熱）轉(zhuǎn)化熱（3 3）切削熱）切削熱切削熱是在切削過程中，切削層金屬彈性、塑性切削熱是在切削過程中，切削層金屬彈性、塑性變形以及刀具、工件和切屑之間的的摩擦所消耗變形以及刀具、工件和切屑之間的的摩擦所消耗的能量轉(zhuǎn)化而成。的能量轉(zhuǎn)化而成。切削熱的計算切削熱的計算tVFQz產(chǎn)生的切削產(chǎn)生的切削

2、熱將傳給工件、刀具和切屑熱將傳給工件、刀具和切屑，其分配，其分配與加工方法有關(guān)。與加工方法有關(guān)。圖圖5-37 5-37 車削加工時切削熱的分配車削加工時切削熱的分配2.2.外部熱源外部熱源（1 1）環(huán)境溫度）環(huán)境溫度（2 2）輻射熱）輻射熱（二）機(jī)床熱變形對加工精度的影響（二）機(jī)床熱變形對加工精度的影響1.1.機(jī)床熱變形規(guī)律機(jī)床熱變形規(guī)律機(jī)床上機(jī)床上不同位置傳入的熱量不同不同位置傳入的熱量不同，其溫升也不，其溫升也不同。在同。在同一部位，溫升是隨時間變化的同一部位，溫升是隨時間變化的。圖圖5-38 5-38 機(jī)床溫度機(jī)床溫度時間曲線時間曲線2.2.常用機(jī)床熱變形及常用機(jī)床熱變形及其對加工精度影

3、響其對加工精度影響（1 1）車床）車床（2 2）立式銑床）立式銑床（3 3）坐標(biāo)鏜床）坐標(biāo)鏜床變形與立式銑床相似。但變形與立式銑床相似。但坐坐標(biāo)鏜床是精密加工設(shè)備標(biāo)鏜床是精密加工設(shè)備，必必須嚴(yán)格控制溫升。須嚴(yán)格控制溫升。（4 4）磨床磨床（三）工件熱變形對加工精度影響（三）工件熱變形對加工精度影響1.1.工件均勻受熱工件均勻受熱簡單的軸類、套類和盤類零件內(nèi)外圓加工，切削簡單的軸類、套類和盤類零件內(nèi)外圓加工，切削熱比較均勻傳入工件。熱比較均勻傳入工件。工件熱工件熱變形量變形量Ll車削一管形零件，其外徑為車削一管形零件，其外徑為dd，內(nèi)徑為，內(nèi)徑為DD，長，長度為度為L L，求因工件熱變形產(chǎn)生的圓

4、柱度誤差。，求因工件熱變形產(chǎn)生的圓柱度誤差。工件獲得的熱量工件獲得的熱量ktVFQz工件的溫升工件的溫升mcktVFzC C比熱容。比熱容。切削時間切削時間sVLdsnLt 工件直徑的熱伸長工件直徑的熱伸長d d為為mctkVFdddz結(jié)論：結(jié)論：工件材料種類對熱變形影響很大。材料不同，工件材料種類對熱變形影響很大。材料不同，線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)不同；密度不同；密度不同；比熱容不同；比熱容c c不同，不同，單位切削力不同；切削熱也不同。加工銅、鋁時單位切削力不同；切削熱也不同。加工銅、鋁時更應(yīng)注意熱變形問題。更應(yīng)注意熱變形問題?？招墓茏颖葘嵭陌袅蠠崤蛎洿?。加工薄壁件時空心管子比實心棒料熱膨脹大

5、。加工薄壁件時更應(yīng)注意熱變形的影響。更應(yīng)注意熱變形的影響。均勻受熱時，由于受均勻受熱時，由于受夾緊點的散熱的影響夾緊點的散熱的影響，工件，工件變形也變形也不一致不一致。圖圖5-41 5-41 圓環(huán)零件內(nèi)孔磨削時的熱變形圓環(huán)零件內(nèi)孔磨削時的熱變形2.2.工件不均勻受熱工件不均勻受熱在銑、刨、磨等平面加工中，在銑、刨、磨等平面加工中，工件單面受熱，上工件單面受熱，上下形成溫差，這就是不均勻受熱。下形成溫差，這就是不均勻受熱。不均勻受熱時，工件受熱表面產(chǎn)生上凸熱變形，不均勻受熱時，工件受熱表面產(chǎn)生上凸熱變形，加工后，待工件冷卻后，加工表面產(chǎn)生下凹的平加工后，待工件冷卻后，加工表面產(chǎn)生下凹的平面度誤差

6、。面度誤差。圖圖5-42 5-42 平面磨削時的翹曲變形與計算平面磨削時的翹曲變形與計算工件下凹量的大小，可以由幾何關(guān)系近似計算工件下凹量的大小，可以由幾何關(guān)系近似計算84sin2LLyLLlBE)(12HLABEBHL82工件長度工件長度L L越大，厚度越大，厚度H H越小，誤差越大；加工線越小，誤差越大；加工線膨脹系數(shù)大的有色金屬變形量大。膨脹系數(shù)大的有色金屬變形量大。（四）刀具熱變形及其對精度的影響（四）刀具熱變形及其對精度的影響車削圓柱的實驗：車削圓柱的實驗：加工后的圓柱產(chǎn)生倒錐形圓柱度誤差，影響因素加工后的圓柱產(chǎn)生倒錐形圓柱度誤差，影響因素有刀具的熱伸長、工件熱變形和機(jī)床進(jìn)給與主軸有

7、刀具的熱伸長、工件熱變形和機(jī)床進(jìn)給與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行。刀具磨損有助減少圓柱度誤差回轉(zhuǎn)軸線不平行。刀具磨損有助減少圓柱度誤差實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：工件在工件在300mm300mm長度上圓柱度誤差半徑方向為長度上圓柱度誤差半徑方向為7373mm，其中其中刀具熱伸長刀具熱伸長為為41.5 41.5 mm，占，占56.8%56.8%；機(jī)床進(jìn)給機(jī)床進(jìn)給與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行產(chǎn)生誤差為產(chǎn)生誤差為27 27 mm，占，占37%37%；受力變形產(chǎn)生誤差受力變形產(chǎn)生誤差為為4 4 mm，占，占5.5%5.5%；工件熱變形工件熱變形產(chǎn)生產(chǎn)生的誤差為的誤差為2 2mm，占，占2.7%2.7%；刀具

8、磨損刀具磨損產(chǎn)生的誤產(chǎn)生的誤差為差為-1.5 -1.5 mm，占，占-2%-2%。結(jié)論：刀具熱變形占主導(dǎo)地位。結(jié)論：刀具熱變形占主導(dǎo)地位。車刀熱變形及對加工精度影響車刀熱變形及對加工精度影響圖圖5-43 5-43 車刀熱伸長與切削車刀熱伸長與切削時間關(guān)系時間關(guān)系刀具熱伸長量為：刀具熱伸長量為：)1 (maxcttet tc c時間常數(shù)，與刀具質(zhì)時間常數(shù)，與刀具質(zhì)量量m m，比熱容，比熱容c c，截面積，截面積A A及及表面散熱系數(shù)表面散熱系數(shù)s s有關(guān)。有關(guān)。在調(diào)整法加工一批工件時，開始幾個工件直徑尺在調(diào)整法加工一批工件時，開始幾個工件直徑尺寸和圓柱度誤差較大寸和圓柱度誤差較大 。當(dāng)車刀達(dá)到熱

9、平衡后，工。當(dāng)車刀達(dá)到熱平衡后，工件尺寸和圓柱度誤差都較小。件尺寸和圓柱度誤差都較小。（五）減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑（五）減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑1.1.減少熱源發(fā)熱和隔離熱源減少熱源發(fā)熱和隔離熱源（1 1）采用新的切削機(jī)理，消除擠壓產(chǎn)生的切削）采用新的切削機(jī)理，消除擠壓產(chǎn)生的切削熱熱（2 2）減少切削熱和磨削熱）減少切削熱和磨削熱控制控制切削用量切削用量，合理選擇和使用刀具合理選擇和使用刀具減少切削熱。減少切削熱。在磨削時，正確在磨削時，正確選擇砂輪和磨削用量并及時修整選擇砂輪和磨削用量并及時修整砂輪，減少切削熱產(chǎn)生。砂輪，減少切削熱產(chǎn)生。（3 3）減少機(jī)床各運(yùn)動副的摩擦

10、熱）減少機(jī)床各運(yùn)動副的摩擦熱從從運(yùn)動部件的結(jié)構(gòu)和潤滑運(yùn)動部件的結(jié)構(gòu)和潤滑等方面采取措施，等方面采取措施，改善改善摩擦特性以減少摩擦熱。摩擦特性以減少摩擦熱。（4 4）分離熱源）分離熱源將熱源從工藝系統(tǒng)中分離出去。將熱源從工藝系統(tǒng)中分離出去。（5 5）隔離熱源）隔離熱源2.2.加強(qiáng)散熱能力加強(qiáng)散熱能力加強(qiáng)散熱主要是增加強(qiáng)散熱主要是增加散熱面積和使用加散熱面積和使用強(qiáng)制性的風(fēng)冷、水強(qiáng)制性的風(fēng)冷、水冷等措施冷等措施圖圖5-44 5-44 絲杠磨床冷卻絲杠磨床冷卻圖圖5-45 5-45 采用強(qiáng)制采用強(qiáng)制冷卻的實驗曲線比冷卻的實驗曲線比較較3.3.控制溫度變化，均衡溫度場控制溫度變化，均衡溫度場（1 1

11、）機(jī)床空運(yùn)行，使其達(dá)到熱平衡）機(jī)床空運(yùn)行，使其達(dá)到熱平衡工藝系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后，工藝系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后，系統(tǒng)熱變形基本穩(wěn)定系統(tǒng)熱變形基本穩(wěn)定，熱變形量對加工精度影響大大減小熱變形量對加工精度影響大大減小。一是機(jī)床高速空運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到熱平衡后轉(zhuǎn)入工作速一是機(jī)床高速空運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到熱平衡后轉(zhuǎn)入工作速度；二是在機(jī)床適當(dāng)部位設(shè)置附加熱源，人為給度；二是在機(jī)床適當(dāng)部位設(shè)置附加熱源，人為給機(jī)床供熱，促使盡快達(dá)到熱平衡。機(jī)床供熱，促使盡快達(dá)到熱平衡。（2 2）采取控溫措施）采取控溫措施精度要求高的機(jī)床除安放在恒溫車間外，還要進(jìn)精度要求高的機(jī)床除安放在恒溫車間外，還要進(jìn)一步采用控制溫度措施。一步采用控制溫度措施。圖圖5-

12、46 M7150A5-46 M7150A磨床磨床“熱補(bǔ)償油溝熱補(bǔ)償油溝”圖圖5-47 5-47 均衡立柱前后壁溫度場均衡立柱前后壁溫度場4.4.控制環(huán)境溫度控制環(huán)境溫度對于精密機(jī)床，恒溫精度控制在對于精密機(jī)床，恒溫精度控制在1 10 0C C，精密級為，精密級為0.50.50 0C C，超精密級為，超精密級為0.010.010 0C C。5.5.采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)（1 1）采用熱對稱結(jié)構(gòu)）采用熱對稱結(jié)構(gòu)圖圖5-48 5-48 牛頭刨熱變形及滑枕結(jié)構(gòu)的改進(jìn)牛頭刨熱變形及滑枕結(jié)構(gòu)的改進(jìn)（2 2）合理設(shè)）合理設(shè)計零部件的相計零部件的相對位置對位置圖圖5-49 5-49 支承

13、距離對砂輪架熱變支承距離對砂輪架熱變形影響形影響在變速箱中，傳動元件對稱安放使箱壁溫升均勻在變速箱中，傳動元件對稱安放使箱壁溫升均勻減小箱體熱變形。減小箱體熱變形。圖圖5-50 5-50 定位點位置對熱變形的影響定位點位置對熱變形的影響6.3 6.3 工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形一、內(nèi)應(yīng)力的概念及其特性一、內(nèi)應(yīng)力的概念及其特性在沒有外力作用下，在沒有外力作用下，存在零件內(nèi)部的相互平衡的存在零件內(nèi)部的相互平衡的力稱為內(nèi)應(yīng)力，也稱殘余應(yīng)力。力稱為內(nèi)應(yīng)力，也稱殘余應(yīng)力。特征：始終要求處于相互平衡狀態(tài)，且不穩(wěn)定，特征：始終要求處于相互平衡狀態(tài)，且不穩(wěn)定，隨時間推移會逐漸減小，直至消失。隨時

14、間推移會逐漸減小，直至消失。二、工件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生二、工件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生1.1.毛坯內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生毛坯內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生在熱加工時，由于毛坯各部分厚薄不均，冷卻速在熱加工時，由于毛坯各部分厚薄不均，冷卻速度不一致而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。度不一致而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鑄件在鑄造過程中都會產(chǎn)生冷卻速度不均情況，鑄件在鑄造過程中都會產(chǎn)生冷卻速度不均情況，都會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力。都會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力。圖圖5-52 5-52 床身鑄件的殘余應(yīng)力及加工后的變形床身鑄件的殘余應(yīng)力及加工后的變形2.2.機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力3.3.工件冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力工件冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力圖圖5-53 5-53 冷校直引起的內(nèi)應(yīng)

15、力冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力三、減少和消除內(nèi)應(yīng)力的工藝措施三、減少和消除內(nèi)應(yīng)力的工藝措施1.1.合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)盡量簡化結(jié)構(gòu)，使壁厚均勻，增大零件剛性，減盡量簡化結(jié)構(gòu)，使壁厚均勻，增大零件剛性，減少壁厚差。少壁厚差。2.2.采用時效熱處理采用時效熱處理（1 1）自然時效）自然時效毛坯制造后或在粗加工后，精加工前，將工件放毛坯制造后或在粗加工后，精加工前，將工件放置一段時間，利用溫度的自然變化，經(jīng)過多次的置一段時間，利用溫度的自然變化，經(jīng)過多次的熱脹冷縮，使工件內(nèi)部組織產(chǎn)生變化從而減少或熱脹冷縮，使工件內(nèi)部組織產(chǎn)生變化從而減少或消除內(nèi)應(yīng)力。消除內(nèi)應(yīng)力。（2 2）人工時效）人工時效高溫時效

16、：加熱到高溫時效：加熱到5005006006000 0C C，并保溫，并保溫4 46 6小時，小時，再隨爐冷卻至再隨爐冷卻至1001002002000 0C C。（3 3）振動時效）振動時效3.3.合理安排工藝合理安排工藝6.4 6.4 加工誤差的綜合分析方法加工誤差的綜合分析方法一、加工誤差的性質(zhì)一、加工誤差的性質(zhì)1.1.系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差在連續(xù)加工一批工件時，在連續(xù)加工一批工件時，加工誤差的大小和方向加工誤差的大小和方向始終保持不變，或按一定規(guī)律變化，這類誤差稱始終保持不變，或按一定規(guī)律變化，這類誤差稱為系統(tǒng)誤差為系統(tǒng)誤差。前者稱常。前者稱常值系統(tǒng)誤差值系統(tǒng)誤差，后者，后者稱變值稱變值系統(tǒng)誤

17、差。系統(tǒng)誤差。常值系統(tǒng)誤差：機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，常值系統(tǒng)誤差：機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，工藝系統(tǒng)的靜力變形等引起的加工誤差。工藝系統(tǒng)的靜力變形等引起的加工誤差。變值系統(tǒng)誤差：機(jī)床、刀具的熱變形，刀具的磨變值系統(tǒng)誤差：機(jī)床、刀具的熱變形，刀具的磨損。損。2.2.隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差連續(xù)加工一批工件，連續(xù)加工一批工件，誤差的大小和方向無規(guī)律地誤差的大小和方向無規(guī)律地變化，這種誤差稱為隨機(jī)誤差。變化，這種誤差稱為隨機(jī)誤差。二、加工誤差的統(tǒng)計分析二、加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析方法就是在生產(chǎn)現(xiàn)場實際加加工誤差的統(tǒng)計分析方法就是在生產(chǎn)現(xiàn)場實際加工出的一批工件中，抽取一定數(shù)量的工件（即樣工出

18、的一批工件中，抽取一定數(shù)量的工件（即樣本）進(jìn)行檢查和測量，并運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計的方法，本）進(jìn)行檢查和測量，并運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計的方法，對檢測結(jié)果進(jìn)行分析處理，從中找出誤差產(chǎn)生的對檢測結(jié)果進(jìn)行分析處理，從中找出誤差產(chǎn)生的原因，進(jìn)而找出解決問題的途徑。原因，進(jìn)而找出解決問題的途徑。毛坯的復(fù)映誤差、工件的定位誤差，夾緊誤差，毛坯的復(fù)映誤差、工件的定位誤差，夾緊誤差，內(nèi)應(yīng)力引起的變形產(chǎn)生的加工誤差。內(nèi)應(yīng)力引起的變形產(chǎn)生的加工誤差。（一）分布曲線法（一）分布曲線法1.1.實際分布圖實際分布圖直方圖直方圖以工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)為縱坐標(biāo)所作的圖以工件尺寸為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)為縱坐標(biāo)所作的圖形稱直方圖。形稱直方圖。頻數(shù)頻

19、數(shù)：每批工件中具有同一尺寸的工件數(shù)目稱為：每批工件中具有同一尺寸的工件數(shù)目稱為頻數(shù)。頻數(shù)。頻率頻率：頻數(shù)與一批工件總數(shù)之比稱為頻率。：頻數(shù)與一批工件總數(shù)之比稱為頻率。步驟：步驟：（1 1）抽取樣本并測量樣本尺寸）抽取樣本并測量樣本尺寸樣本容量一般為樣本容量一般為n n5050100100件。件。測量樣本尺寸測量樣本尺寸X Xi i，并以組距，并以組距X X將樣本分為將樣本分為j j組。組。樣本容量樣本容量n n分組數(shù)分組數(shù)j j樣本容量樣本容量n n分組數(shù)分組數(shù)j j50505 5 7 71001002502507 7 121250501001006 6 8 825025010102020表表

20、6-4 6-4 樣本分組數(shù)樣本分組數(shù)磨削磨削100100個工件，尺寸個工件，尺寸X X= =8080-0.03-0.03，組距，組距X X=0.002mm=0.002mm，工件尺寸的頻數(shù)分布如表。，工件尺寸的頻數(shù)分布如表。序號序號 尺寸范圍尺寸范圍（mmmm）頻數(shù)分布頻數(shù)分布 5 10 5 10 15 2015 20頻數(shù)頻數(shù)m m頻率頻率m m/ /n n1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111179.98879.98879.99079.99079.99079.99079.99279.99279.99279.99279.994 79.994 79.99479.994

21、79.99679.99679.99679.996 79.99879.99879.99879.998 80.00080.00080.00080.000 80.00280.00280.00280.002 80.00480.00480.00480.004 80.00680.00680.00680.006 80.00880.00880.00880.008 80.01080.0103 36 69 9141416161616121210106 65 5 3 30.030.030.060.060.090.090.140.140.160.160.160.160.120.120.100.100.060.060.

22、050.050.030.03總計總計1001001.001.00（2 2）作直方圖）作直方圖圖圖5-54 5-54 尺寸分布直方圖尺寸分布直方圖組距樣本容量頻數(shù)組距頻率頻率密度（3 3）直方圖）直方圖計算分析計算分析將工件最大尺寸及將工件最大尺寸及最小尺寸或公差帶最小尺寸或公差帶標(biāo)注在直方圖上，標(biāo)注在直方圖上，對直方圖進(jìn)行分析。對直方圖進(jìn)行分析。樣本的樣本的廢品及合格品廢品及合格品分析分析公差帶以外的部分為廢品。公差帶以外的部分為廢品。尺寸散布界尺寸散布界直方圖上矩形面積和為直方圖上矩形面積和為1 1樣本的最大尺寸與最小尺寸之差。樣本的最大尺寸與最小尺寸之差。022. 0988.79010.8

23、0minmaxXXV散布界尺寸小于尺寸散布界尺寸小于尺寸公差帶寬度，具備不公差帶寬度，具備不產(chǎn)生廢品的必要條件產(chǎn)生廢品的必要條件，散布界寬度是隨機(jī)誤散布界寬度是隨機(jī)誤差決定的。差決定的。（4 4）算術(shù)平均值與標(biāo)）算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差準(zhǔn)偏差jkkzkniimXnXnX1111算術(shù)平均值：jkkzkniimXXnXXnS122111）（）（樣本標(biāo)準(zhǔn)差：樣本算術(shù)平均值樣本算術(shù)平均值 表示了該表示了該樣本尺寸的分散中心樣本尺寸的分散中心，它主要由它主要由調(diào)整尺寸和常值系統(tǒng)誤差決定調(diào)整尺寸和常值系統(tǒng)誤差決定。樣本標(biāo)準(zhǔn)差樣本標(biāo)準(zhǔn)差反映了反映了樣本尺寸的分散程度樣本尺寸的分散程度。它由。它由隨隨機(jī)誤差和變值

24、系統(tǒng)誤差決定。機(jī)誤差和變值系統(tǒng)誤差決定。2.2.正態(tài)分布曲線正態(tài)分布曲線（1 1）正態(tài)分布曲線與概率密度函數(shù)）正態(tài)分布曲線與概率密度函數(shù)曲線表達(dá)式即概率密度函數(shù)曲線表達(dá)式即概率密度函數(shù)2)(221)(xexy)(x(2)(2)正態(tài)分布曲線特性正態(tài)分布曲線特性正態(tài)曲線呈正態(tài)曲線呈鐘形鐘形，曲線以，曲線以x x軸為漸近線軸為漸近線；曲線對曲線對稱于稱于x x= =這一直線。這一直線。曲線在曲線在x x= =時，具有時，具有極大值極大值2121)(0ey算術(shù)平均值算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差決定了曲線的形狀和決定了曲線的形狀和位置，稱位置，稱和和為曲線的特征值為曲線的特征值。圖圖5-56 5-56 和

25、和對分布曲線的影響對分布曲線的影響正態(tài)分布曲線在正態(tài)分布曲線在x x= = 處有兩個拐點。處有兩個拐點。（ - - ） x x(1.671.67 CP1.331.33 CP1.001.00 CP0.670.67 CP特級工藝一級工藝二級工藝三級工藝四級工藝工藝能力很高，可以允許有異常波動工藝能力足夠，可以有一定波動工藝能力勉強(qiáng)，必須密切注意工藝能力不足，可能產(chǎn)生少量不合格品工藝能力很差，必須加以改進(jìn)表表5-8 5-8 工藝等級工藝等級工藝能力系數(shù)反映了工藝能力的大小。工藝能力系數(shù)反映了工藝能力的大小。工藝能力足工藝能力足夠只是保證加工質(zhì)量的必要條件，如果不能保證尺夠只是保證加工質(zhì)量的必要條件，

26、如果不能保證尺寸中心與公差帶中心重合，仍然會產(chǎn)生廢品寸中心與公差帶中心重合，仍然會產(chǎn)生廢品。當(dāng)系統(tǒng)存在常值系統(tǒng)誤差當(dāng)系統(tǒng)存在常值系統(tǒng)誤差C C時，只有滿足式時，只有滿足式6)(2CXT才不會出現(xiàn)廢品。才不會出現(xiàn)廢品。（3 3）計算合格品率）計算合格品率和廢品率和廢品率圖圖5-58 5-58 合格品與廢品合格品與廢品一批工件的工序尺寸要求是一批工件的工序尺寸要求是2020+01+01，加工后散布符，加工后散布符合正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)差為合正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)差為0.025mm0.025mm。曲線的散布中。曲線的散布中心的位置相對與公差帶中值位置右偏了心的位置相對與公差帶中值位置右偏了0.03mm0.03

27、mm，求廢品率。求廢品率。圖圖5-59 5-59 工序尺寸工序尺寸2020+01+01的的分布分布解：解：A A、B B部分為合格品部分為合格品03. 0203. 02TXTXBA坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換8 . 0025. 0/02. 0/2 . 3025. 0/08. 0/BBAAXZXZ查表：查表：2281. 0)(8 . 049931. 0)(2 . 3BBAAZZZZ所有合格品為所有合格品為78741. 02881. 049931. 0)()(BAZZ廢品率為廢品率為 1 178.74%=21.26%78.74%=21.26%使散布中心與公差帶中心重合使散布中心與公差帶中心重合2025. 0/

28、05. 005. 02ZTX4772. 0)( Z合格品為合格品為 0.47720.47722=0.9544=95.44%2=0.9544=95.44%4.4.分布曲線法的局限性分布曲線法的局限性（1 1）沒有考慮工件的加工順序，不能反映誤差變）沒有考慮工件的加工順序，不能反映誤差變化趨勢，不能將變值系統(tǒng)誤差和化趨勢，不能將變值系統(tǒng)誤差和 隨機(jī)誤差區(qū)分開。隨機(jī)誤差區(qū)分開。（2 2）不能在加工過程中及時提供控制信息。）不能在加工過程中及時提供控制信息。（二）點圖分析法（二）點圖分析法圖圖5-60 5-60 個值點圖個值點圖圖圖5-61 5-61 自動車床加工的點圖自動車床加工的點圖（三）相關(guān)分析

29、法（三）相關(guān)分析法分析某些因素之間的關(guān)聯(lián)程度。分析某些因素之間的關(guān)聯(lián)程度。圖圖5-67 5-67 相關(guān)圖的各種類型相關(guān)圖的各種類型6.5 6.5 提高加工精度的工藝措施提高加工精度的工藝措施一、誤差預(yù)防技術(shù)一、誤差預(yù)防技術(shù)誤差預(yù)防技術(shù)是指誤差預(yù)防技術(shù)是指減小原始誤差或減小原始誤差減小原始誤差或減小原始誤差的影響的影響，就是，就是減少誤差源或改變誤差源與加工誤減少誤差源或改變誤差源與加工誤差之間的數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系。差之間的數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系。1.1.合理采用先進(jìn)工藝與設(shè)備合理采用先進(jìn)工藝與設(shè)備圖圖5-70 5-70 細(xì)長軸彎曲變形與細(xì)長軸彎曲變形與反向進(jìn)給車削反向進(jìn)給車削2.2.減少原始誤差減少原始誤差這

30、種方法是在查明產(chǎn)生加這種方法是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素之后，工誤差的主要因素之后，設(shè)法對其消除和減弱。設(shè)法對其消除和減弱。加工細(xì)長軸時，工件產(chǎn)生腰鼓形誤差，采取措施加工細(xì)長軸時，工件產(chǎn)生腰鼓形誤差，采取措施如下：如下：（1 1）采用跟刀架，增加剛性，解決工件頂彎問題）采用跟刀架，增加剛性，解決工件頂彎問題（2 2）采用）采用大進(jìn)給量反向車削大進(jìn)給量反向車削，解決，解決F Fx x將工件壓彎將工件壓彎問題。同時尾頂尖采用彈簧解決熱伸長引起變形問題。同時尾頂尖采用彈簧解決熱伸長引起變形問題。問題。圖圖5-71 5-71 車出縮頸車出縮頸車出縮頸減少因過車出縮頸減少因過定位使工件產(chǎn)生的定位使工件

31、產(chǎn)生的彎曲變形。彎曲變形。3.3.誤差轉(zhuǎn)化法誤差轉(zhuǎn)化法誤差轉(zhuǎn)化法就是把原始誤差轉(zhuǎn)移到加工誤差轉(zhuǎn)化法就是把原始誤差轉(zhuǎn)移到加工誤差非敏誤差非敏感方向上或其他不影響加工精度的方面上去感方向上或其他不影響加工精度的方面上去。圖圖5-72 5-72 轉(zhuǎn)塔車床采用轉(zhuǎn)塔車床采用“立刀立刀”安裝安裝將六角轉(zhuǎn)位時的重復(fù)定位誤差轉(zhuǎn)移到加工誤差非將六角轉(zhuǎn)位時的重復(fù)定位誤差轉(zhuǎn)移到加工誤差非敏感方向。敏感方向。4.4.誤差分組法誤差分組法在機(jī)械加工過程中，經(jīng)常會遇到由毛坯誤差較大在機(jī)械加工過程中，經(jīng)常會遇到由毛坯誤差較大而引起較大的復(fù)映誤差；或由于工件的定位誤差而引起較大的復(fù)映誤差；或由于工件的定位誤差較大引起較大的加工誤差。解決的方法是使用較大引起較大的加工誤差。解決的方法是使用分分組調(diào)整均分誤差的方法組調(diào)整均分誤差的方法。就是把。就是把工件按誤差大小工件按誤差大小分分n n組，每組誤差范圍就縮小為原來的組，每組誤差范圍就縮小為原來的1/