第8章機(jī)械加工精度

1、機(jī)械加工精度的含義機(jī)械加工精度的含義8.1影響機(jī)械加工精度的因素及分析影響機(jī)械加工精度的因素及分析 8.2保證和提高加工精度的主要途徑保證和提高加工精度的主要途徑8.3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8.4零件是構(gòu)成機(jī)械產(chǎn)品的基本單元，零件的機(jī)械加零件是構(gòu)成機(jī)械產(chǎn)品的基本單元，零件的機(jī)械加工精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，決定著產(chǎn)品的使用工精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，決定著產(chǎn)品的使用性能和壽命。本章介紹機(jī)械加工精度的含義、尺寸性能和壽命。本章介紹機(jī)械加工精度的含義、尺寸精度、形狀精度和位置精度及獲得加工精度的方法；精度、形狀精度和位置精度及獲得加工精度的方法；各種主要影響加工精度的工藝因素

2、及其分析和提高各種主要影響加工精度的工藝因素及其分析和提高加工精度的主要方法；機(jī)械加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方加工精度的主要方法；機(jī)械加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法等內(nèi)容。法等內(nèi)容。在機(jī)械加工中，根據(jù)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)批量的不同，可采用以下一些在機(jī)械加工中，根據(jù)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)批量的不同，可采用以下一些方法獲得加工精度。方法獲得加工精度。1 1獲得尺寸精度的方法獲得尺寸精度的方法（1 1）試切法試切法就是在工件加工過(guò)程中不斷對(duì)已加工表面的尺）試切法試切法就是在工件加工過(guò)程中不斷對(duì)已加工表面的尺寸進(jìn)行測(cè)量，并相應(yīng)調(diào)整刀具相對(duì)工件加工表面的位置進(jìn)行試切，直到寸進(jìn)行測(cè)量，并相應(yīng)調(diào)整刀具相對(duì)工件加工表面的位置進(jìn)行試切，直到

3、達(dá)到尺寸精度要求的加工方法。達(dá)到尺寸精度要求的加工方法。（2 2）調(diào)整法是按試切好的工件尺寸、標(biāo)準(zhǔn)件或?qū)Φ秹K等調(diào)整好刀）調(diào)整法是按試切好的工件尺寸、標(biāo)準(zhǔn)件或?qū)Φ秹K等調(diào)整好刀具相對(duì)工件定位基準(zhǔn)的位置，并在保持此準(zhǔn)確位置不變的情況下，對(duì)一具相對(duì)工件定位基準(zhǔn)的位置，并在保持此準(zhǔn)確位置不變的情況下，對(duì)一批工件進(jìn)行加工的方法稱為調(diào)整法批工件進(jìn)行加工的方法稱為調(diào)整法。 圖圖8-1 8-1 試切法試切法 圖圖8-2 8-2 銑削時(shí)的調(diào)整法對(duì)刀銑削時(shí)的調(diào)整法對(duì)刀（3 3）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法在機(jī)械加工過(guò)程中，通過(guò)刀具的尺寸精度保證被加工工件的尺寸在機(jī)械加工過(guò)程中，通過(guò)刀具的尺寸精度保證被加工工件的尺寸精

4、度，這種方法稱為定尺寸刀具法。如用拉刀、鉆頭、鉸刀加工孔均精度，這種方法稱為定尺寸刀具法。如用拉刀、鉆頭、鉸刀加工孔均屬于定尺寸刀具法。這種加工方法加工精度較穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，操屬于定尺寸刀具法。這種加工方法加工精度較穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)便，是常用的孔和槽的加工方法。作簡(jiǎn)便，是常用的孔和槽的加工方法。（4 4）自動(dòng)控制法）自動(dòng)控制法在加工過(guò)程中，通過(guò)由尺寸測(cè)量裝置、動(dòng)力進(jìn)給裝置和控制機(jī)構(gòu)在加工過(guò)程中，通過(guò)由尺寸測(cè)量裝置、動(dòng)力進(jìn)給裝置和控制機(jī)構(gòu)等組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，使加工過(guò)程中的尺寸測(cè)量、刀具的補(bǔ)償調(diào)整等組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，使加工過(guò)程中的尺寸測(cè)量、刀具的補(bǔ)償調(diào)整和切削加工等一系列工作自動(dòng)完成

5、，在達(dá)到尺寸精度時(shí)自動(dòng)停止加工和切削加工等一系列工作自動(dòng)完成，在達(dá)到尺寸精度時(shí)自動(dòng)停止加工的一種方法。如數(shù)控機(jī)床的切削加工，這種方法加工精度穩(wěn)定，生產(chǎn)的一種方法。如數(shù)控機(jī)床的切削加工，這種方法加工精度穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，是機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。效率高，是機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。 2. 2. 獲得形狀精度的方法獲得形狀精度的方法（1 1）刀尖軌跡法通過(guò)刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)獲得形狀精度的方法稱為）刀尖軌跡法通過(guò)刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)獲得形狀精度的方法稱為刀尖軌跡法。所獲得的形狀精度取決于刀具和工件間相對(duì)成形運(yùn)動(dòng)的刀尖軌跡法。所獲得的形狀精度取決于刀具和工件間相對(duì)成形運(yùn)動(dòng)的精度。如銑削、車削、刨削等。精度。如銑削

6、、車削、刨削等。（2 2）成形法利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工獲得形狀精度的方法稱）成形法利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工獲得形狀精度的方法稱成形法。成形法加工的形狀精度取決于成形刀具的形狀精度和其它成成形法。成形法加工的形狀精度取決于成形刀具的形狀精度和其它成形運(yùn)動(dòng)精度。形運(yùn)動(dòng)精度。（3 3）仿形法刀具按照仿形裝置進(jìn)給規(guī)律對(duì)工件進(jìn)行加工的方法稱）仿形法刀具按照仿形裝置進(jìn)給規(guī)律對(duì)工件進(jìn)行加工的方法稱為仿形法。仿形法所得到的形狀精度取決于仿形裝置的精度以及其它為仿形法。仿形法所得到的形狀精度取決于仿形裝置的精度以及其它成形運(yùn)動(dòng)的精度。如仿形銑、仿形車等。成形運(yùn)動(dòng)的精度。如仿形銑、仿形車等。（4 4）展成法

7、利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)形成包絡(luò)面，從而獲）展成法利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)形成包絡(luò)面，從而獲得形狀精度的方法稱為展成法得形狀精度的方法稱為展成法( (或稱包絡(luò)法）。如滾齒、插齒等?；蚍Q包絡(luò)法）。如滾齒、插齒等。如圖如圖8-38-3所示為表面形狀與成形運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾個(gè)實(shí)例。所示為表面形狀與成形運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾個(gè)實(shí)例。(a) (b) (c)(a) (b) (c)(d) (d) (e)(e)圖圖8-3 8-3 表面形狀與成形運(yùn)動(dòng)關(guān)系表面形狀與成形運(yùn)動(dòng)關(guān)系(a) (a) 點(diǎn)刃車刀車外圓柱面點(diǎn)刃車刀車外圓柱面 (b) (b) 寬刃車刀車外圓柱面寬刃車刀車外圓柱面 (c) (c) 砂輪磨外圓柱面砂輪磨外

8、圓柱面 (d) (d) 盤銑刀銑外圓柱面盤銑刀銑外圓柱面 (e) (e) 滾齒加工滾齒加工1 1工件工件2 2包絡(luò)線包絡(luò)線3 3包絡(luò)線中心包絡(luò)線中心3. 3. 獲得位置精度的方法獲得位置精度的方法工件各表面的位置精度主要由機(jī)床精度、夾具精度和工件各表面的位置精度主要由機(jī)床精度、夾具精度和刀具相對(duì)工件的安裝精度保證。刀具相對(duì)工件的安裝精度保證。例如：在車床上車削工件端面時(shí)，其端面和軸線的垂例如：在車床上車削工件端面時(shí)，其端面和軸線的垂直度決定于橫溜板進(jìn)給方向與主軸回轉(zhuǎn)軸線的垂直度；在直度決定于橫溜板進(jìn)給方向與主軸回轉(zhuǎn)軸線的垂直度；在平面上鉆孔，孔中心線對(duì)平面的垂直度則取決于鉆床鉆頭平面上鉆孔，孔

9、中心線對(duì)平面的垂直度則取決于鉆床鉆頭進(jìn)給方向與工作臺(tái)或夾具定位面的垂直度。進(jìn)給方向與工作臺(tái)或夾具定位面的垂直度。工件的安裝方法有一次裝夾法和多次裝夾法。在多次工件的安裝方法有一次裝夾法和多次裝夾法。在多次裝夾法中，可根據(jù)工件的不同裝夾方式分為直接裝夾法、裝夾法中，可根據(jù)工件的不同裝夾方式分為直接裝夾法、找正裝夾法和夾具裝夾法。找正裝夾法和夾具裝夾法。 8.2.38.2.3加工原理誤差對(duì)加工精度的影響加工原理誤差對(duì)加工精度的影響8.2.48.2.4刀具的制造誤差與磨損對(duì)加工精度的影響刀具的制造誤差與磨損對(duì)加工精度的影響8.2.58.2.5工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度

10、的影響1 1工藝系統(tǒng)的原始誤差及分類工藝系統(tǒng)的原始誤差及分類在機(jī)械加工時(shí)，由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的系統(tǒng)稱為工藝在機(jī)械加工時(shí)，由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的系統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)。系統(tǒng)。造成零件加工后尺寸、形狀或位置加工誤差的工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中造成零件加工后尺寸、形狀或位置加工誤差的工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中所存在的誤差稱為原始誤差。所存在的誤差稱為原始誤差。為了保證和提高零件的加工精度，必須采取措施消除或減少原始為了保證和提高零件的加工精度，必須采取措施消除或減少原始誤差對(duì)加工精度的影響，將加工誤差控制在允許的變動(dòng)范圍內(nèi)。誤差對(duì)加工精度的影響，將加工誤差控制在允許的變動(dòng)范圍內(nèi)。影響原始誤差的因素很多，大致

11、可劃分為三個(gè)部分：影響原始誤差的因素很多，大致可劃分為三個(gè)部分：一是與工藝系統(tǒng)本身的初始狀態(tài)有關(guān)的因素，主要有加工原理誤一是與工藝系統(tǒng)本身的初始狀態(tài)有關(guān)的因素，主要有加工原理誤差、機(jī)床幾何誤差、夾具和刀具誤差、工件誤差、定位和安裝調(diào)整誤差、機(jī)床幾何誤差、夾具和刀具誤差、工件誤差、定位和安裝調(diào)整誤差等；差等；二是與切削過(guò)程有關(guān)的因素，主要有工藝系統(tǒng)的受力變形、工藝二是與切削過(guò)程有關(guān)的因素，主要有工藝系統(tǒng)的受力變形、工藝系統(tǒng)的熱變形、工藝系統(tǒng)磨損等；系統(tǒng)的熱變形、工藝系統(tǒng)磨損等；三是與加工后的狀況有關(guān)的因素，主要有工藝系統(tǒng)殘余應(yīng)力及測(cè)三是與加工后的狀況有關(guān)的因素，主要有工藝系統(tǒng)殘余應(yīng)力及測(cè)量誤差等

12、。量誤差等。圖圖8-4 8-4 工藝系統(tǒng)原工藝系統(tǒng)原始誤差的分類始誤差的分類2 2原始誤差對(duì)加工誤差的影響原始誤差對(duì)加工誤差的影響機(jī)械加工過(guò)程中，由于各種原始誤差的影響，使刀具機(jī)械加工過(guò)程中，由于各種原始誤差的影響，使刀具和工件間的正確相對(duì)位置被破壞，從而在工件上產(chǎn)生加工和工件間的正確相對(duì)位置被破壞，從而在工件上產(chǎn)生加工誤差。不同的原始誤差對(duì)加工精度的影響程度不同，當(dāng)原誤差。不同的原始誤差對(duì)加工精度的影響程度不同，當(dāng)原始誤差的方向與加工表面工序尺寸的方向一致時(shí)，對(duì)加工始誤差的方向與加工表面工序尺寸的方向一致時(shí)，對(duì)加工精度影響最大。精度影響最大。為便于分析原始誤差對(duì)加工精度的影響，將對(duì)加工精為便

13、于分析原始誤差對(duì)加工精度的影響，將對(duì)加工精度影響最大的方向，一般為被加工表面的法向方向，稱為度影響最大的方向，一般為被加工表面的法向方向，稱為誤差的誤差的敏感方向敏感方向。而將對(duì)加工精度影響最小的方向，一般為被加工表面而將對(duì)加工精度影響最小的方向，一般為被加工表面的切向方向，稱為誤差的的切向方向，稱為誤差的非敏感方向非敏感方向。機(jī)床的制造誤差包括機(jī)床各零部件的幾何誤差、安裝誤差和使用機(jī)床的制造誤差包括機(jī)床各零部件的幾何誤差、安裝誤差和使用過(guò)程中的磨損。主要介紹機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差、機(jī)床導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的磨損。主要介紹機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差、機(jī)床導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)誤差及機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差。誤差及機(jī)床傳動(dòng)鏈

14、誤差。1. 1. 機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響（1 1）主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的概念）主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的概念機(jī)械加工時(shí)，要求機(jī)床主軸具有一定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度，即加工過(guò)機(jī)械加工時(shí)，要求機(jī)床主軸具有一定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度，即加工過(guò)程中主軸回轉(zhuǎn)中心相對(duì)刀具或工件的位置精度。程中主軸回轉(zhuǎn)中心相對(duì)刀具或工件的位置精度。當(dāng)主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，理論上其回轉(zhuǎn)軸線在空間的位置應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定不變，當(dāng)主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，理論上其回轉(zhuǎn)軸線在空間的位置應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定不變，但實(shí)際上由于各種因素，其位置總是變動(dòng)的，即存在著回轉(zhuǎn)誤差。但實(shí)際上由于各種因素，其位置總是變動(dòng)的，即存在著回轉(zhuǎn)誤差。主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差就是主軸的實(shí)際

15、回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差就是主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線( (瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的對(duì)稱中心線瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的對(duì)稱中心線) )的最大變動(dòng)量。的最大變動(dòng)量。主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差可分解為圖主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差可分解為圖8-58-5所示的三種基本形式：所示的三種基本形式：即軸向竄動(dòng)即軸向竄動(dòng)( (端面圓跳動(dòng)端面圓跳動(dòng)) )、徑向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng)。、徑向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng)。圖圖8-5 8-5 主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式及其綜合誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式及其綜合誤差(a)(a)軸向竄動(dòng)軸向竄動(dòng) (b)(b)純徑向圓跳動(dòng)純徑向圓跳動(dòng) (c)(c)純角度擺動(dòng)純角度擺動(dòng) (d)(d)主軸綜合誤差主軸綜合誤差

16、（2）主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響）主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響切削加工過(guò)程中，機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差使刀具和工件間的相切削加工過(guò)程中，機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差使刀具和工件間的相對(duì)位置不斷改變，從而在工件上引起加工誤差。刀具相對(duì)工件加工表對(duì)位置不斷改變，從而在工件上引起加工誤差。刀具相對(duì)工件加工表面的位移方向不同時(shí)，對(duì)加工精度的影響程度是不同。面的位移方向不同時(shí)，對(duì)加工精度的影響程度是不同。主軸的徑向圓跳動(dòng)誤差主要影響工件外圓面的圓柱度。圖主軸的徑向圓跳動(dòng)誤差主要影響工件外圓面的圓柱度。圖8-6為車為車削外圓表面時(shí)，刀具與工件在不同方向上的相對(duì)位移對(duì)工序尺寸產(chǎn)生削外圓表面時(shí)，刀具與工件在

17、不同方向上的相對(duì)位移對(duì)工序尺寸產(chǎn)生的影響。圖的影響。圖8-6(b)中刀具在工件的加工表面法線方向上發(fā)生了大小為中刀具在工件的加工表面法線方向上發(fā)生了大小為Y的相對(duì)位移，這時(shí)，工件半徑上出現(xiàn)的加工誤差，即刀具的相對(duì)位移，這時(shí)，工件半徑上出現(xiàn)的加工誤差，即刀具的法向相對(duì)位移的法向相對(duì)位移Y按按1 1的比例轉(zhuǎn)化為加工誤差的比例轉(zhuǎn)化為加工誤差R。這個(gè)方向上的相。這個(gè)方向上的相對(duì)位移對(duì)加工精度影響很大為誤差敏感方向。圖對(duì)位移對(duì)加工精度影響很大為誤差敏感方向。圖8-6(a)表示在切向發(fā)生表示在切向發(fā)生了大小為了大小為Z的相對(duì)位移。由幾何關(guān)系可得：，展開(kāi)的相對(duì)位移。由幾何關(guān)系可得：，展開(kāi)并整理，即并整理，即

18、 (8-1)222)(ZRRRYRRZR22主軸的軸向竄動(dòng)誤差主要影響主軸的軸向竄動(dòng)誤差主要影響被加工工件的端面形狀和軸向尺寸被加工工件的端面形狀和軸向尺寸精度，而對(duì)工件內(nèi)、外圓的加工精精度，而對(duì)工件內(nèi)、外圓的加工精度沒(méi)有影響。如在加工工件端面時(shí)，度沒(méi)有影響。如在加工工件端面時(shí)，被加工的端面與內(nèi)外圓軸線產(chǎn)生垂被加工的端面與內(nèi)外圓軸線產(chǎn)生垂直度誤差，同時(shí)主軸每轉(zhuǎn)一周，要直度誤差，同時(shí)主軸每轉(zhuǎn)一周，要沿軸向竄動(dòng)沿軸向竄動(dòng)次，使得切出的端面次，使得切出的端面產(chǎn)生平面度誤差，如圖產(chǎn)生平面度誤差，如圖8-78-7示。所示。所以當(dāng)加工螺紋時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生螺距的以當(dāng)加工螺紋時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生螺距的周期誤差。周期誤差。

19、圖圖8-78-7主軸軸向竄動(dòng)對(duì)端面主軸軸向竄動(dòng)對(duì)端面加工的影響加工的影響主軸角度擺動(dòng)誤差主要影響被加工工件的圓柱度和端面加工精度。主軸角度擺動(dòng)誤差主要影響被加工工件的圓柱度和端面加工精度。其對(duì)加工精度的影響，取決于不同的加工內(nèi)容。如車削加工時(shí)工件每其對(duì)加工精度的影響，取決于不同的加工內(nèi)容。如車削加工時(shí)工件每一橫截面內(nèi)的圓度誤差很小，但軸平面有圓柱度誤差一橫截面內(nèi)的圓度誤差很小，但軸平面有圓柱度誤差( (錐度錐度) )。鏜孔時(shí)，。鏜孔時(shí)，由于主軸的角度擺動(dòng)使主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，則鏜出的由于主軸的角度擺動(dòng)使主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，則鏜出的孔呈橢圓形，如圖孔呈橢圓形，如圖8-88

20、-8所示。所示。 圖圖8-8 8-8 純角度擺動(dòng)對(duì)鏜孔的影響純角度擺動(dòng)對(duì)鏜孔的影響 O O工件孔軸心線工件孔軸心線 O Om m主軸回轉(zhuǎn)軸心線主軸回轉(zhuǎn)軸心線（3 3）影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的因素）影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的因素 影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的主要因素是主軸幾何誤差、軸承幾何誤差、影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的主要因素是主軸幾何誤差、軸承幾何誤差、軸承間隙、軸承孔誤差及主軸系統(tǒng)的熱變形等。對(duì)于工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床和軸承間隙、軸承孔誤差及主軸系統(tǒng)的熱變形等。對(duì)于工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床和刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床，因切削力方向的變化不同，其影響因素各不相同。刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床，因切削力方向的變化不同，其影響因素各不相同。（4 4）提高

21、主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度的措施）提高主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度的措施為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度，需提高主軸部件的制造精度，其中由于為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度，需提高主軸部件的制造精度，其中由于軸承是影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度的關(guān)鍵部件，因此對(duì)于精密機(jī)床宜采用精軸承是影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度的關(guān)鍵部件，因此對(duì)于精密機(jī)床宜采用精密滾動(dòng)軸承并進(jìn)行預(yù)緊，多油楔動(dòng)壓和靜壓滑動(dòng)軸承。還可通過(guò)提高主密滾動(dòng)軸承并進(jìn)行預(yù)緊，多油楔動(dòng)壓和靜壓滑動(dòng)軸承。還可通過(guò)提高主軸支承軸徑、箱體支承孔的加工精度來(lái)提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。軸支承軸徑、箱體支承孔的加工精度來(lái)提高主軸的回轉(zhuǎn)精度?？刹扇〈胧p小機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響?？刹扇〈胧p小機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)

22、運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響。例如，在外圓磨床上采用死頂尖磨削外圓，如圖例如，在外圓磨床上采用死頂尖磨削外圓，如圖8-98-9所示。由于頂所示。由于頂尖不隨主軸回轉(zhuǎn)，因此，主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)工件回轉(zhuǎn)精度無(wú)影響，故工件尖不隨主軸回轉(zhuǎn)，因此，主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)工件回轉(zhuǎn)精度無(wú)影響，故工件回轉(zhuǎn)精度高，加工精度高。這是磨削外圓時(shí)消除機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加回轉(zhuǎn)精度高，加工精度高。這是磨削外圓時(shí)消除機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度影響的主要方法。工精度影響的主要方法。當(dāng)用死頂尖定位時(shí)，兩頂尖或兩中心孔的同軸度、頂尖和中心孔的當(dāng)用死頂尖定位時(shí)，兩頂尖或兩中心孔的同軸度、頂尖和中心孔的形狀誤差、接觸精度等，都會(huì)不同程度地影響工件的

23、回轉(zhuǎn)精度，故應(yīng)嚴(yán)形狀誤差、接觸精度等，都會(huì)不同程度地影響工件的回轉(zhuǎn)精度，故應(yīng)嚴(yán)格控制。格控制。圖圖8-9 8-9 外圓磨床上采用固定頂尖磨削外圓柱面外圓磨床上采用固定頂尖磨削外圓柱面2. 機(jī)床導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響機(jī)床導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響機(jī)床導(dǎo)軌是確定機(jī)床工作臺(tái)、刀架、尾座等主要部件相對(duì)位置和運(yùn)機(jī)床導(dǎo)軌是確定機(jī)床工作臺(tái)、刀架、尾座等主要部件相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。它的各項(xiàng)誤差將直接影響工件的加工精度。機(jī)床導(dǎo)軌的誤差動(dòng)的基準(zhǔn)。它的各項(xiàng)誤差將直接影響工件的加工精度。機(jī)床導(dǎo)軌的誤差有導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度、在垂直面內(nèi)的直線度以及前后導(dǎo)軌的平行有導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度、在垂直面內(nèi)的直線度以及前后導(dǎo)

24、軌的平行度誤差，導(dǎo)軌的各項(xiàng)誤差將綜合反映到工件的加工誤差中。度誤差，導(dǎo)軌的各項(xiàng)誤差將綜合反映到工件的加工誤差中。（1）外圓磨床）外圓磨床(或車床或車床)導(dǎo)軌在平面內(nèi)的直線度誤差的影響導(dǎo)軌在平面內(nèi)的直線度誤差的影響如圖如圖8-10所示，造成工件的圓柱度誤差。所示，造成工件的圓柱度誤差。 (a) (a) 導(dǎo)軌水平面內(nèi)的誤差導(dǎo)軌水平面內(nèi)的誤差 (b) (b) 工件產(chǎn)生的誤差工件產(chǎn)生的誤差圖圖8-10 8-10 磨床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差磨床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差（2 2）外圓磨床）外圓磨床( (或車床或車床) )導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差的影響導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差的影響如圖如圖8-11

25、8-11所示，外圓磨床所示，外圓磨床( (或車床或車床) )導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差，將引起工件相對(duì)砂輪將引起工件相對(duì)砂輪( (或車刀或車刀) )的切向位移，由于該方向?qū)τ谀ハ鞯那邢蛭灰?，由于該方向?qū)τ谀ハ魍鈭A來(lái)說(shuō)是誤差的非敏感方向，因此對(duì)工件的加工精度影響很小。外圓來(lái)說(shuō)是誤差的非敏感方向，因此對(duì)工件的加工精度影響很小。而對(duì)銑床、平面磨床、龍門刨床等，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差，而對(duì)銑床、平面磨床、龍門刨床等，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差，會(huì)引起工件相對(duì)刀具的法向位移，該方向?qū)τ阢娖矫妗⑵矫婺ァ堥T刨會(huì)引起工件相對(duì)刀具的法向位移，該方向?qū)τ阢娖矫妗⑵矫婺?、龍門刨床來(lái)

26、說(shuō)是誤差的敏感方向，因此對(duì)工件垂直方向的尺寸精度、平行度和床來(lái)說(shuō)是誤差的敏感方向，因此對(duì)工件垂直方向的尺寸精度、平行度和平面度等影響較大。平面度等影響較大。h(a) (a) 導(dǎo)軌垂直面內(nèi)的誤差導(dǎo)軌垂直面內(nèi)的誤差 (b) (b) 工件產(chǎn)生的誤差工件產(chǎn)生的誤差圖圖8-11 8-11 磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差（3 3）車床兩導(dǎo)軌的平行度誤差的影）車床兩導(dǎo)軌的平行度誤差的影響響 車床兩導(dǎo)軌的平行度誤差（扭曲車床兩導(dǎo)軌的平行度誤差（扭曲變形）使機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生橫向變形）使機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生橫向傾斜，刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)將變成傾斜，刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)將變成一條空

27、間曲線，一條空間曲線， 因而引起工件的形位因而引起工件的形位誤差。圖誤差。圖8-118-11為車削或磨削外圓時(shí)，為車削或磨削外圓時(shí)，機(jī)床導(dǎo)軌的扭曲會(huì)使工件產(chǎn)生圓柱度機(jī)床導(dǎo)軌的扭曲會(huì)使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。當(dāng)前后導(dǎo)軌發(fā)生了扭曲誤差誤差。當(dāng)前后導(dǎo)軌發(fā)生了扭曲誤差之后，由幾何關(guān)系可求得。之后，由幾何關(guān)系可求得。一般車床、外圓磨床一般車床、外圓磨床，故機(jī)床前后導(dǎo)軌的平行度誤差，故機(jī)床前后導(dǎo)軌的平行度誤差對(duì)加工精度的影響很大。對(duì)加工精度的影響很大。圖圖8-11 8-11 車床導(dǎo)軌的扭曲車床導(dǎo)軌的扭曲)/(BHY 3/2/BH1/BH3. 3. 機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響

28、對(duì)于某些加工方式，如車削或磨削螺紋、滾齒、插齒及磨齒等加工，對(duì)于某些加工方式，如車削或磨削螺紋、滾齒、插齒及磨齒等加工，要求刀具與工件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要求刀具與工件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。如在進(jìn)行單頭滾刀滾齒時(shí)，要求滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒輪如在進(jìn)行單頭滾刀滾齒時(shí)，要求滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒輪齒；車螺紋時(shí)，要求工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程等。為滿足這一齒；車螺紋時(shí)，要求工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程等。為滿足這一傳動(dòng)要求，機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差必須控制在允許的公差范圍內(nèi)。傳動(dòng)要求，機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差必須控制在允許的公差范圍內(nèi)。機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差，是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中始末兩端執(zhí)行

29、元件間相對(duì)機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差，是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中始末兩端執(zhí)行元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差，它是由于傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件存在制造誤差和裝配誤差引運(yùn)動(dòng)的誤差，它是由于傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件存在制造誤差和裝配誤差引起的，使用過(guò)程中的磨損也會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差。起的，使用過(guò)程中的磨損也會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差。各傳動(dòng)元件在傳動(dòng)鏈中的位置不同，對(duì)傳動(dòng)鏈誤差的影響程度不同。各傳動(dòng)元件在傳動(dòng)鏈中的位置不同，對(duì)傳動(dòng)鏈誤差的影響程度不同。是按展成原理加工工件是按展成原理加工工件( (如螺紋、齒輪、蝸輪等如螺紋、齒輪、蝸輪等) )時(shí)影響加工精度的主要時(shí)影響加工精度的主要因素。因素。通過(guò)對(duì)機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差的分析及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)得知，提高機(jī)床傳通

30、過(guò)對(duì)機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差的分析及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)得知，提高機(jī)床傳動(dòng)鏈的精度可采取以下措施：動(dòng)鏈的精度可采取以下措施：減少機(jī)床傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)，縮短傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)元件數(shù)量越少則減少機(jī)床傳動(dòng)鏈中的元件數(shù)，縮短傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)元件數(shù)量越少則誤差來(lái)源越少。誤差來(lái)源越少。提高傳動(dòng)件，尤其是末端元件的制造精度和裝配精度。提高傳動(dòng)件，尤其是末端元件的制造精度和裝配精度。盡可能采用降速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閭鲃?dòng)件在同樣原始誤差的情況下，采盡可能采用降速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閭鲃?dòng)件在同樣原始誤差的情況下，采用降速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其對(duì)加工誤差的影響較小。速度降得越多，對(duì)加工誤差用降速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其對(duì)加工誤差的影響較小。速度降得越多，對(duì)加工誤差的影響越小。的影響越

31、小。消除傳動(dòng)鏈中各齒輪副的間隙及減少各傳動(dòng)元件裝配時(shí)的幾何偏消除傳動(dòng)鏈中各齒輪副的間隙及減少各傳動(dòng)元件裝配時(shí)的幾何偏心，提高裝配精度。心，提高裝配精度。采用誤差校正機(jī)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)鏈誤差進(jìn)行補(bǔ)償。校正機(jī)構(gòu)的實(shí)質(zhì)是在采用誤差校正機(jī)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)鏈誤差進(jìn)行補(bǔ)償。校正機(jī)構(gòu)的實(shí)質(zhì)是在原傳動(dòng)鏈中人為地加入某種誤差，其大小與傳動(dòng)鏈本身產(chǎn)生的誤差相等原傳動(dòng)鏈中人為地加入某種誤差，其大小與傳動(dòng)鏈本身產(chǎn)生的誤差相等而矢量方向相反，從而使之相互抵消。而矢量方向相反，從而使之相互抵消。加工原理誤差是由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)加工原理誤差是由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。因?yàn)樗窃诩庸ぴ?/p>

32、上存在的誤差，故稱加工原理誤差。生的誤差。因?yàn)樗窃诩庸ぴ砩洗嬖诘恼`差，故稱加工原理誤差。一般情況下，為了獲得規(guī)定的加工表面，刀具和工件之間必須作相一般情況下，為了獲得規(guī)定的加工表面，刀具和工件之間必須作相對(duì)準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng)。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，采用理論上完全精確的成形運(yùn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng)。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，采用理論上完全精確的成形運(yùn)動(dòng)是不可能實(shí)現(xiàn)的，所以在這種情況下常常采用近似的成形運(yùn)動(dòng)，獲得較是不可能實(shí)現(xiàn)的，所以在這種情況下常常采用近似的成形運(yùn)動(dòng)，獲得較高的加工精度，提高生產(chǎn)效率。另外，用成形刀具加工復(fù)雜的曲面時(shí)，高的加工精度，提高生產(chǎn)效率。另外，用成形刀具加工復(fù)雜的曲面時(shí)，常采用圓弧、直線等簡(jiǎn)

33、單的線型替代。常采用圓弧、直線等簡(jiǎn)單的線型替代。例如：在滾齒加工時(shí)，滾齒刀具就有兩種誤差，一是為了制造方便，例如：在滾齒加工時(shí)，滾齒刀具就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿，產(chǎn)生了刀刃齒采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿，產(chǎn)生了刀刃齒廓近似造型誤差；二是由于滾刀刀齒有限，實(shí)際上加工出的齒形是一條廓近似造型誤差；二是由于滾刀刀齒有限，實(shí)際上加工出的齒形是一條由微小折線段組成的曲線，和理論上的光滑漸開(kāi)線有差異，這些都會(huì)產(chǎn)由微小折線段組成的曲線，和理論上的光滑漸開(kāi)線有差異，這些都會(huì)產(chǎn)生加工原理誤差。生加工原理誤差。由于加工原理誤差的存在，會(huì)在

34、一定程度上造成工件的加工誤差，由于加工原理誤差的存在，會(huì)在一定程度上造成工件的加工誤差，但可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)或刀具形狀，因此在保證加工精度的情況下，在生產(chǎn)但可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)或刀具形狀，因此在保證加工精度的情況下，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。中得到廣泛的應(yīng)用。1 1、刀具制造誤差對(duì)加工精度的影響、刀具制造誤差對(duì)加工精度的影響定尺寸刀具定尺寸刀具( (如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀等如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀等) )的尺寸精度將直接影響工的尺寸精度將直接影響工件的尺寸精度。件的尺寸精度。成型刀具成型刀具( (如成型車刀、成型銑刀等如成型車刀、成型銑刀等) )的形狀精度將直接影響工件的的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。

35、形狀精度。展成刀具展成刀具( (如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等) )的刀刃形狀必須是加的刀刃形狀必須是加工表面的共軛曲線，因此刀刃的形狀誤差將影響工件的形狀精度。工表面的共軛曲線，因此刀刃的形狀誤差將影響工件的形狀精度。圖圖8-12 8-12 刀具的磨損過(guò)程刀具的磨損過(guò)程一般刀具一般刀具( (如車刀、銑刀、鏜刀如車刀、銑刀、鏜刀) )的制造精度對(duì)加工精度沒(méi)有直接影響。的制造精度對(duì)加工精度沒(méi)有直接影響。2 2刀具磨損對(duì)加工精度的影響刀具磨損對(duì)加工精度的影響 刀具在切削加工過(guò)程中都要產(chǎn)生刀具在切削加工過(guò)程中都要產(chǎn)生磨損，從而引起工件的尺寸和形位誤磨損，從而引起工件的尺

36、寸和形位誤差。圖差。圖8-128-12所示，刀具的磨損過(guò)程所示，刀具的磨損過(guò)程分為三個(gè)階段。分為三個(gè)階段。1. 1. 工藝系統(tǒng)剛度的概念工藝系統(tǒng)剛度的概念 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在傳動(dòng)力、切削力、重力、慣性力、夾緊力等的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在傳動(dòng)力、切削力、重力、慣性力、夾緊力等的作用下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了刀具和工件之間的正確相對(duì)位作用下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了刀具和工件之間的正確相對(duì)位置，產(chǎn)生加工誤差，使工件的加工精度下降。圖置，產(chǎn)生加工誤差，使工件的加工精度下降。圖8-13(a)8-13(a)所示，車削細(xì)所示，車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，工件在切削力的作用下會(huì)發(fā)生變形，加工的軸中間粗兩頭細(xì)，長(zhǎng)軸時(shí)

37、，工件在切削力的作用下會(huì)發(fā)生變形，加工的軸中間粗兩頭細(xì)，產(chǎn)生了鼓形的圓柱度誤差；圖產(chǎn)生了鼓形的圓柱度誤差；圖8-13(b)8-13(b)所示，在內(nèi)圓磨床上進(jìn)行切入式所示，在內(nèi)圓磨床上進(jìn)行切入式磨孔時(shí)，由于內(nèi)圓磨頭固定軸較細(xì)，磨削加工時(shí)因磨頭固定軸受力變形，磨孔時(shí)，由于內(nèi)圓磨頭固定軸較細(xì)，磨削加工時(shí)因磨頭固定軸受力變形，而使工件內(nèi)孔呈圓錐形誤差。而使工件內(nèi)孔呈圓錐形誤差。 (a) (b)(a) (b)圖圖 8-13 8-13 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差(a)(a)腰鼓形圓柱度誤差（工件變形）腰鼓形圓柱度誤差（工件變形）(b)(b)帶有錐度的圓柱度誤差（砂輪軸變形

38、）帶有錐度的圓柱度誤差（砂輪軸變形）作用于工件加工表面法向（即加工誤差敏感方向）的切削分力作用于工件加工表面法向（即加工誤差敏感方向）的切削分力FyFy與與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形量工藝系統(tǒng)在該方向上的變形量y y之間的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度之間的比值，稱為工藝系統(tǒng)剛度k k，即，即 (8-2)(8-2) 其中，變形量其中，變形量y y是工件和刀具在是工件和刀具在FyFy方向上產(chǎn)生的相對(duì)位移，不只是方向上產(chǎn)生的相對(duì)位移，不只是FyFy作用的結(jié)果，而是工藝系統(tǒng)各方向受力同時(shí)作用下的綜合結(jié)果。作用的結(jié)果，而是工藝系統(tǒng)各方向受力同時(shí)作用下的綜合結(jié)果。工藝系統(tǒng)由機(jī)床的有關(guān)部件、夾具、刀具和工件組成，工

39、藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)由機(jī)床的有關(guān)部件、夾具、刀具和工件組成，工藝系統(tǒng)在某一處的法向在某一處的法向( (加工誤差敏感方向加工誤差敏感方向) )總變形總變形y y是由工藝系統(tǒng)各個(gè)組成環(huán)是由工藝系統(tǒng)各個(gè)組成環(huán)節(jié)在同一處的法向變形位移的疊加。即節(jié)在同一處的法向變形位移的疊加。即 (8-3)(8-3)式中：式中：y yjcjc機(jī)床的受力變形；機(jī)床的受力變形；y yjjjj夾具的受力變形；夾具的受力變形；y ydd刀具的受力變形；刀具的受力變形；y ygg工件的受力變形。工件的受力變形。yFkygdjjjcyyyyy而機(jī)床剛度而機(jī)床剛度k kjcjc、夾具剛度、夾具剛度k kjjjj、刀具剛度、刀具剛度k kd

40、 d及工件剛度及工件剛度k kg g可分別為可分別為則工藝系統(tǒng)剛度可表達(dá)為：則工藝系統(tǒng)剛度可表達(dá)為： (8-4)(8-4)由上式可知，當(dāng)確定工藝系統(tǒng)的各組成部分的剛度后，即可求得整由上式可知，當(dāng)確定工藝系統(tǒng)的各組成部分的剛度后，即可求得整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度。個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度。當(dāng)工件、刀具的形狀比較簡(jiǎn)單時(shí)，其剛度可以用材料力學(xué)中的有關(guān)當(dāng)工件、刀具的形狀比較簡(jiǎn)單時(shí)，其剛度可以用材料力學(xué)中的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。例如裝夾在卡盤中的棒料以及壓緊在車床刀架上的車刀，公式進(jìn)行計(jì)算。例如裝夾在卡盤中的棒料以及壓緊在車床刀架上的車刀，可以按照懸臂梁公式計(jì)算剛度?？梢园凑諔冶哿汗接?jì)算剛度。對(duì)于由若干個(gè)零件組成的機(jī)床

41、部件、夾具及刀架，其剛度多采用實(shí)對(duì)于由若干個(gè)零件組成的機(jī)床部件、夾具及刀架，其剛度多采用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定，而很難用純粹的計(jì)算方法求出。驗(yàn)的方法測(cè)定，而很難用純粹的計(jì)算方法求出。gygdydjjyjjjcyjckFkkFkkFkyFk;gdjjjckkkkk111112. 2. 影響工藝系統(tǒng)剛度的因素影響工藝系統(tǒng)剛度的因素（1 1）連接表面接觸變形的影響，如圖）連接表面接觸變形的影響，如圖8-148-14所示。所示。實(shí)驗(yàn)表明，接觸變形實(shí)驗(yàn)表明，接觸變形y y與壓強(qiáng)與壓強(qiáng)p p之間的關(guān)系如圖之間的關(guān)系如圖8-158-15所示，接觸剛度將所示，接觸剛度將隨載荷的增加而增大。隨載荷的增加而增大。圖圖8-

42、14 8-14 零件表面接觸情況零件表面接觸情況 圖圖8-15 8-15 接觸變形接觸變形y y與壓強(qiáng)與壓強(qiáng)p p之間的關(guān)系之間的關(guān)系（2 2）部件中薄弱零件的影響）部件中薄弱零件的影響當(dāng)部件中存在某些剛度很低的元件時(shí)，受力后這些低剛度的元件會(huì)當(dāng)部件中存在某些剛度很低的元件時(shí)，受力后這些低剛度的元件會(huì)產(chǎn)生很大的變形，使整個(gè)部件的剛度降低，對(duì)部件剛度影響最大。如圖產(chǎn)生很大的變形，使整個(gè)部件的剛度降低，對(duì)部件剛度影響最大。如圖8-168-16所示機(jī)床部件中剛度薄弱環(huán)節(jié)的影響所示機(jī)床部件中剛度薄弱環(huán)節(jié)的影響（3 3）工件的間隙和摩擦力的影響）工件的間隙和摩擦力的影響工件接觸面間的間隙對(duì)機(jī)床部件剛度的

43、影響，主要表現(xiàn)在加工時(shí)載工件接觸面間的間隙對(duì)機(jī)床部件剛度的影響，主要表現(xiàn)在加工時(shí)載荷方向經(jīng)常變化的銑床和鏜床上。荷方向經(jīng)常變化的銑床和鏜床上。摩擦力對(duì)部件接觸剛度的影響是：當(dāng)載荷變動(dòng)時(shí)影響較為顯著。加摩擦力對(duì)部件接觸剛度的影響是：當(dāng)載荷變動(dòng)時(shí)影響較為顯著。加載時(shí)，摩擦力阻止變形增加；而卸載荷時(shí)，摩擦力又阻止變形恢復(fù)。載時(shí)，摩擦力阻止變形增加；而卸載荷時(shí)，摩擦力又阻止變形恢復(fù)。 圖圖8-168-16機(jī)床部件中剛度薄弱環(huán)節(jié)的影響機(jī)床部件中剛度薄弱環(huán)節(jié)的影響3.受力變形對(duì)加工精度的影響受力變形對(duì)加工精度的影響（1）切削力大小的變化對(duì)加工精度的影響）切削力大小的變化對(duì)加工精度的影響圖圖8-17所示，車

44、削工件毛坯的圓度誤差為所示，車削工件毛坯的圓度誤差為m時(shí)，引起切削深度在時(shí)，引起切削深度在p1和和p2之間變化。同時(shí)切削力之間變化。同時(shí)切削力FP隨切削深度隨切削深度ap的變化在最大值的變化在最大值FPmax和最小值和最小值FPmin之間變化，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形由之間變化，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形由y1變化到變化到y(tǒng)2（刀尖（刀尖相對(duì)工件在法線方向的位移變化），因此，形成了加工后工件的圓度誤相對(duì)工件在法線方向的位移變化），因此，形成了加工后工件的圓度誤差差w。這種工件切削加工后所具有的與加工前相類似的誤差的現(xiàn)象，稱。這種工件切削加工后所具有的與加工前相類似的誤差的現(xiàn)象，稱為為“誤差復(fù)映誤差復(fù)

45、映”現(xiàn)象。現(xiàn)象。圖圖8-178-17 零件毛坯形狀誤差的復(fù)映零件毛坯形狀誤差的復(fù)映1 1毛坯表面毛坯表面 2 2工件表面工件表面誤差復(fù)映的大小可用剛度計(jì)算公式求得，假設(shè)毛坯圓度的最大誤差誤差復(fù)映的大小可用剛度計(jì)算公式求得，假設(shè)毛坯圓度的最大誤差為：，加工后工件的圓度誤差為：，為：，加工后工件的圓度誤差為：， 則則“誤差誤差復(fù)映系數(shù)復(fù)映系數(shù)”為為: (8-5)誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映系數(shù)表示了加工誤差與毛坯誤差之間的比例關(guān)系，即表示了加工誤差與毛坯誤差之間的比例關(guān)系，即“誤差復(fù)映誤差復(fù)映”的規(guī)律，定量地反映了工件經(jīng)加工后毛坯誤差減小的程度。的規(guī)律，定量地反映了工件經(jīng)加工后毛坯誤差減小的程度。正常情況

46、下，工藝系統(tǒng)剛度越大，誤差復(fù)映系數(shù)正常情況下，工藝系統(tǒng)剛度越大，誤差復(fù)映系數(shù)值越小，加工后工件值越小，加工后工件的圓度誤差越小。的圓度誤差越小。當(dāng)工件毛坯誤差較大，一次走刀加工不能滿足加工精度要求時(shí)，需當(dāng)工件毛坯誤差較大，一次走刀加工不能滿足加工精度要求時(shí)，需進(jìn)行多次走刀切削，逐步消除由毛坯誤差進(jìn)行多次走刀切削，逐步消除由毛坯誤差m復(fù)映到工件上的誤差。經(jīng)復(fù)映到工件上的誤差。經(jīng)多次走刀切削加工后總的誤差復(fù)映系數(shù)多次走刀切削加工后總的誤差復(fù)映系數(shù)值為值為: （8-6)由于工藝系統(tǒng)存在一定的強(qiáng)度和剛度，因此工件加工后的誤差由于工藝系統(tǒng)存在一定的強(qiáng)度和剛度，因此工件加工后的誤差w總小于毛坯誤差總小于毛

47、坯誤差m，即誤差復(fù)映系數(shù)，即誤差復(fù)映系數(shù)是小是小1的值，經(jīng)過(guò)幾次走刀切削的值，經(jīng)過(guò)幾次走刀切削后，后，值就減到很小，確保工件的加工誤差降低到公差范圍內(nèi)，保證加值就減到很小，確保工件的加工誤差降低到公差范圍內(nèi)，保證加工精度。工精度。21ppmaa21yywmwn.321（2）切削力作用點(diǎn)位置的變化對(duì)加工精度的影響）切削力作用點(diǎn)位置的變化對(duì)加工精度的影響 工藝系統(tǒng)的剛度除了受到各組成部分的剛度影響外，還隨受力點(diǎn)的工藝系統(tǒng)的剛度除了受到各組成部分的剛度影響外，還隨受力點(diǎn)的位置變化而變化，現(xiàn)以車床兩頂尖裝夾加工光軸為例進(jìn)行討論，假設(shè)在位置變化而變化，現(xiàn)以車床兩頂尖裝夾加工光軸為例進(jìn)行討論，假設(shè)在切削過(guò)

48、程中切削力的大小保持不變。切削過(guò)程中切削力的大小保持不變。在兩頂尖間車削短而粗的光軸。在兩頂尖間車削短而粗的光軸。因而刀具切削點(diǎn)處工件軸線的位移因而刀具切削點(diǎn)處工件軸線的位移yx為圖為圖8-18機(jī)床的變形對(duì)加工精機(jī)床的變形對(duì)加工精度的影響度的影響（8-7）式中：式中：L工件長(zhǎng)度；工件長(zhǎng)度；x車刀至主軸箱的距離。車刀至主軸箱的距離。圖圖8-188-18機(jī)床的變形對(duì)加工精度的影響機(jī)床的變形對(duì)加工精度的影響Lxtyyyyxx)(tjwztjtj考慮到刀架的變形考慮到刀架的變形ydj與與yx的方向相反，所以機(jī)床總的變形為的方向相反，所以機(jī)床總的變形為yjcyxydj （8-8）由剛度定義可知由剛度定義

49、可知 （8-9） 式中：式中： ktj、kwz、kdj分別為主軸箱、尾座、刀架的剛度。分別為主軸箱、尾座、刀架的剛度?？傻脵C(jī)床工藝系統(tǒng)的總變形為可得機(jī)床工藝系統(tǒng)的總變形為 （8-10）由上式可知，隨著切削力作用點(diǎn)位置的變化，工藝系統(tǒng)的變形量是由上式可知，隨著切削力作用點(diǎn)位置的變化，工藝系統(tǒng)的變形量是變化的。這是由于機(jī)床系統(tǒng)的剛度隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化所變化的。這是由于機(jī)床系統(tǒng)的剛度隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化所致，工藝系統(tǒng)的總位移的最大值和最小值之差就是工件的圓柱度誤差。致，工藝系統(tǒng)的總位移的最大值和最小值之差就是工件的圓柱度誤差。djdjwzwzwztjtjtj;kFyLxkFkF

50、yLxLkFkFyyyByAdj2wz2tjjc111kLxkLxLkFyy現(xiàn)舉例說(shuō)明機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得某臺(tái)現(xiàn)舉例說(shuō)明機(jī)床工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得某臺(tái)車床各部件剛度為車床各部件剛度為ktj6104Nmm，kwz =5104 Nmm，kdj 4104 Nmm，車削一剛性較大的軸，工件長(zhǎng)度，車削一剛性較大的軸，工件長(zhǎng)度L600mm，測(cè)得切，測(cè)得切削力削力Fy=300N。則沿工件長(zhǎng)度方向上機(jī)床工藝系統(tǒng)的受力變形如表。則沿工件長(zhǎng)度方向上機(jī)床工藝系統(tǒng)的受力變形如表8-1所示。所示。表表8-18-1短軸工藝系統(tǒng)剛度隨工件長(zhǎng)度的變化情況短軸工藝系統(tǒng)剛度隨工件長(zhǎng)度的變

51、化情況xO（主軸箱（主軸箱處）處）L/6L/35L/11L/2（中點(diǎn)）（中點(diǎn)）2L/35L/6L(尾座處）尾座處）yjc0.01250.01110.01040.01020.01030.01070.01180.0135 由表中數(shù)據(jù)可知變形大的地方，從工件上切去的金屬層??；變形小由表中數(shù)據(jù)可知變形大的地方，從工件上切去的金屬層薄；變形小的地方，切去的金屬層厚，而使加工出來(lái)的工件呈兩端粗、中間細(xì)的馬的地方，切去的金屬層厚，而使加工出來(lái)的工件呈兩端粗、中間細(xì)的馬鞍形。切削加工后工件軸向最大直徑誤差（即圓柱度誤差）為：鞍形。切削加工后工件軸向最大直徑誤差（即圓柱度誤差）為：0.01350.01350.0

52、1020.01020.0033mm0.0033mm。在兩頂尖間車削細(xì)而長(zhǎng)的光軸在兩頂尖間車削細(xì)而長(zhǎng)的光軸工藝系統(tǒng)的總變形完全取決于工件的變形，工件位移量的最大值和工藝系統(tǒng)的總變形完全取決于工件的變形，工件位移量的最大值和最小值之差就是工件的圓柱度誤差。當(dāng)車刀以徑向力最小值之差就是工件的圓柱度誤差。當(dāng)車刀以徑向力F Fy y進(jìn)給到圖進(jìn)給到圖8-198-19所所示的示的x x位置時(shí)，即可由材料力學(xué)公式獲得工件在切削點(diǎn)的變形量為位置時(shí)，即可由材料力學(xué)公式獲得工件在切削點(diǎn)的變形量為 （8-118-11）式中：式中：EE工件材料的彈性模量，工件材料的彈性模量，N Nmmmm2 2，對(duì)于鋼材對(duì)于鋼材E E

53、2 2105105N Nmmmm2 2； II棒料截面慣性矩，棒料截面慣性矩，I Idd4 4 / 64(mm / 64(mm 4 4) )。圖圖8-19 8-19 車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)工件的變形情況車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)工件的變形情況EILxxLFyy3)(22g例如，假設(shè)切削力例如，假設(shè)切削力FyFy300N300N，工件直徑尺寸為，工件直徑尺寸為30 mm30 mm，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為600 600 mmmm，E E2 2105N105Nmmmm2 2，則沿工件長(zhǎng)度上的變形情況如表，則沿工件長(zhǎng)度上的變形情況如表22所示。所示。表表8-2長(zhǎng)軸工藝系統(tǒng)剛度隨工件長(zhǎng)度的變化情況長(zhǎng)軸工藝系統(tǒng)剛度隨工件長(zhǎng)度的變化情況x

54、O（主軸箱處）（主軸箱處）L/6L/3L/2（中點(diǎn)）（中點(diǎn)）2L/35L/6L(尾座處）尾座處）yjc00.0520.1320.170.1320.0520由表中數(shù)據(jù)可知工件軸向最大直徑誤差（圓柱度誤差）為：由表中數(shù)據(jù)可知工件軸向最大直徑誤差（圓柱度誤差）為：0.170.170 00.17 mm0.17 mm。該圓柱度誤差表現(xiàn)為腰鼓形圓柱度誤差。該圓柱度誤差表現(xiàn)為腰鼓形圓柱度誤差。工藝系統(tǒng)剛度隨受力點(diǎn)位置變化而異的例子很多，如立式車床，工藝系統(tǒng)剛度隨受力點(diǎn)位置變化而異的例子很多，如立式車床，龍門刨床、龍門銑床等的橫梁及刀架，其剛度均隨刀架位置或滑枕伸龍門刨床、龍門銑床等的橫梁及刀架，其剛度均隨刀

55、架位置或滑枕伸出長(zhǎng)度不同而異。出長(zhǎng)度不同而異。（3 3）重力、夾緊力和慣性力對(duì)加工精度的影響）重力、夾緊力和慣性力對(duì)加工精度的影響重力對(duì)加工精度的影響重力對(duì)加工精度的影響在工藝系統(tǒng)中，因零部件自重會(huì)產(chǎn)生變形，如鏜床鏜桿伸長(zhǎng)下垂在工藝系統(tǒng)中，因零部件自重會(huì)產(chǎn)生變形，如鏜床鏜桿伸長(zhǎng)下垂變形，龍門刨床、龍門銑床刀架橫梁的變形等，都會(huì)產(chǎn)生加工誤差。變形，龍門刨床、龍門銑床刀架橫梁的變形等，都會(huì)產(chǎn)生加工誤差。夾緊力對(duì)加工精度的影響夾緊力對(duì)加工精度的影響工件在裝夾時(shí)，由于工件剛度較低，夾緊力作用點(diǎn)或作用方向不工件在裝夾時(shí)，由于工件剛度較低，夾緊力作用點(diǎn)或作用方向不當(dāng)，都會(huì)引起工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤

56、差。如對(duì)薄板、薄壁套當(dāng)，都會(huì)引起工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤差。如對(duì)薄板、薄壁套等工件的加工。等工件的加工。慣性力對(duì)加工精度的影響慣性力對(duì)加工精度的影響在機(jī)械高速切削時(shí)，如果工藝系統(tǒng)中有不平衡的高速旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件在機(jī)械高速切削時(shí)，如果工藝系統(tǒng)中有不平衡的高速旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件存在，就會(huì)產(chǎn)生離心力。離心力在每一轉(zhuǎn)中不斷地變更方向。因此，離存在，就會(huì)產(chǎn)生離心力。離心力在每一轉(zhuǎn)中不斷地變更方向。因此，離心力有時(shí)和法向切削分力同向，有時(shí)反向，從而破壞了工藝系統(tǒng)各成形心力有時(shí)和法向切削分力同向，有時(shí)反向，從而破壞了工藝系統(tǒng)各成形運(yùn)動(dòng)部件的位置精度，產(chǎn)生了加工誤差。運(yùn)動(dòng)部件的位置精度，產(chǎn)生了加工誤差。4 4提高工藝

57、系統(tǒng)剛度的主要措施提高工藝系統(tǒng)剛度的主要措施提高工藝系統(tǒng)剛度，是減少工藝系統(tǒng)受力變形，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量提高工藝系統(tǒng)剛度，是減少工藝系統(tǒng)受力變形，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的有效措施。在生產(chǎn)實(shí)際中，提高工藝系統(tǒng)剛度可采取以和提高生產(chǎn)率的有效措施。在生產(chǎn)實(shí)際中，提高工藝系統(tǒng)剛度可采取以下措施：下措施：合理設(shè)計(jì)工藝裝備的結(jié)構(gòu)，減少連接表面的數(shù)目，同時(shí)加強(qiáng)各元合理設(shè)計(jì)工藝裝備的結(jié)構(gòu)，減少連接表面的數(shù)目，同時(shí)加強(qiáng)各元件剛度的匹配，提高工藝系統(tǒng)的剛度，減少受力變形。件剛度的匹配，提高工藝系統(tǒng)的剛度，減少受力變形。提高工藝系統(tǒng)中零件間配合質(zhì)量以提高接觸剛度。如機(jī)床導(dǎo)軌副提高工藝系統(tǒng)中零件間配合質(zhì)量以提高接

58、觸剛度。如機(jī)床導(dǎo)軌副的刮研、配研頂尖錐體同主軸和尾座套筒錐孔的配合面等。的刮研、配研頂尖錐體同主軸和尾座套筒錐孔的配合面等。設(shè)置輔助支承以提高工藝系統(tǒng)剛度。如車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)采用跟刀架設(shè)置輔助支承以提高工藝系統(tǒng)剛度。如車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)采用跟刀架來(lái)提高工件的剛度。來(lái)提高工件的剛度。給工藝系統(tǒng)中有關(guān)部件以預(yù)加載荷，可消除接合面間的間隙，增給工藝系統(tǒng)中有關(guān)部件以預(yù)加載荷，可消除接合面間的間隙，增加實(shí)際接觸面積，提高接觸剛度，減少受力變形。此措施常用在各類軸加實(shí)際接觸面積，提高接觸剛度，減少受力變形。此措施常用在各類軸承、滾珠絲杠螺母副的調(diào)整。承、滾珠絲杠螺母副的調(diào)整。 合理裝夾工件，提高工藝系統(tǒng)剛度，減少夾

59、緊變形。合理裝夾工件，提高工藝系統(tǒng)剛度，減少夾緊變形。對(duì)薄板或薄壁套類工件，夾緊時(shí)要特別注意選擇適當(dāng)?shù)膴A緊方法，對(duì)薄板或薄壁套類工件，夾緊時(shí)要特別注意選擇適當(dāng)?shù)膴A緊方法，以減小夾緊變形。如圖以減小夾緊變形。如圖8-208-20和圖和圖8-218-21所示的裝夾加工情況所示的裝夾加工情況(a) (b) (c) (d) (e)(a) (b) (c) (d) (e)圖圖8-20 8-20 薄壁套類薄壁套類工件夾緊變形及改善措施工件夾緊變形及改善措施(a)(a)用普通三爪卡盤直接夾緊套筒用普通三爪卡盤直接夾緊套筒(b)(b)將孔鏜圓將孔鏜圓(c)(c)松開(kāi)套筒后，孔變形松開(kāi)套筒后，孔變形(d)(d)采

60、用開(kāi)口夾具夾緊套筒采用開(kāi)口夾具夾緊套筒(e)(e)采用弧形三爪直接夾緊，可避免變形采用弧形三爪直接夾緊，可避免變形圖圖8-21 8-21 薄板類工件磨削加工的裝夾方式薄板類工件磨削加工的裝夾方式(a)(a)毛坯翹曲毛坯翹曲(b)(b)吸盤吸緊吸盤吸緊(c)(c)磨后松開(kāi)磨后松開(kāi)(d)(d)磨削凸面磨削凸面(e)(e)磨削凹面磨削凹面 (f)(f)磨后松開(kāi)磨后松開(kāi)1. 1. 工藝系統(tǒng)的熱源及熱平衡工藝系統(tǒng)的熱源及熱平衡引起工藝系統(tǒng)熱變形的熱源有系統(tǒng)內(nèi)部熱源和外部熱源。引起工藝系統(tǒng)熱變形的熱源有系統(tǒng)內(nèi)部熱源和外部熱源。系統(tǒng)內(nèi)部熱源主要指切削熱和摩擦熱。切削熱是由于切削過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)部熱源主要指切削