機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課件(第4章)

1、123 尺寸精度形狀精度位置精度（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)，位置公差限制在尺寸公差內(nèi)）表面粗糙度波度紋理方向傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）加工精度表面質(zhì)量表面幾何形狀精度表面缺陷層表層加工硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力加工質(zhì)量包含的內(nèi)容45優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗是企業(yè)發(fā)展的必由之路。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗是企業(yè)發(fā)展的必由之路。 優(yōu)質(zhì)就是高的產(chǎn)品質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)就是高的產(chǎn)品質(zhì)量。 高產(chǎn)就是生產(chǎn)效率高。高產(chǎn)就是生產(chǎn)效率高。 低消耗就是成本低。低消耗就是成本低。產(chǎn)品的質(zhì)量與零件的加工質(zhì)量、產(chǎn)品的裝配質(zhì)量密切產(chǎn)品的質(zhì)量與零件的加工質(zhì)量、產(chǎn)品的裝配質(zhì)量密切 相關(guān)，相關(guān)，而零件的加工質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。而零件的

2、加工質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。 它包括零件的加工精度和表面質(zhì)量?jī)煞矫?。它包括零件的加工精度和表面質(zhì)量?jī)煞矫妗Ａ慵募庸ぞ劝ǔ叽缇?、形狀精度和相互位置零件的加工精度包括尺寸精度、形狀精度和相互位?精度。精度。4-1 機(jī)械加工精度概機(jī)械加工精度概 述述6一、加工精度與加工誤差一、加工精度與加工誤差 加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀及各表面相互位置等參數(shù)）與理想（尺寸、形狀及各表面相互位置等參數(shù)）與理想幾何參數(shù)的符合程度。幾何參數(shù)的符合程度。符合程度越高，加工精度符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。就越高。反之，越低。 理想幾何參數(shù)理

3、想幾何參數(shù)表面表面絕對(duì)平面、圓柱面絕對(duì)平面、圓柱面 等；等；位置位置絕對(duì)平行、垂直、同絕對(duì)平行、垂直、同 軸等；軸等；尺寸尺寸位于公差帶中心。位于公差帶中心。1.加工精度加工精度7 加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，所以，加工誤差的大理想幾何參數(shù)的偏離程度，所以，加工誤差的大小反映了加工精度的高低。小反映了加工精度的高低。 實(shí)際加工時(shí)不可能也沒(méi)有必要把零件做得與實(shí)際加工時(shí)不可能也沒(méi)有必要把零件做得與理想零件完全一致，而總會(huì)有一定的偏差，即加理想零件完全一致，而總會(huì)有一定的偏差，即加工誤差。只要這些誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，即能滿工誤差

4、。只要這些誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，即能滿足機(jī)器使用性能的要求。足機(jī)器使用性能的要求。2.加工誤差加工誤差8二、尺寸、形狀和位置精度間的關(guān)系二、尺寸、形狀和位置精度間的關(guān)系 獨(dú)立原則是處理形位公差和尺寸公差關(guān)系的獨(dú)立原則是處理形位公差和尺寸公差關(guān)系的基本原則，即尺寸精度和形位精度按照使用要求基本原則，即尺寸精度和形位精度按照使用要求分別滿足；分別滿足； 在一般情況下，尺寸精度高，其形狀和位置在一般情況下，尺寸精度高，其形狀和位置精度也高；精度也高； 通常，零件的形狀誤差約占相應(yīng)尺寸公差的通常，零件的形狀誤差約占相應(yīng)尺寸公差的3050；位置誤差約為尺寸公差的；位置誤差約為尺寸公差的6585。9三、獲得

5、加工精度的方法三、獲得加工精度的方法1.1.獲得尺寸精度的方法獲得尺寸精度的方法 試切法試切法 定尺寸刀具法定尺寸刀具法 調(diào)整法調(diào)整法 自動(dòng)控制法自動(dòng)控制法102.2.獲得形狀精度的方法獲得形狀精度的方法 刀尖軌跡法刀尖軌跡法 成形刀具法成形刀具法 展成法展成法3.3.獲得位置精度的方法獲得位置精度的方法 直接裝夾法直接裝夾法 找正裝夾法找正裝夾法 夾具裝夾法夾具裝夾法11 由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的誤差是工件產(chǎn)的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的誤差是工件產(chǎn)生加工誤差的根源。我們把工藝系統(tǒng)生加工誤差的根源。我們把工藝系統(tǒng)的各種誤差稱之為原始誤差。的各種誤差稱

6、之為原始誤差。 原始原始誤差誤差原始誤差原始誤差的種類的種類工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差工件的殘余應(yīng)力引起的誤差工件的殘余應(yīng)力引起的誤差伺服進(jìn)給系統(tǒng)位移誤差等伺服進(jìn)給系統(tǒng)位移誤差等12工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)靜誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌誤差傳動(dòng)鏈誤差一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成法刀具 試切法 調(diào)整法機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)幾幾何何誤誤差差原理誤差原理誤差調(diào)整誤差調(diào)整誤差測(cè)量誤差測(cè)量誤差定位誤差定位誤差刀具幾何誤差刀具幾何誤差?yuàn)A具幾何誤差?yuàn)A具幾何誤差13外力作用點(diǎn)變化外力方向變化

7、外力大小變化工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差動(dòng)誤差工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)力變形力變形工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)熱變形熱變形其他動(dòng)誤差其他動(dòng)誤差機(jī)床熱變形工件熱變形刀具熱變形14四、四、研究機(jī)械加工精度的方法研究機(jī)械加工精度的方法分析計(jì)算法統(tǒng)計(jì)分析法是在掌握各種原始誤差對(duì)加工精度影是在掌握各種原始誤差對(duì)加工精度影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析工件加工中所響規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析工件加工中所出現(xiàn)的誤差可能是哪一種或哪幾種主出現(xiàn)的誤差可能是哪一種或哪幾種主要原始誤差所引起的，并找出原始誤要原始誤差所引起的，并找出原始誤差與加工誤差之間的影響關(guān)系，通過(guò)差與加工誤差之間的影響關(guān)系，通過(guò)估算來(lái)確定工件加工誤差的大小，再估算來(lái)確定工件加工誤差的大

8、小，再通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試來(lái)加以驗(yàn)證。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試來(lái)加以驗(yàn)證。是對(duì)具體加工條件下得到的幾何參數(shù)進(jìn)行實(shí)是對(duì)具體加工條件下得到的幾何參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，然后運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)這些測(cè)際測(cè)量，然后運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)這些測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，找出工件加工誤差的試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，找出工件加工誤差的規(guī)律和性質(zhì)，進(jìn)而控制加工質(zhì)量。規(guī)律和性質(zhì)，進(jìn)而控制加工質(zhì)量。15 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 加工誤差加工誤差與理想零件的偏離與理想零件的偏離加工精度的另一描述加工精度的另一描述 工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)機(jī)床機(jī)床刀具刀具夾具夾具工件工件 原始誤差原始誤差工藝系統(tǒng)的誤差工藝系統(tǒng)的誤差產(chǎn)生加

9、工誤差的根源產(chǎn)生加工誤差的根源包括工藝系統(tǒng)靜誤差、動(dòng)誤差包括工藝系統(tǒng)靜誤差、動(dòng)誤差分析計(jì)算法分析計(jì)算法統(tǒng)計(jì)分析法統(tǒng)計(jì)分析法16174-2 原理誤差與工藝系統(tǒng)幾何誤差原理誤差與工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響對(duì)加工精度的影響一、原理誤差一、原理誤差 原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。 例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造形誤差；用阿基米德蝸

10、桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造形誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開(kāi)線，而是折線。形不是光滑的漸開(kāi)線，而是折線。 成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀具輪廓。成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀具輪廓。 采用近似的成形運(yùn)動(dòng)和刀具刃形，不但可以簡(jiǎn)化機(jī)床或刀具的結(jié)采用近似的成形運(yùn)動(dòng)和刀具刃形，不但可以簡(jiǎn)化機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)，而且能提高生產(chǎn)效率和加工的經(jīng)濟(jì)效益。構(gòu)，而且能提高生產(chǎn)效率和加工的經(jīng)濟(jì)效益。18二、機(jī)床幾何誤差二、機(jī)床幾何誤差機(jī)床幾何誤差的來(lái)源機(jī)床幾何誤差的來(lái)源機(jī)床制造機(jī)床制造磨

11、損磨損安裝安裝機(jī)床幾何誤差的組成機(jī)床幾何誤差的組成主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差傳動(dòng)鏈誤差傳動(dòng)鏈誤差19機(jī)床的幾何誤差組成機(jī)床的幾何誤差組成機(jī)床機(jī)床幾何誤差幾何誤差機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌誤差軸向竄動(dòng)徑向跳動(dòng)角度擺動(dòng)水平面內(nèi)直線度垂直面內(nèi)直線度前后導(dǎo)軌的平行度內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄?兩端傳動(dòng)元件間 相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差201、機(jī)床導(dǎo)軌誤差、機(jī)床導(dǎo)軌誤差 機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床中確定某些主要部件相對(duì)位置的機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床中確定某些主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，也是某些主要部件的運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)。基準(zhǔn)，也是某些主要部件的運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)。 機(jī)床導(dǎo)軌誤差的基本形式機(jī)床導(dǎo)軌誤差的基本

12、形式水平面內(nèi)的直線度水平面內(nèi)的直線度垂直面內(nèi)的直線度垂直面內(nèi)的直線度前后導(dǎo)軌的平行度前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）（扭曲） 現(xiàn)以臥式車床為例，說(shuō)明導(dǎo)軌誤差是怎樣影響工件現(xiàn)以臥式車床為例，說(shuō)明導(dǎo)軌誤差是怎樣影響工件的加工精度的。的加工精度的。21（1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差的影響導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差的影響 當(dāng)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為當(dāng)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為y時(shí)時(shí),引引起工件在半徑方向的誤差為（起工件在半徑方向的誤差為（圖圖49）：）： R=y 由此可見(jiàn)：床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)如果有直線度誤差，使由此可見(jiàn)：床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)如果有直線度誤差，使工件在縱向截面和橫向截面內(nèi)分別產(chǎn)生形狀誤差和尺寸

13、工件在縱向截面和橫向截面內(nèi)分別產(chǎn)生形狀誤差和尺寸誤差。誤差。 當(dāng)導(dǎo)軌向后凸出時(shí)，工件上產(chǎn)生鞍形加工誤差；當(dāng)導(dǎo)軌向后凸出時(shí)，工件上產(chǎn)生鞍形加工誤差；當(dāng)導(dǎo)軌向前凸出時(shí)，工件上產(chǎn)生鼓形加工誤差。當(dāng)導(dǎo)軌向前凸出時(shí)，工件上產(chǎn)生鼓形加工誤差。22 床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)有直線度誤差（床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)有直線度誤差（圖圖4-10），會(huì)引起），會(huì)引起刀尖產(chǎn)生切向位移刀尖產(chǎn)生切向位移Z，造成工件在半徑方向產(chǎn)生的誤差為：，造成工件在半徑方向產(chǎn)生的誤差為： RZ2/d（2）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差的影響導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差的影響設(shè)：設(shè)：Z=Y=0.01mm ，R=50mm ， 則由于法向原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差則由

14、于法向原始誤差而產(chǎn)生的加工誤差 R= Y =0.01mm, 由于切向原始誤差產(chǎn)生的加工誤差由于切向原始誤差產(chǎn)生的加工誤差 R Z2/d =0.000001mm 此值完全可以忽略不計(jì)。由于此值完全可以忽略不計(jì)。由于Z2數(shù)值很小，因此該誤差對(duì)數(shù)值很小，因此該誤差對(duì)工件的尺寸精度和形狀精度影響甚小。工件的尺寸精度和形狀精度影響甚小。 23 對(duì)平面磨床，龍門刨床對(duì)平面磨床，龍門刨床及銑床等，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)及銑床等，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差會(huì)引起工件相的直線度誤差會(huì)引起工件相對(duì)于砂輪（刀具）產(chǎn)生法向?qū)τ谏拜啠ǖ毒撸┊a(chǎn)生法向位移，其誤差將直接反映到位移，其誤差將直接反映到被加工工件上，造成形狀誤被加工工

15、件上，造成形狀誤差（圖）。差（圖）。 原始誤差引起工件相對(duì)于刀具產(chǎn)生相對(duì)位移，若原始誤差引起工件相對(duì)于刀具產(chǎn)生相對(duì)位移，若產(chǎn)生在加工表面法向方向（誤差敏感方向），對(duì)加工產(chǎn)生在加工表面法向方向（誤差敏感方向），對(duì)加工精度有直接影響；產(chǎn)生在加工表面切向方向（誤差非精度有直接影響；產(chǎn)生在加工表面切向方向（誤差非敏感方向）敏感方向） ，可忽略不計(jì)。，可忽略不計(jì)。結(jié)論：結(jié)論： 圖圖 龍門刨床導(dǎo)軌垂直面龍門刨床導(dǎo)軌垂直面 內(nèi)直線度誤差內(nèi)直線度誤差 1刨刀刨刀 2工件工件 3工作臺(tái)工作臺(tái) 4床身導(dǎo)軌床身導(dǎo)軌24（3）前后）前后導(dǎo)軌平行度誤差的影響導(dǎo)軌平行度誤差的影響 床身前后導(dǎo)軌有平行度誤差（扭曲）床身前后

16、導(dǎo)軌有平行度誤差（扭曲）時(shí)，會(huì)使車床溜板在沿床身移動(dòng)時(shí)發(fā)生時(shí)，會(huì)使車床溜板在沿床身移動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜，從而使刀尖相對(duì)工件產(chǎn)生偏移，偏斜，從而使刀尖相對(duì)工件產(chǎn)生偏移，使工件產(chǎn)生形狀誤差（鼓形、鞍形、錐使工件產(chǎn)生形狀誤差（鼓形、鞍形、錐度）。度）。 從從圖圖4-114-11可知，車床前后導(dǎo)軌扭曲的最終結(jié)果可知，車床前后導(dǎo)軌扭曲的最終結(jié)果反映在工件上，于是產(chǎn)生了加工誤差反映在工件上，于是產(chǎn)生了加工誤差y y。從幾何。從幾何關(guān)系中可得出：關(guān)系中可得出： yHyH/B/B 一般車床一般車床H2B/3H2B/3，外圓磨床，外圓磨床HBHB，因此該項(xiàng)，因此該項(xiàng)原始誤差原始誤差對(duì)加工精度的影響很大。對(duì)加工精度的影

17、響很大。252、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差（1）機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念）機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念 主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線（一般用平均主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線（一般用平均回轉(zhuǎn)軸線來(lái)代替）產(chǎn)生的偏移量?；剞D(zhuǎn)軸線來(lái)代替）產(chǎn)生的偏移量。主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式 軸向竄動(dòng)軸向竄動(dòng) 純徑向跳動(dòng)純徑向跳動(dòng) 純角度擺動(dòng)純角度擺動(dòng) 實(shí)際上主軸回轉(zhuǎn)誤差是上述三種形式誤差的合成。由實(shí)際上主軸回轉(zhuǎn)誤差是上述三種形式誤差的合成。由于主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線在空間的位置是在不斷變化的，由上于主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線在空間的位置是在不斷變化的，由上述三種運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的位移（即誤差）是一個(gè)瞬時(shí)值

18、。述三種運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的位移（即誤差）是一個(gè)瞬時(shí)值。26車間車間所有機(jī)床，我們分為：所有機(jī)床，我們分為： 工件回轉(zhuǎn)類工件回轉(zhuǎn)類刀具回轉(zhuǎn)類刀具回轉(zhuǎn)類誤差敏感誤差敏感方向不變方向不變加工時(shí)誤差敏感加工時(shí)誤差敏感方向和切削力方方向和切削力方向隨主軸回轉(zhuǎn)而向隨主軸回轉(zhuǎn)而不斷變化不斷變化（2）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)加工精度的影響下面以在鏜床上鏜孔、車床上車外圓為例來(lái)說(shuō)下面以在鏜床上鏜孔、車床上車外圓為例來(lái)說(shuō)明主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響。明主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響。27主軸的純徑向跳動(dòng)對(duì)車削和鏜削加工精度的影響主軸的純徑向跳動(dòng)對(duì)車削和鏜削加工精度的影響鏜削加工：鏜刀回轉(zhuǎn)，工件不轉(zhuǎn)鏜

19、削加工：鏜刀回轉(zhuǎn)，工件不轉(zhuǎn) 假設(shè)由于主軸的純徑向跳動(dòng)而使軸線在假設(shè)由于主軸的純徑向跳動(dòng)而使軸線在y y坐標(biāo)方向作簡(jiǎn)諧坐標(biāo)方向作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)（圖圖4-44-4），其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，簡(jiǎn)諧幅值為），其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，簡(jiǎn)諧幅值為A A； 則則: : Y Y = Acos= Acos （ tt） 且主軸中心偏移最大（等于且主軸中心偏移最大（等于A A）時(shí)，鏜刀尖正好通過(guò)水平）時(shí)，鏜刀尖正好通過(guò)水平位置位置1 1處。處。 當(dāng)鏜刀轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)當(dāng)鏜刀轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角時(shí)（位置角時(shí)（位置11），刀尖軌跡的水平分），刀尖軌跡的水平分量和垂直分量分別計(jì)算得：量和垂直分量分別計(jì)算得： y=Acos+Rcos=(A+R)

20、cosy=Acos+Rcos=(A+R)cos Z=Rsin Z=Rsin將上兩式平方相加得將上兩式平方相加得: : y y2 2/(A+R)/(A+R)2 2+Z+Z2 2/R/R2 2=1=1 表明此時(shí)鏜出的孔為橢圓形。表明此時(shí)鏜出的孔為橢圓形。28車床加工：工件回轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng)車床加工：工件回轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng) 假設(shè)主軸軸線沿假設(shè)主軸軸線沿y軸作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（軸作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（圖圖4-5），在工件的），在工件的1處（主軸中心偏移最大之處）切出的半徑比在工件的處（主軸中心偏移最大之處）切出的半徑比在工件的2、4處切出的半徑小一個(gè)幅值處切出的半徑小一個(gè)幅值A(chǔ)；在工件的；在工件的3處切出的半徑比處切出的半徑比

21、在工件的在工件的2、4處切出的半徑大一個(gè)幅值處切出的半徑大一個(gè)幅值A(chǔ)。 這樣，上述四點(diǎn)工件的直徑都相等，其它各點(diǎn)直徑這樣，上述四點(diǎn)工件的直徑都相等，其它各點(diǎn)直徑誤差也很小，所以車削出的工件表面接近于一個(gè)真圓。誤差也很小，所以車削出的工件表面接近于一個(gè)真圓。 Y2+Z2=R2+A2Sin2 由此可見(jiàn)，主軸的純徑向跳動(dòng)對(duì)車削加工工件的圓由此可見(jiàn)，主軸的純徑向跳動(dòng)對(duì)車削加工工件的圓度影響很小。度影響很小。29軸向竄動(dòng)對(duì)車、鏜削加工精度的影響軸向竄動(dòng)對(duì)車、鏜削加工精度的影響 主軸的軸向竄動(dòng)對(duì)內(nèi)、外圓的加工精度沒(méi)有主軸的軸向竄動(dòng)對(duì)內(nèi)、外圓的加工精度沒(méi)有影響，但加工端面時(shí)，會(huì)使加工的端面與內(nèi)外圓影響，但加

22、工端面時(shí)，會(huì)使加工的端面與內(nèi)外圓軸線產(chǎn)生垂直度誤差。軸線產(chǎn)生垂直度誤差。 主軸每轉(zhuǎn)一周，要沿軸向竄動(dòng)一次，使得切主軸每轉(zhuǎn)一周，要沿軸向竄動(dòng)一次，使得切出的端面產(chǎn)生平面度誤差（出的端面產(chǎn)生平面度誤差（圖圖4-6）。當(dāng)加工螺紋）。當(dāng)加工螺紋時(shí)，會(huì)產(chǎn)生螺距誤差。時(shí)，會(huì)產(chǎn)生螺距誤差。 30 車削加工時(shí)工件每一橫截面內(nèi)的圓度誤差很小，但軸車削加工時(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（錐度）。平面有圓柱度誤差（錐度）。 車外圓：得到圓形工件，但產(chǎn)生圓柱度誤差（錐體）車外圓：得到圓形工件，但產(chǎn)生圓柱度誤差（錐體） 車端面：產(chǎn)生平面度誤差車端面：產(chǎn)生平面度誤差 鏜孔時(shí)，由于主軸的純角度擺動(dòng)鏜

23、孔時(shí)，由于主軸的純角度擺動(dòng) 使得主軸回轉(zhuǎn)軸線與使得主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，使鏜出的孔呈橢圓形，使鏜出的孔呈橢圓形，如如圖圖4-7所示。所示。 角度擺動(dòng)對(duì)車、鏜削加工精度的影響角度擺動(dòng)對(duì)車、鏜削加工精度的影響 主軸純角度擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響，取決于主軸純角度擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響，取決于不同的加工內(nèi)容。不同的加工內(nèi)容。31（3）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施1）提高主軸的軸承精度。）提高主軸的軸承精度。 2）減少機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響。）減少機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響。3）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，以消除間隙。）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，以消除間隙。4

24、）提高主軸箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配）提高主軸箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配合的零件有關(guān)表面的加工精度。合的零件有關(guān)表面的加工精度。32討論 鏜床上鏜孔時(shí)，工作臺(tái)進(jìn)給（圖示），即工件直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鏜桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌在水平面、垂直面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度有何影響？答：孔徑?jīng)]有誤差，有圓柱度誤差。軸線不直。因?yàn)檎`差敏感方向不斷變化。33 若鏜桿進(jìn)給，即鏜桿既旋轉(zhuǎn)又移動(dòng)（圖示），導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度有無(wú)影響？討論答：不會(huì)產(chǎn)生孔的形狀誤差，但會(huì)產(chǎn)生孔的位置誤差。34討論 刨平面時(shí)，導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度有何影響？ 若刨削剛性很差的薄板時(shí)，會(huì)產(chǎn)生何種加工誤差？答：產(chǎn)生加工表面的直線度誤差、平面度誤差

25、。答：無(wú)形狀誤差，但有尺寸誤差。35思考題 端銑時(shí)，若主軸回轉(zhuǎn)軸線與工件進(jìn)給方向不垂直，會(huì)產(chǎn)生何種加工誤差？誤差大小？36 在車螺紋、插齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件之在車螺紋、插齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，機(jī)床內(nèi)聯(lián)機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈系傳動(dòng)鏈的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。（1）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差定義）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差定義指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藞?zhí)指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藞?zhí)行元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的行元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。誤差。（2）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差描述）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差描述3、機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差、機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差37 在車螺紋、插

26、齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件之在車螺紋、插齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，機(jī)床內(nèi)聯(lián)機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈系傳動(dòng)鏈的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。傳動(dòng)鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)傳動(dòng)鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差。角誤差。它的大小對(duì)車、它的大小對(duì)車、磨、銑螺紋，滾、插、磨磨、銑螺紋，滾、插、磨（展成法磨齒）齒輪等加（展成法磨齒）齒輪等加工會(huì)影響分度精度，造成工會(huì)影響分度精度，造成加工表面的形狀誤差，如加工表面的形狀誤差，如螺距精度、齒距精度等。螺距精度、齒距精度等。3、機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差、機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差（1）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤

27、差定義）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差定義（2）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差描述）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差描述38例如，車螺紋時(shí)，要求主軸與傳動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)速比恒定例如，車螺紋時(shí)，要求主軸與傳動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)速比恒定（圖示圖示），即），即iTTiii iTzzzzzzzzS432186427531Z1Z2（3）驅(qū)動(dòng)絲杠誤差的產(chǎn)生）驅(qū)動(dòng)絲杠誤差的產(chǎn)生2112zzi1122i1239若齒輪若齒輪Z1有轉(zhuǎn)角誤差有轉(zhuǎn)角誤差1，造成，造成Z2的轉(zhuǎn)角誤差為：的轉(zhuǎn)角誤差為：12i121Z1 1 1n=i1n1Z2 2 2n=i2n2Zn n nn=innn在任一時(shí)刻，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差反映到絲杠的總誤差為：在任一時(shí)刻，各齒輪的轉(zhuǎn)角誤差反映到絲杠的總誤差為：n

28、jjnjnnnni121傳到絲杠上的轉(zhuǎn)角誤差為傳到絲杠上的轉(zhuǎn)角誤差為1n，即：，即：40（3）減少傳動(dòng)鏈誤差的措施）減少傳動(dòng)鏈誤差的措施1）盡量縮短傳動(dòng)鏈。）盡量縮短傳動(dòng)鏈。 2）提高傳動(dòng)件的制造和安裝精度，尤其是末端）提高傳動(dòng)件的制造和安裝精度，尤其是末端零件的精度。零件的精度。 3）盡可能采用降速運(yùn)動(dòng)，且傳動(dòng)比最小的一級(jí)）盡可能采用降速運(yùn)動(dòng)，且傳動(dòng)比最小的一級(jí)傳動(dòng)件應(yīng)在最后。傳動(dòng)件應(yīng)在最后。 4）消除傳動(dòng)鏈中齒輪副的間隙。）消除傳動(dòng)鏈中齒輪副的間隙。 5）采用誤差校正機(jī)構(gòu)）采用誤差校正機(jī)構(gòu)(圖圖)41圖圖 絲杠加工誤差校正裝置絲杠加工誤差校正裝置1工件工件 2螺母螺母 3母絲杠母絲杠 4杠

29、桿杠桿 5校正尺校正尺 6觸頭觸頭 7校正曲線校正曲線421、刀具、刀具 誤差誤差一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成法刀具展成法刀具如普通車刀、如普通車刀、單刃鏜刀和面單刃鏜刀和面銑刀等）的制銑刀等）的制造誤差對(duì)加工造誤差對(duì)加工精度沒(méi)有直接精度沒(méi)有直接影響，影響，但磨損后對(duì)工但磨損后對(duì)工件尺寸或形狀件尺寸或形狀精度有一定影精度有一定影響響 三、刀具誤差三、刀具誤差43 定尺寸刀定尺寸刀具（如鉆頭、具（如鉆頭、鉸刀、圓孔拉鉸刀、圓孔拉刀等）的尺寸刀等）的尺寸誤差直接影響誤差直接影響被加工工件的被加工工件的尺寸精度。尺寸精度。刀具的安裝和刀具的安裝和使用不當(dāng)，也使用不當(dāng)，也會(huì)

30、影響加工精會(huì)影響加工精度。度。1、刀具、刀具 誤差誤差一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成法刀具展成法刀具三、刀具誤差三、刀具誤差44 成形刀具成形刀具（如成形車刀、（如成形車刀、成形銑刀、盤成形銑刀、盤形齒輪銑刀等）形齒輪銑刀等）的誤差主要影的誤差主要影響被加工面的響被加工面的形狀精度形狀精度1、刀具、刀具 誤差誤差一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成法刀具展成法刀具三、刀具誤差三、刀具誤差45 展成法刀具展成法刀具（如齒輪滾刀、（如齒輪滾刀、插齒刀等）加插齒刀等）加工齒輪時(shí)，刀工齒輪時(shí)，刀刃的幾何形狀刃的幾何形狀及有關(guān)尺寸精及有關(guān)尺寸精度會(huì)直接影響度

31、會(huì)直接影響齒輪加工精度齒輪加工精度1、刀具、刀具 誤差誤差一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成法刀具展成法刀具三、刀具誤差三、刀具誤差46圖例圖例 車刀的尺寸磨損車刀的尺寸磨損圖例圖例 車刀磨損過(guò)程車刀磨損過(guò)程474-3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)加工精度的影響工藝系統(tǒng)：工藝系統(tǒng)：機(jī)床、夾具、機(jī)床、夾具、工件、刀具工件、刀具外力：外力：切削力、傳切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾動(dòng)力、慣性力、夾緊力、重力緊力、重力產(chǎn)生加工誤差產(chǎn)生加工誤差（舉例（舉例4-17）破壞了刀具、工破壞了刀具、工件間相對(duì)位置件間相對(duì)位置工藝系統(tǒng)受力變形現(xiàn)象工藝系統(tǒng)受力變形現(xiàn)象49圖圖4

32、-17 受力變形對(duì)工件精度的影響受力變形對(duì)工件精度的影響 a) 車長(zhǎng)軸車長(zhǎng)軸 b） 磨內(nèi)孔磨內(nèi)孔 由此看來(lái)，為了保證和提高工件的加工精由此看來(lái)，為了保證和提高工件的加工精度，就必須深入研究并控制以至消除工藝系統(tǒng)度，就必須深入研究并控制以至消除工藝系統(tǒng)及其有關(guān)組成部分的變形。及其有關(guān)組成部分的變形。50（一）工藝系統(tǒng)的剛度（一）工藝系統(tǒng)的剛度 工藝系統(tǒng)整體抵抗其變形的能力。其大小為：工藝系統(tǒng)整體抵抗其變形的能力。其大小為： 背向力背向力Fp （舊標(biāo)準(zhǔn)中為徑向切削分力（舊標(biāo)準(zhǔn)中為徑向切削分力Fy）與工藝系）與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形統(tǒng)在該方向上的變形y的比值，即的比值，即k=Fp/y 注意：注意：

33、這里變形這里變形y是總切削力的三個(gè)分力是總切削力的三個(gè)分力Fc、Fp、Ff（舊標(biāo)準(zhǔn)中為（舊標(biāo)準(zhǔn)中為Fz、Fy、Fx）綜合作用的結(jié)果。）綜合作用的結(jié)果。 工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度51系統(tǒng)剛度與各環(huán)節(jié)剛度系統(tǒng)剛度與各環(huán)節(jié)剛度 工藝系統(tǒng)的剛度是由組成工藝系統(tǒng)各部件的剛度決定工藝系統(tǒng)的剛度是由組成工藝系統(tǒng)各部件的剛度決定的。工藝系統(tǒng)的總變形量為：的。工藝系統(tǒng)的總變形量為： y= yjc+ydj+yjj+ygjk=Fp/y, kjc= Fp/yjc ， kdj= Fp/ydj , kjj= Fp/yjj， kgj= Fp/ygj 工藝系統(tǒng)剛度的一般式為：工藝系統(tǒng)剛度的一般式為： k= 1/(1/kjc+

34、1/ kdj+1/ kjj+1/ kgj) （4 - 7） 若已知工藝系統(tǒng)各組成部分的剛度（即環(huán)節(jié)剛度），若已知工藝系統(tǒng)各組成部分的剛度（即環(huán)節(jié)剛度），就可以求出工藝系統(tǒng)的剛度。就可以求出工藝系統(tǒng)的剛度。52機(jī)床部件剛度特點(diǎn)機(jī)床部件剛度特點(diǎn) 圖圖 單向靜載測(cè)定車床剛度單向靜載測(cè)定車床剛度 1心軸心軸 2、3、6千分表千分表 4測(cè)力環(huán)測(cè)力環(huán) 5螺旋加力器螺旋加力器 53圖圖427 車床刀架部件的剛度曲線車床刀架部件的剛度曲線 一次加載一次加載 二次加載二次加載 三次加載三次加載 （圖圖4-27）是以）是以Fp為縱坐標(biāo)，刀架變形為縱坐標(biāo)，刀架變形ydj為橫坐標(biāo)的某為橫坐標(biāo)的某車床刀架部件的剛度實(shí)測(cè)

35、曲線。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了三次加載車床刀架部件的剛度實(shí)測(cè)曲線。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了三次加載卸載循環(huán)，由圖可以看出，機(jī)床部件的剛度曲線有以下特卸載循環(huán)，由圖可以看出，機(jī)床部件的剛度曲線有以下特點(diǎn)：點(diǎn)：54（1）機(jī)床部件剛度的特點(diǎn)）機(jī)床部件剛度的特點(diǎn)1） 背向力背向力Fp與刀架變形與刀架變形ydj不是線性關(guān)系。不是線性關(guān)系。2） 加載曲線與卸載曲線不重合。加載曲線與卸載曲線不重合。3） 加載曲線與卸載曲線不封閉（卸載后加載曲線與卸載曲線不封閉（卸載后 由于存在殘余變形，曲線回不到原點(diǎn)）。由于存在殘余變形，曲線回不到原點(diǎn)）。4）部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體結(jié)構(gòu)的估計(jì)）部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體結(jié)構(gòu)的估計(jì) 值小。值小。55

36、（2）影響機(jī)床部件剛度的因素）影響機(jī)床部件剛度的因素 連接表面間的接觸變形連接表面間的接觸變形 薄弱零件本身的影響薄弱零件本身的影響（圖圖429） 接合面間的間隙接合面間的間隙 接合面間摩擦力的影響接合面間摩擦力的影響561、切削力、切削力 大小變化引起的加工誤差（誤差復(fù)映）大小變化引起的加工誤差（誤差復(fù)映） 在加工過(guò)程中，由于工件加工余量或材料硬度不在加工過(guò)程中，由于工件加工余量或材料硬度不均勻，都會(huì)引起背向力的變化，從而使工藝系統(tǒng)受力均勻，都會(huì)引起背向力的變化，從而使工藝系統(tǒng)受力變形不一致而產(chǎn)生加工誤差。變形不一致而產(chǎn)生加工誤差。 以車削短圓柱工件外圓為例，如以車削短圓柱工件外圓為例，如圖

37、圖4-20所示。所示。由于毛坯存在的圓度誤差由于毛坯存在的圓度誤差m=ap1-ap2引起了工件產(chǎn)生圓度誤差引起了工件產(chǎn)生圓度誤差w=y1 -y2 且且m越大，越大，w越大，這種由于工藝系統(tǒng)受力變形的變?cè)酱?，這種由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使毛坯橢圓形狀誤差復(fù)映到加工后工件表面的現(xiàn)象稱化而使毛坯橢圓形狀誤差復(fù)映到加工后工件表面的現(xiàn)象稱為為“誤差復(fù)映誤差復(fù)映”。（二）工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響（二）工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響571稱為誤差復(fù)映系數(shù)，mw推導(dǎo)系統(tǒng)KfCPF/75. 0 由上式可知由上式可知,工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度K系統(tǒng)系統(tǒng)越大越大,復(fù)映系數(shù)復(fù)映系數(shù)越小越小,毛坯誤差

38、復(fù)映到工件上去的部分就越少。毛坯誤差復(fù)映到工件上去的部分就越少。 一般一般1 1 保證調(diào)整的正確性。保證調(diào)整的正確性。qC CP P1 1 此時(shí)不論如何調(diào)整，必將此時(shí)不論如何調(diào)整，必將產(chǎn)生部分廢品。產(chǎn)生部分廢品。q當(dāng)當(dāng)C CP P=1 =1 在各種常值系統(tǒng)誤差的在各種常值系統(tǒng)誤差的影響下，該工序也將產(chǎn)生部分廢品。影響下，該工序也將產(chǎn)生部分廢品。122 由分布函數(shù)的定義可知，正態(tài)分布函數(shù)是正態(tài)分由分布函數(shù)的定義可知，正態(tài)分布函數(shù)是正態(tài)分布概率密度函數(shù)的積分：布概率密度函數(shù)的積分：dxexxxx2)(2121)(（x） 正態(tài)分布曲線上下積分限間包含的面積，正態(tài)分布曲線上下積分限間包含的面積，它表征

39、了它表征了 隨機(jī)變量隨機(jī)變量x落在區(qū)間（落在區(qū)間（，x）上的概率。）上的概率。令令,xxz則有：則有：dzezFzz02221)( F(z)為右圖中陰影線部分為右圖中陰影線部分的面積。對(duì)于不同的面積。對(duì)于不同 z值的值的(z)，可由可由表表查出查出4.估算工序加工的合格率及廢品率估算工序加工的合格率及廢品率123124 分布曲線與分布曲線與x軸所包圍的面積代表了一軸所包圍的面積代表了一批零件的總數(shù)。如果尺寸分散范圍超出零件批零件的總數(shù)。如果尺寸分散范圍超出零件的公差帶，則肯定有廢品產(chǎn)生，如的公差帶，則肯定有廢品產(chǎn)生，如圖圖4-35所所示的陰影部分。示的陰影部分。 若尺寸落在若尺寸落在Lmin、

40、Lmax范圍內(nèi)，工件的范圍內(nèi)，工件的概率即空白部分的面積就是加工工件的合格概率即空白部分的面積就是加工工件的合格率。率。125圖圖435 廢品率計(jì)算廢品率計(jì)算126例題一例題一磨床加工銷軸，外徑磨床加工銷軸，外徑 ，抽樣后測(cè)，抽樣后測(cè) x =11.974mm, 0.005mm,其尺寸分布符合正態(tài)分其尺寸分布符合正態(tài)分布，試分析該工序的加工質(zhì)量。布，試分析該工序的加工質(zhì)量。127128解答解答1)判斷加工能力判斷加工能力 結(jié)論：工藝能力不足，產(chǎn)生廢品不可避免結(jié)論：工藝能力不足，產(chǎn)生廢品不可避免 2)計(jì)算廢品率計(jì)算廢品率 工件平均尺寸：工件平均尺寸： 工件最小尺寸：工件最小尺寸： 工件最小極限尺寸

41、：工件最小極限尺寸： dminAmin,無(wú)不可修復(fù)廢品無(wú)不可修復(fù)廢品129解答解答工件最大尺寸：工件最大尺寸： 工件最大極限尺寸：工件最大極限尺寸： dmax Amax，產(chǎn)生可修復(fù)廢品。，產(chǎn)生可修復(fù)廢品。 查表：查表：F(2)=0.4772 Q廢品率廢品率0.5-F(2)0.0228=2.28% 130解答解答3)工藝分析：工藝分析： 查表：查表：A=0.4965 Q廢品率廢品率0.5-0.49650.35% Q總總2 Q廢品率廢品率0.7% 調(diào)整，使調(diào)整，使 ，則兩邊廢品率相等。，則兩邊廢品率相等。 131 在車床上車削一批銷軸，經(jīng)測(cè)量，其實(shí)際尺寸在車床上車削一批銷軸，經(jīng)測(cè)量，其實(shí)際尺寸大于

42、所要求的尺寸從而必須返修的銷軸為大于所要求的尺寸從而必須返修的銷軸為24%，小于要求尺寸從而報(bào)廢的銷軸為小于要求尺寸從而報(bào)廢的銷軸為2%，若銷軸的直，若銷軸的直徑公差徑公差T=0.16mm,服從正態(tài)分布，試確定該工序的服從正態(tài)分布，試確定該工序的均方差均方差 并判斷車刀的調(diào)整誤差為多少？并判斷車刀的調(diào)整誤差為多少？例題二例題二132133解答解答 Q1=0.5-A1=0.02 A1=0.48 查表：Z1=2.05 Q2=0.5-A2=0.24 A2=0.26 查表：Z2=0.71 解得： =0.058 =0.038 1341355. 分布圖分析法的缺點(diǎn)分布圖分析法的缺點(diǎn) v分布圖分析法不能反映

43、誤差的變化趨勢(shì)。分布圖分析法不能反映誤差的變化趨勢(shì)。v 加工中，由于隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)性誤差同時(shí)加工中，由于隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)性誤差同時(shí)存在，在沒(méi)有考慮到工件加工先后順序的情況存在，在沒(méi)有考慮到工件加工先后順序的情況下，很難把隨機(jī)性誤差和變值系統(tǒng)性誤差區(qū)分下，很難把隨機(jī)性誤差和變值系統(tǒng)性誤差區(qū)分開(kāi)來(lái)。開(kāi)來(lái)。v由于在一批工件加工結(jié)束后，才能得出尺寸由于在一批工件加工結(jié)束后，才能得出尺寸分布情況，因而不能在加工過(guò)程中起到及時(shí)控分布情況，因而不能在加工過(guò)程中起到及時(shí)控制質(zhì)量的作用。制質(zhì)量的作用。136( (二二) )點(diǎn)圖法點(diǎn)圖法（1）點(diǎn)圖的形式）點(diǎn)圖的形式1） 個(gè)值點(diǎn)圖個(gè)值點(diǎn)圖 v按加工順序逐個(gè)地測(cè)量一

44、批工件按加工順序逐個(gè)地測(cè)量一批工件的尺寸，以工件序號(hào)為橫坐標(biāo)，以的尺寸，以工件序號(hào)為橫坐標(biāo)，以工件的加工尺寸為縱坐標(biāo)，就可作工件的加工尺寸為縱坐標(biāo)，就可作出個(gè)值點(diǎn)圖出個(gè)值點(diǎn)圖（圖圖7-47）。v個(gè)值點(diǎn)圖反映了工件逐個(gè)的尺寸變化與加工時(shí)間的關(guān)系。個(gè)值點(diǎn)圖反映了工件逐個(gè)的尺寸變化與加工時(shí)間的關(guān)系。若點(diǎn)圖上的上、若點(diǎn)圖上的上、下極限點(diǎn)包絡(luò)成二根平滑的曲線，并作這兩根曲線的平均值曲線，就能較下極限點(diǎn)包絡(luò)成二根平滑的曲線，并作這兩根曲線的平均值曲線，就能較清楚地揭示出加工過(guò)程中誤差的性質(zhì)及其變化趨勢(shì)，如清楚地揭示出加工過(guò)程中誤差的性質(zhì)及其變化趨勢(shì)，如圖圖7-48所示所示。v平均值曲線平均值曲線OO表示每

45、一瞬時(shí)的分散中心，反映了變值系統(tǒng)性誤差隨表示每一瞬時(shí)的分散中心，反映了變值系統(tǒng)性誤差隨時(shí)間變化的規(guī)律時(shí)間變化的規(guī)律.v其起始點(diǎn)其起始點(diǎn)O位置的高低表明常值系統(tǒng)性誤差的大小。位置的高低表明常值系統(tǒng)性誤差的大小。整個(gè)幾何圖形將隨整個(gè)幾何圖形將隨常值系統(tǒng)性誤差的大小不同，而在垂直方向處于不同位置。常值系統(tǒng)性誤差的大小不同，而在垂直方向處于不同位置。v上下限上下限AA 和和BB間的寬度表示在隨機(jī)性誤差作用下加工過(guò)程的尺寸分間的寬度表示在隨機(jī)性誤差作用下加工過(guò)程的尺寸分散范圍，反映了隨機(jī)性誤差的變化規(guī)律。散范圍，反映了隨機(jī)性誤差的變化規(guī)律。137圖圖747 個(gè)值點(diǎn)圖個(gè)值點(diǎn)圖圖圖748 個(gè)值點(diǎn)圖上反映誤差

46、變化趨勢(shì)個(gè)值點(diǎn)圖上反映誤差變化趨勢(shì)138R點(diǎn)圖點(diǎn)圖 v為了能直接反映出加工中系統(tǒng)為了能直接反映出加工中系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差隨加工時(shí)間性誤差和隨機(jī)性誤差隨加工時(shí)間的變化趨勢(shì)，實(shí)際生產(chǎn)中常用樣的變化趨勢(shì)，實(shí)際生產(chǎn)中常用樣組點(diǎn)圖。組點(diǎn)圖。前者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分布中心，前者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分布中心，反映了系反映了系統(tǒng)誤差及其變化趨勢(shì)；統(tǒng)誤差及其變化趨勢(shì)；后者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分散程度，后者控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分散程度，反映了隨反映了隨機(jī)誤差及其變化趨勢(shì)。機(jī)誤差及其變化趨勢(shì)。X樣組點(diǎn)圖的種類很多，最常用的是樣組點(diǎn)圖的種類很多，最常用的是 X R點(diǎn)圖（平均點(diǎn)圖（平均值值極差點(diǎn)圖）。極差

47、點(diǎn)圖）。它由它由X點(diǎn)圖和點(diǎn)圖和R點(diǎn)圖結(jié)合而成。點(diǎn)圖結(jié)合而成。單獨(dú)的單獨(dú)的點(diǎn)圖或點(diǎn)圖或R點(diǎn)圖不能全面反映加工誤差的情況，點(diǎn)圖不能全面反映加工誤差的情況，必須結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。必須結(jié)合起來(lái)應(yīng)用。X139 設(shè)現(xiàn)抽取順次加工的設(shè)現(xiàn)抽取順次加工的m個(gè)工件為第個(gè)工件為第i組，則第組，則第i樣組樣組的平均值的平均值Xi和極差和極差Ri值為值為 式中式中 ximax和和ximim分別為第分別為第i樣組中工件的最大尺寸和樣組中工件的最大尺寸和最小尺寸。最小尺寸。 以樣組序號(hào)為橫坐標(biāo)，分別以以樣組序號(hào)為橫坐標(biāo)，分別以Xi和和Ri為縱坐標(biāo)，就可為縱坐標(biāo)，就可以分別作出以分別作出X點(diǎn)圖和點(diǎn)圖和R點(diǎn)圖，如點(diǎn)圖，如圖圖4-3

48、6所示。所示。 X-R點(diǎn)圖的繪制：點(diǎn)圖的繪制：v是以小樣本順序隨機(jī)抽樣為基礎(chǔ)。在加工過(guò)程中，每隔一定的時(shí)間，是以小樣本順序隨機(jī)抽樣為基礎(chǔ)。在加工過(guò)程中，每隔一定的時(shí)間，隨機(jī)抽取幾件為一組作為一個(gè)小樣本。隨機(jī)抽取幾件為一組作為一個(gè)小樣本。v每組工件數(shù)（即小樣本容量）每組工件數(shù)（即小樣本容量）m=210件，一般取件，一般取m=45件，共抽件，共抽取取k=2025組，共組，共80100個(gè)工件的數(shù)據(jù)。個(gè)工件的數(shù)據(jù)。v在取得這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，再計(jì)算每組的平均值在取得這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，再計(jì)算每組的平均值Xi和極差和極差Ri。minmax11iiimiiixxRxmx140圖圖4-36 XR點(diǎn)圖點(diǎn)圖141（

49、2）點(diǎn)圖分析法的應(yīng)用）點(diǎn)圖分析法的應(yīng)用v點(diǎn)圖分析法是全面質(zhì)量管理中用以控制產(chǎn)品加工點(diǎn)圖分析法是全面質(zhì)量管理中用以控制產(chǎn)品加工質(zhì)量的主要方法之一，它是用于分析和判斷工序是質(zhì)量的主要方法之一，它是用于分析和判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)所使用的帶有控制界限的圖，又稱否處于穩(wěn)定狀態(tài)所使用的帶有控制界限的圖，又稱管理圖。管理圖。vX-R點(diǎn)圖主要用于工藝驗(yàn)證、分析加工誤差以及點(diǎn)圖主要用于工藝驗(yàn)證、分析加工誤差以及對(duì)加工過(guò)程的質(zhì)量控制。對(duì)加工過(guò)程的質(zhì)量控制。v工藝驗(yàn)證就是判定現(xiàn)行工藝或準(zhǔn)備投產(chǎn)的新工藝工藝驗(yàn)證就是判定現(xiàn)行工藝或準(zhǔn)備投產(chǎn)的新工藝能否穩(wěn)定地保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量要求。能否穩(wěn)定地保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量要求。v

50、工藝驗(yàn)證的主要內(nèi)容是工藝驗(yàn)證的主要內(nèi)容是通過(guò)抽樣檢查，確定其工通過(guò)抽樣檢查，確定其工序能力和工序能力系數(shù)，并判別工藝過(guò)程是否穩(wěn)定。序能力和工序能力系數(shù)，并判別工藝過(guò)程是否穩(wěn)定。142工藝過(guò)程出現(xiàn)異常波動(dòng)，表明總體分布的數(shù)字工藝過(guò)程出現(xiàn)異常波動(dòng)，表明總體分布的數(shù)字特征特征、發(fā)生了變化，這種變化不一定就是壞發(fā)生了變化，這種變化不一定就是壞事事。 例如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)子密集在中心線上下附近，說(shuō)例如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)子密集在中心線上下附近，說(shuō)明分散范圍變小了，這是好事。但應(yīng)查明原因，明分散范圍變小了，這是好事。但應(yīng)查明原因，使之鞏固，以進(jìn)一步提高工序能力（即減小使之鞏固，以進(jìn)一步提高工序能力（即減小6值）。值）。 再如刀具

51、磨損會(huì)使工件平均尺寸的誤差逐再如刀具磨損會(huì)使工件平均尺寸的誤差逐漸增加，使工藝過(guò)程不穩(wěn)定。雖然刀具磨損是漸增加，使工藝過(guò)程不穩(wěn)定。雖然刀具磨損是機(jī)械加工中的正?，F(xiàn)象，如果不適時(shí)加以調(diào)整，機(jī)械加工中的正?，F(xiàn)象，如果不適時(shí)加以調(diào)整，就有可能出現(xiàn)廢品。就有可能出現(xiàn)廢品。143 工藝過(guò)程是否穩(wěn)定，取決于該工序所采用的工藝過(guò)工藝過(guò)程是否穩(wěn)定，取決于該工序所采用的工藝過(guò)程中本身的誤差情況，與產(chǎn)品是否出現(xiàn)廢品不是一回程中本身的誤差情況，與產(chǎn)品是否出現(xiàn)廢品不是一回事事。 若某工序的工藝過(guò)程是穩(wěn)定的，其工序能力系數(shù)若某工序的工藝過(guò)程是穩(wěn)定的，其工序能力系數(shù)Cp值也足夠大，且樣本平均值與公差帶中心基本重合值也足夠

52、大，且樣本平均值與公差帶中心基本重合，那么只要在加工過(guò)程中不出現(xiàn)異常波動(dòng)，就可以判，那么只要在加工過(guò)程中不出現(xiàn)異常波動(dòng)，就可以判定它不會(huì)產(chǎn)生廢品。定它不會(huì)產(chǎn)生廢品。 加工過(guò)程中不出現(xiàn)異常波動(dòng)，說(shuō)明該工序的工藝加工過(guò)程中不出現(xiàn)異常波動(dòng)，說(shuō)明該工序的工藝過(guò)程處于控制之中，可以繼續(xù)進(jìn)行加工，否則就應(yīng)停過(guò)程處于控制之中，可以繼續(xù)進(jìn)行加工，否則就應(yīng)停機(jī)檢查，找出原因，采取措施消除使加工誤差增大的機(jī)檢查，找出原因，采取措施消除使加工誤差增大的因素，使質(zhì)量管理從事后檢驗(yàn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防。因素，使質(zhì)量管理從事后檢驗(yàn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防。1444-7 機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量零件的機(jī)械加工質(zhì)量不僅指加工精度，而且零

53、件的機(jī)械加工質(zhì)量不僅指加工精度，而且包括加工表面質(zhì)量。包括加工表面質(zhì)量。 機(jī)械加工后的零件表面實(shí)際上不是理想的光滑表面，機(jī)械加工后的零件表面實(shí)際上不是理想的光滑表面，它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。雖然只有極薄的一層（幾微米雖然只有極薄的一層（幾微米幾十微米），但都錯(cuò)綜復(fù)幾十微米），但都錯(cuò)綜復(fù)雜地影響著機(jī)械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蝕雜地影響著機(jī)械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蝕性和疲勞強(qiáng)度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此性和疲勞強(qiáng)度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此必須加以足夠的重視。必須加以足夠的

54、重視。一、一、 概概 述述146零件表面質(zhì)量零件表面質(zhì)量表面粗糙度表面粗糙度表面波度表面波度表面物理力學(xué)表面物理力學(xué)性能的變化性能的變化表面微觀幾何表面微觀幾何形狀特征形狀特征表面層冷作硬化表面層冷作硬化表面層殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力表面層金相組織的變化表面層金相組織的變化 表面質(zhì)量的含義（內(nèi)容）表面質(zhì)量的含義（內(nèi)容）147 表面粗糙度太大和太小都不耐磨。表面粗糙度太大和太小都不耐磨。如如圖圖4-38所示。所示。表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)。表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)。二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響1對(duì)零件耐磨性的影響對(duì)零件耐磨性的

55、影響加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。金相組織變化對(duì)零件耐磨性的影響金相組織變化對(duì)零件耐磨性的影響148表面粗糙度較大，則降低了配合精度。表面粗糙度較大，則降低了配合精度。表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。2.對(duì)零件工作精度的影響對(duì)零件工作精度的影響3.對(duì)零件配合質(zhì)量的影響對(duì)零件配合質(zhì)量的影響減小表面粗糙度減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測(cè)量精可提高零件的接觸剛度、密封性和測(cè)量精度；對(duì)滑動(dòng)零件

56、，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功度；對(duì)滑動(dòng)零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。率損失。殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力會(huì)使工件在使用中繼續(xù)變形，失去原有精度，甚會(huì)使工件在使用中繼續(xù)變形，失去原有精度，甚至導(dǎo)致表面出現(xiàn)細(xì)微裂紋。至導(dǎo)致表面出現(xiàn)細(xì)微裂紋。1494表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好；表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好； 反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。其抗疲勞破壞的能力越差。適度的表面層冷作硬化能提高零件的

57、疲勞強(qiáng)度適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低降低疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度; 殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而提高零件的疲勞強(qiáng)度提高零件的疲勞強(qiáng)度。150減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。零件表面零件表面殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性增強(qiáng)零件的耐腐蝕性，

58、而表面，而表面殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力則則降低降低零件耐腐蝕性。零件耐腐蝕性。 5對(duì)零件耐腐蝕性能的影響對(duì)零件耐腐蝕性能的影響151（一）切削加工表面粗糙度（一）切削加工表面粗糙度1、幾何因素、幾何因素（圖（圖440）主偏角主偏角kr、副偏角、副偏角kr、進(jìn)給量、進(jìn)給量f越小，刀尖圓弧越小，刀尖圓弧半徑半徑r越大。加工表面的粗糙度越小。越大。加工表面的粗糙度越小。刀具前角增大，刀具后角增大以及減小刀具前刀具前角增大，刀具后角增大以及減小刀具前面和后面的表面粗糙度，都有利于減小加工表面面和后面的表面粗糙度，都有利于減小加工表面粗糙度。粗糙度。三、三、 機(jī)械加工的表面粗糙度機(jī)械加工的表面粗糙度1522

59、、物理力學(xué)因素、物理力學(xué)因素（1）工件材料的影響）工件材料的影響v韌性材料：韌性材料：工件材料韌性愈好工件材料韌性愈好，金屬塑性變形，金屬塑性變形愈大，愈大，加工表面愈粗糙。加工表面愈粗糙。故對(duì)中碳鋼和低碳鋼材故對(duì)中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。v 脆性材料：加工脆性材料時(shí)，脆性材料：加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒狀，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，其其表面粗糙度要大些。表面粗糙度要大些

60、。153（2）切削速度的影響）切削速度的影響 加工塑性材料時(shí)，切削速度加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)表面粗糙度的影響（對(duì)積屑瘤對(duì)表面粗糙度的影響（對(duì)積屑瘤和鱗刺的影響）見(jiàn)如和鱗刺的影響）見(jiàn)如圖圖4-41所示。所示。 此外，切削速度越高，塑性變此外，切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小形越不充分，表面粗糙度值越小 選擇低速寬刀精切和高速精切，選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度可以得到較小的表面粗糙度 （3）其它因素的影響）其它因素的影響 合理使用冷卻潤(rùn)滑液，能有合理使用冷卻潤(rùn)滑液，能有效地減小表面粗糙度值。效地減小表面粗糙度值。 工藝系統(tǒng)的振動(dòng)工藝系統(tǒng)的振動(dòng)154155