機(jī)械加工精度及其控制(1)匯編

1、1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）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)容加工質(zhì)量包含的內(nèi)容2 在機(jī)械加工過程中，由于各種因素的影響，使刀具和工件間的正確位置發(fā)生偏移，因而加工出來的零件不可能與理想的要求完全符合，兩者的符合程度可用機(jī)械加工精度和加工誤差來表示。 零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)接近程度。符合程度越高，加工精度越高，實(shí)際生產(chǎn)中零件不可能與理想的要求完全符合。 指加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸，形狀和表面間的相互位置）對理想幾何參數(shù)的偏離程

2、度，從保證產(chǎn)品使用性能分析允許有一定的加工誤差。 3 兩者從不同角度來評定加工零件的幾何參數(shù)。加工精度的高低是由加工誤差的小大來表示的，保證和提高加工精度問題，實(shí)際上是限制和降低加工誤差問題。 機(jī)械加工精度包含的內(nèi)容機(jī)械加工精度包含的內(nèi)容尺寸精度形狀精度位置精度機(jī)械加工精度三者之間的關(guān)系：（1）當(dāng)尺寸精度要求高時(shí)，相應(yīng)的位置精度和形狀精度也要求高。形狀公差應(yīng)限制在位置公差內(nèi)，位置公差應(yīng)限制在尺寸公差內(nèi)。（2）當(dāng)形狀精度要求高時(shí)，相應(yīng)的位置精度和尺寸精度不一定要求高。 4加工精度與加工成本和生產(chǎn)效率的關(guān)系一般地，加工精度要求 ，加工成本 ，生產(chǎn)效率 。研究加工精度的目的 研究加工精度的目的、就是

3、弄清各種原始誤差對加工精度影響的規(guī)律，掌握控制加工誤差的方法，以獲得預(yù)期的加工精度，必要時(shí)能指出進(jìn)一步提高加工精度的途徑。5三、獲得加工精度的方法三、獲得加工精度的方法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 自動控制法自動控制法6 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. 獲得位置精度的方法獲得位置精度的方法 直接找正直接找正 劃線找正劃線找正 夾具定位夾具定位7二、影響加工精度的因素 零件的尺寸、幾何形狀和表面間的相互位置的形成，歸根到底取決于工件和刀具在切削過程間的相互

4、位置。由于工藝系統(tǒng)存在各種原始誤差，它們以不同的方式和程度反映為加工誤差。由此可見：1、原始誤差機(jī)床夾具刀具工件亦稱機(jī)械加工工藝系統(tǒng)構(gòu)成了機(jī)械加工系統(tǒng)故：工藝系統(tǒng)誤差稱為原始誤差。工藝系統(tǒng)誤差是“因”，是根源；加工誤差是“果”，是表現(xiàn)。 82 2、零件加工中的各種誤差、零件加工中的各種誤差調(diào)整誤差定位誤差?yuàn)A緊誤差制造誤差測量誤差因殘余應(yīng)力產(chǎn)生的誤差加工原理誤差機(jī)加工前，對機(jī)床、夾具、刀具調(diào)整中；由切削力、慣性力、刀具磨損、切削熱等引起；工件加工、測量好后；由于采用了近似的加工方法。機(jī)加工中的原始誤差可歸納為：910工件相對于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下的誤差與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差(幾何誤差)與工藝

5、過程有關(guān)的原始誤差(動誤差)原理誤差定位誤差調(diào)整誤差刀具誤差?yuàn)A具誤差機(jī)床誤差工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損測量誤差工件殘余應(yīng)力引起的變形工 件 相 對于 刀 具 運(yùn)動 狀 態(tài) 下的誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差傳動誤差原始誤差構(gòu)成原始誤差構(gòu)成三、誤差的敏感方向 在加工過程中，各種原始誤差的影響會使刀具和工件間正確的幾何關(guān)系遭到破壞，引起加工誤差，各種原始誤差的大小和方向各不相同，而加工誤差則必須在工序尺寸方向度量。因此不同的原始誤差對加工精度有不同的影響。 當(dāng)原始誤差的方向與工序尺寸方向一致時(shí)，其對加工精度的影響最大。下面以外圓車削為例說明兩者的關(guān)系。11 如圖，車削時(shí)

6、工件的回轉(zhuǎn)軸線為O，刀尖正確位置在A。設(shè)某一瞬時(shí)由于各種原始誤差的影響，使刀尖位移到A，AA即為原始誤差，它與OA間的夾角為，由此引起工件加工后的半徑由R0OA變?yōu)镽OA，故半徑上的加工誤差R 為： 當(dāng)原始誤差的方向恰為加工表面的法向方向(0)時(shí)，引起的加工誤差最大；可以看出：當(dāng)原始誤差的方向恰為加工表面的切線方向(90)引起的加工誤差最小。 把對加工精度影響最大的那個(gè)方向稱為誤差的敏感方向，對加工精度影響最小的那個(gè)方向則稱為誤差的不敏感方向。 1213四四 研究加工精度的方法研究加工精度的方法 1、單因素分析法、單因素分析法運(yùn)用物理學(xué)和力學(xué)原理，分析研究某一個(gè)或某幾個(gè)因素對加工精度的影響。通

7、常分析、計(jì)算、測試、實(shí)驗(yàn)，得出單因素與加工誤差間的關(guān)系。2、統(tǒng)計(jì)分析法、統(tǒng)計(jì)分析法以生產(chǎn)一批工件的實(shí)例結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。14用以控制工藝過程的正常進(jìn)行，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問題是可以從中判斷誤差性質(zhì)，找出誤差出現(xiàn)的規(guī)律。實(shí)際生產(chǎn)中，兩種方法常常結(jié)合應(yīng)用。先用統(tǒng)計(jì)分析法尋找誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步判斷加工誤差的可能原因，再適用單因素等分析，試驗(yàn)，以便迅速有效地找出影響加工精度的主要原因。15 “行切法” 空間曲面數(shù)控加工8SR hRshXYZ1617Z軸Y軸力傳感器數(shù)據(jù)采集卡X軸18 注意：采用近似的成形運(yùn)動或近似的切削刃輪廓，雖然會帶來加工原理誤差，但往往可簡化機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)，提高

8、生產(chǎn)效率，有時(shí)反而能得到較高的加工精度。因此，只要其誤差不超過規(guī)定的精度要求、在生產(chǎn)中仍能得到廣泛的應(yīng)用。 19二、調(diào)整誤差二、調(diào)整誤差 在機(jī)械加工的每一工序中?？偸且獙に囅到y(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整工作。不可能絕對地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。 工藝系統(tǒng)的調(diào)整的基本方式 (1)試切法調(diào)整(2)調(diào)整法調(diào)整 20(1)試切法調(diào)整試切法調(diào)整 1)測量誤差。由量具本身精度度、測量方法及使用條件引起。 2)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差。在微量調(diào)整刀具的位置、低速微量進(jìn)給中，常常出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的“爬行”現(xiàn)象，其結(jié)果使刀具的實(shí)際位移與刻度盤上的數(shù)值不一致、造成加工誤差。 3)試切時(shí)與正式切削時(shí)切削層厚度不同的影響。精加工時(shí)

9、，切削刃只起擠壓作用而不起切削作用。應(yīng)用：單件小批生產(chǎn)中。 方法：對工件進(jìn)行試切測量調(diào)整再試切，直到達(dá)到要求的精度為止。這時(shí)，引起調(diào)整誤差的因素有：21(2)調(diào)整法調(diào)整調(diào)整法調(diào)整影響調(diào)整精度的因素有：1）上述影響試切法調(diào)整精度的因素，因?yàn)椴捎谜{(diào)整法對工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，也要以試切為依據(jù)。2）用定程機(jī)構(gòu)調(diào)整時(shí)，調(diào)整精度取決于行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)的制造精度和剛度；3）用樣件或樣板調(diào)整時(shí)，調(diào)整精度取決于祥件或樣板的制造、安裝和對刀精度；4）工藝系統(tǒng)初調(diào)好以后，般要試切幾個(gè)工件，并以其平均尺寸作為判斷調(diào)整是否準(zhǔn)確的依據(jù)。由于試切加工的工件數(shù)(稱為抽樣件數(shù))不可能太多，不能完全反映整批工件切削過程

10、中的各種隨機(jī)誤差，故試切加工幾個(gè)工件的平均尺寸與總體尺寸不能完全符合，也造成加工誤差。22三、機(jī)床誤差三、機(jī)床誤差 機(jī)床的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。機(jī)床誤差可歸納為：機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床傳動鏈的誤差機(jī)床誤差 1、機(jī)床導(dǎo)軌誤差 機(jī)床導(dǎo)軌誤差多達(dá) 21項(xiàng)。 機(jī)床導(dǎo)軌是實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動的主要部件，其制造和裝配精度是影響直線運(yùn)動的主要因素，直接影響工件的加工質(zhì)量。 2324一）、機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差1 導(dǎo)軌導(dǎo)向精度及其對加工精度的影響 導(dǎo)軌導(dǎo)向精度： 機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)動件實(shí)際運(yùn)動方向和理想運(yùn)動方向的符合程度。兩者之間的偏差值稱為導(dǎo)向誤差。 導(dǎo)軌是機(jī)床中確定主要部

11、件相對位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動的基準(zhǔn)，它的各項(xiàng)誤差直接影響被加工工件的精度。 包括： 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度， 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度， 前后導(dǎo)軌平行度（扭曲）， 導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度（或垂直度）。25導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對不同的加工方法和加工對象，將會產(chǎn)生不同的加工誤差。在分析導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對加工精度影響時(shí)，主要應(yīng)考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對位移感方向的相對位移。YYoDR水平面水平面導(dǎo)軌水平面內(nèi)直線度導(dǎo)軌水平面內(nèi)直線度導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差2627導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度（彎曲）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度（彎曲） 對于車床和外

12、圓磨床由于刀尖相對于工件回轉(zhuǎn)軸線在加工表面徑向方向的變化屬敏感方向，故其對零件的形狀精度影響很大。yR 車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有彎曲后，縱向進(jìn)給中刀具相對工件軸線不能平行。因而工件表面上形成形狀誤差。垂直平面垂直平面導(dǎo)軌垂直面直線度導(dǎo)軌垂直面直線度ZdRZ 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差Rd/22829導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度（彎曲）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度（彎曲） 垂直面內(nèi)直線度誤差對車床的影響較小，可以忽略不計(jì)。但對于龍門刨床、龍門銑床及導(dǎo)軌磨床來說，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。 R2ZRR0RRR2ZRZ)RR(RZR2222222222 則則：項(xiàng)項(xiàng)忽忽略略3

13、0前后導(dǎo)軌的平行度（扭前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）曲）以車床為例BHyHyBtgHyBtgsinsin,很小，車床：車床： 磨床：磨床：3221BHBH 312導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的影響因素 1）導(dǎo)軌的制造誤差 2）導(dǎo)軌的安裝誤差：對長度較長的龍門刨床、龍門銑床和導(dǎo)軌磨床。他們的床身導(dǎo)軌為一細(xì)長結(jié)構(gòu)、剛性較差，在本身自重作用下就容易變形，若安裝不正確或地基不良，都會造成導(dǎo)軌彎曲變形。 3)導(dǎo)軌的磨損：由于使用程度不同及受力不均，機(jī)床使用一段時(shí)間后，導(dǎo)軌全長上各段的磨損量不等。并且在同一橫截面上個(gè)導(dǎo)軌面的磨損量也不相等。323、提高導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的措施 制造誤差機(jī)床設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、潤滑、防護(hù)裝置、采取措

14、施提高導(dǎo)向精度。 安裝誤差機(jī)床安裝時(shí)，應(yīng)校正好水平和保證地基質(zhì)量。 磨損誤差使用時(shí)，注意調(diào)整導(dǎo)軌配合間隙，同時(shí)保證良好的潤滑和維護(hù)。2、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差 理想回轉(zhuǎn)中心：機(jī)床主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，主軸的各個(gè)截面必然有它的回轉(zhuǎn)中心，在主軸的任一截面，主軸回轉(zhuǎn)時(shí)若只有一點(diǎn)速度始終為零，則這一點(diǎn)即為理想回轉(zhuǎn)中心。 瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心：主軸在實(shí)際回轉(zhuǎn)過程中，在一個(gè)位置或時(shí)刻的回轉(zhuǎn)中心，稱為瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心，主軸各截面瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心的連線叫瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線。 33341）回轉(zhuǎn)精度： 機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對理想回轉(zhuǎn)軸線的相一致程度。2）回轉(zhuǎn)誤差： 機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對理想回轉(zhuǎn)軸線

15、的漂移。3）誤差產(chǎn)生原因： 由于主軸部件中軸承、軸頸、軸承座孔等的制造誤差和配合質(zhì)量，潤滑條件，以及回轉(zhuǎn)時(shí)的動力因素的影響。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的空間位置在周期性變化。2主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差的形式 端面圓跳動（軸向漂移）徑向圓跳動（徑向漂移）角度擺動（角向漂移）主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差的基本形式 注意：實(shí)際中常是這幾種誤差的合成。35 端面圓跳動端面圓跳動瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的軸向運(yùn)動。它主要影響端面形狀和軸向尺寸精度。 徑向圓跳動徑向圓跳動瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線始終平行于平均回轉(zhuǎn)軸線方向的徑向運(yùn)動。它主要影響圓柱面的精度。 角度擺動角度擺動瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角度，但其交點(diǎn)位置固定不變的運(yùn)動。在

16、不同橫截面內(nèi)，軸心運(yùn)動誤差軌跡相似，它影響圓柱面與端面加工精度。3637主軸端面圓跳動對加工精度的影響主軸端面圓跳動對加工精度的影響1）對圓柱面的加工無影響；2）對加工端面的影響如圖（a）3）對螺紋加工的影響如圖（b）38 主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（鏜孔） 考慮最簡單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在y方向上作簡諧直線運(yùn)動，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為2e。則刀尖的坐標(biāo)值為：e徑向跳動對鏜孔精度影響式中 R 刀尖回轉(zhuǎn)半徑； 主軸轉(zhuǎn)角。() cossinXReYR顯然，上式為一橢圓。39 徑向跳動對車外圓精度影響徑向跳動對車外圓精度影響12345678仍考慮最簡單的情況，主軸回轉(zhuǎn)仍考慮最簡單的情況，主

17、軸回轉(zhuǎn)中心在中心在X方向上作簡諧直線運(yùn)動方向上作簡諧直線運(yùn)動，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為為2e。則刀尖運(yùn)動軌跡接近于正。則刀尖運(yùn)動軌跡接近于正圓（圖圓（圖4-7）。）。e 主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（車外圓）主軸徑向圓跳動對加工精度的影響（車外圓）40主軸傾角擺動對加工精度的影響 主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差的影響因素主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差的影響因素主軸的誤差軸承的誤差軸承的間隙與軸承配合零件的誤差主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形等，影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差的主要因素對于不同類型的機(jī)床，其影響因素也各不相同。4142 滑動軸承圖1 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動AB車床類機(jī)床（圖1）

18、切削力的方向大體不變，主軸徑以不同部件與軸承內(nèi)孔的某一固定部位相接觸。因此影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要是主軸軸徑的圓度主軸軸徑的圓度。軸承對于回轉(zhuǎn)誤差的影響43鏜床類機(jī)床（圖2） 切削力隨主軸回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn)，主軸徑總是以固定部位與軸承孔內(nèi)表面的不同部位接觸，因此軸承軸承孔的圓度孔的圓度對主軸回轉(zhuǎn)精度影響最大。圖2 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動44AB 軸徑不圓引起車床主軸徑軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動向跳動 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動向跳動45滾動軸承滾動軸承 內(nèi)外滾道圓度誤差、滾動體形狀及尺寸內(nèi)外滾道圓度誤差、滾動體形狀及尺寸誤差。誤差。46影響主軸軸向精度的主要因素影響

19、主軸軸向精度的主要因素推力軸承推力軸承滾道端面平面度誤差及滾道端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差。差。其他因素其他因素 軸承孔、軸徑圓度軸承孔、軸徑圓度誤差；軸承孔同軸度誤誤差；軸承孔同軸度誤差；軸肩、隔套差；軸肩、隔套端面平端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；裝配質(zhì)的垂直度誤差；裝配質(zhì)量等。量等。a） b）0止推軸承端面誤差對主軸軸向竄止推軸承端面誤差對主軸軸向竄動的影響動的影響47與軸承配合的零件誤差的影響軸承間隙的影響 軸承間隙對回轉(zhuǎn)精度也有影響，如軸承間隙過大，會使主軸工作時(shí)油膜厚度增大油膜承載能力降低，當(dāng)工作條件(載荷、轉(zhuǎn)速等)變化時(shí)，

20、油楔厚度變化較大，主軸軸線漂移量增大。 由于軸承內(nèi)、外圈或軸瓦很薄，受力后容易變形，因此與之相配合的軸頸或箱體支承孔的圓度誤差，會使軸承圈或軸瓦發(fā)生變形而產(chǎn)生圓度誤差。與軸承圈端面配合的零件如軸肩、過渡套、袖承端蓋、螺母等的有關(guān)端面，如果有平面度誤差或與主軸回轉(zhuǎn)軸線不垂直，會使軸承圈滾道傾斜，造成主軸回轉(zhuǎn)軸線的徑向、軸向漂移。箱體前后支承孔、主軸前后支承軸頸的同軸度會使軸承內(nèi)外圈滾道相對傾斜，同樣也會引起主軸回轉(zhuǎn)軸線的漂移。4 4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)提高主軸部件的制造精度首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度選用高精度的滾動軸承采用高精度的多油楔動壓軸承采用高精度的靜壓軸承提高

21、箱體支承孔的加工精度主軸軸頸的加工精度與軸承相配合表面的加工精度其次應(yīng)提高軸承組件的接觸剛度48(2)(2)對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊可消除間隙增加軸承剛度均化滾動體的誤差 對滾動軸承適當(dāng)預(yù)緊微量過盈可使軸承內(nèi)、外圈和滾動體的彈性變形相互制約，這樣既增加軸承剛度，又對滾動體的誤差起均化作用，因而可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。4950（三）機(jī)床傳動鏈誤差 1.傳動鏈精度分析 傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運(yùn)動的誤差。例： 用滾齒機(jī)加工直齒輪時(shí)，要求滾刀和工件之間具有嚴(yán)格的運(yùn)動關(guān)系。即：滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，這種運(yùn)動關(guān)系是由刀具與工件的傳動鏈來保證的。 當(dāng)傳動

22、鏈中各傳動元件如齒輪、蝸輪、蝸桿、絲桿、螺母等有制造誤差，裝配誤差和磨損時(shí)，就會破壞正確的運(yùn)動關(guān)系，使被加工工件產(chǎn)生誤差。51機(jī)床傳動誤差對加工精度的影響機(jī)床傳動誤差對加工精度的影響 齒輪機(jī)床傳動鏈齒輪機(jī)床傳動鏈z7 = z8 = 16z1 = 64zn = 96z5 = z6 = 23z3 = z4 = 23bz2 = 16zn-1 = 1icefacd111sinnnjjjnjjjjkktk （2-6） 以齒輪機(jī)床傳動鏈為例：以齒輪機(jī)床傳動鏈為例：式中式中 傳動鏈總的轉(zhuǎn)角誤差；傳動鏈總的轉(zhuǎn)角誤差； j第第j個(gè)傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差；個(gè)傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差； kj 第第j個(gè)傳動元件的誤差傳遞系個(gè)傳

23、動元件的誤差傳遞系數(shù)，其數(shù)值等于該元件至末端元件的傳數(shù)，其數(shù)值等于該元件至末端元件的傳動比；動比； n 傳動鏈末端元件角速度；傳動鏈末端元件角速度； j 第第j個(gè)傳動元件轉(zhuǎn)角誤差的初相個(gè)傳動元件轉(zhuǎn)角誤差的初相角。角。52 傳動鏈誤差的頻譜分析傳動鏈誤差的頻譜分析a)A1A2Aib)（頻率）（頻率）A（幅值）（幅值）12i2.傳動精度的測量與信號處理3 3減少傳動鏈傳動誤差的措施減少傳動鏈傳動誤差的措施1)盡可能縮短傳動鏈；2)減少各傳動元件裝配時(shí)的幾何偏心，提高裝配精度；3)提高傳動鏈末端元件的制造精度； 在一般的降速傳動鏈中，末端元件的誤差影響最大。53 校正裝置的實(shí)質(zhì)是在原傳動鏈中人為地加

24、入一誤差，其大小與傳動鏈本身的誤差相等而方向相反，從而使之相互抵消。 5) 5)采用校正裝置采用校正裝置 注意：采用機(jī)械式的校正裝置只能校正機(jī)床靜態(tài)的傳動誤差。如果要校正機(jī)床靜態(tài)及動態(tài)傳動誤差，則需采用計(jì)算機(jī)控制的傳動誤差補(bǔ)償裝置。5455L0.056F710F7k620H 7g 6YZ 鉆鉆徑向孔的夾具徑向孔的夾具 通常要求定位誤差和夾具通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的公差的1/3。1）定位誤差；）定位誤差；2）刀具導(dǎo)向（對刀）誤差；）刀具導(dǎo)向（對刀）誤差；3）夾緊誤差；）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；）夾具安裝誤差；三

25、、其他幾何誤差三、其他幾何誤差 一般刀具(如普通車刀、單刃鏜刀和平面銑刀等)的制造誤差，對加工精度沒有直接影響。刀具誤差一般刀具定尺寸刀具成形展成刀具機(jī)加工中常用的刀具有： 定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、拉刀等)的尺寸誤差直接影響加工工件的尺寸精度。刀具在安裝使用中不當(dāng)將產(chǎn)生跳動，也將影響加工相應(yīng)。 成形刀具(如成形車刀、成形銑刀及齒輪刀具等)的制造誤差和磨損，主要影響被加工表面的形狀精度。561）工件在加工過程中要用各種量具、量儀等進(jìn)行檢驗(yàn)測量，再根據(jù)測量結(jié)果對工件進(jìn)行試切或調(diào)整機(jī)床。2）量具本身的制造誤差、測量時(shí)的接觸力、溫度、目測正確程度等，都直接影響加工誤差。測量誤差測量誤差因此，要正確地

26、選擇和使用量具，以保證測量精度。5758 2.3 工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響一、基本概念工藝系統(tǒng)加工中受到的力有：切削力傳動力慣性力夾緊力重力等 工藝系統(tǒng)在這些力的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)的變形。這種變形將破壞切削刃和工件之間已調(diào)整好的正確的位置關(guān)系，從而產(chǎn)生加工誤差。1、59（2）在內(nèi)圓磨床上用橫向切入磨孔時(shí)，磨出的孔會產(chǎn)生帶有錐度的圓柱度誤差，如圖（b）所示。（1）車削細(xì)長軸時(shí)，工件在切削力作用下的彎曲變形，加工后會產(chǎn)生鼓形的圓柱度誤差如圖（a）所示。（a）（b）60是加工中一項(xiàng)很重要的原始誤差不僅嚴(yán)重影響工件的加工精度而且還影響加工表面質(zhì)量限制加工生產(chǎn)

27、率的提高2、工藝系統(tǒng)受力對其性能的影響6162工藝系統(tǒng)剛度： 指工藝系統(tǒng)抵抗其變形的外力的能力。是指工件加工表面在切削力法向分力Fp的作用下，刀具相對工件在該方向位移y的比值。 yFkp3、工藝系統(tǒng)承受變形能力的評價(jià)6311111jcjjdgkkkkk（4-8）式中式中 k 工藝系統(tǒng)剛度；工藝系統(tǒng)剛度； kjc 機(jī)床剛度；機(jī)床剛度； kjj 夾具剛度；夾具剛度； kd 刀具剛度；刀具剛度； kg 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。由此可導(dǎo)出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各組成形之迭加。由此可導(dǎo)出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)

28、各組成部分剛度之間的關(guān)系：部分剛度之間的關(guān)系：64 機(jī)床變形引起的加工誤差機(jī)床變形引起的加工誤差式中式中 Yjc 機(jī)床總變形；機(jī)床總變形； Fp 吃刀抗力；吃刀抗力； ktj 機(jī)床前頂尖處剛度；機(jī)床前頂尖處剛度； kwz 機(jī)床后頂尖處剛度；機(jī)床后頂尖處剛度； kdj 機(jī)床刀架剛度；機(jī)床刀架剛度； L 工件全長；工件全長； x 刀尖至工件左端距離。刀尖至工件左端距離。圖圖2-20 變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律YtjYwzYdjXFpAABBCCXLFAFBYz xykLxkLxLkFyjcdjwztjPjc)1(112 在車床頂尖間車削粗而短的光軸，由于車刀和工件變形極小，此時(shí)，工藝

29、系統(tǒng)的總變形完全取決于主軸箱、尾座(包括頂尖)和刀架的變形。1、車短軸6566 機(jī)床受力變形引起的加工誤差機(jī)床受力變形引起的加工誤差2 2、車細(xì)長軸、車細(xì)長軸 在兩頂尖間車削細(xì)長軸，由于工件細(xì)長、剛度小，在切削力作用下其變形大大超過機(jī)床、夾具和刀具所產(chǎn)生的變形。因此，機(jī)床、夾具和刀具的受力變形可略去不計(jì)，工藝系統(tǒng)的變形完全取決于工件的變形。6768工件變形引起的加工誤差工件變形引起的加工誤差 工件受力變形引起的加工件受力變形引起的加工誤差工誤差 在車床上加工短軸，工藝系統(tǒng)剛度變化不大，可近似地作為常數(shù)。這時(shí)，由于被加工表面的形狀誤差或材料硬度不均勻而引起切削力變化、使受力變形不一致而產(chǎn)生加工誤

30、差。工件就形成圓度誤差，這種現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映”。以車削為例，工件毛坯存在圓度誤差(例如橢圓)，如圖所示。由于工件毛坯存在圓度誤差車削時(shí)使切削深度在ap1與ap2之間變化。切削分力也隨切削深度的變化由最大ymax變到最小ymin工藝系統(tǒng)將產(chǎn)生相應(yīng)的變形6970 由于工藝系統(tǒng)受力變形，使毛坯誤差部分反映到工件由于工藝系統(tǒng)受力變形，使毛坯誤差部分反映到工件上，此種現(xiàn)象稱為上，此種現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映誤差復(fù)映”。71 機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常小于機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常小于1?？赏ㄟ^多?？赏ㄟ^多次走刀，消除誤差復(fù)映的影響。次走刀，消除誤差復(fù)映的影響。123n 誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示

31、，誤差復(fù)映誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示，誤差復(fù)映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比。系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比。kCmg 在粗加工時(shí)在粗加工時(shí),每次走刀的進(jìn)給量每次走刀的進(jìn)給量f一般不變一般不變,假設(shè)誤差假設(shè)誤差復(fù)映系數(shù)均為復(fù)映系數(shù)均為,則則n次走刀就有次走刀就有 z=n 增加走刀次數(shù)增加走刀次數(shù),可減小誤差復(fù)映可減小誤差復(fù)映,提高加工精度提高加工精度,但生產(chǎn)但生產(chǎn)率降率降 低了。低了。 提高工藝系統(tǒng)剛度，對減小誤差復(fù)映系數(shù)具有重要意提高工藝系統(tǒng)剛度，對減小誤差復(fù)映系數(shù)具有重要意義。義。 毛坯的各種形狀誤差毛坯的各種形狀誤差（圓度、圓柱度、同軸度、平面（圓度、圓柱度、同軸度、平面度等）都會以一定的復(fù)映系數(shù)，

32、復(fù)映成工件的加工誤差。度等）都會以一定的復(fù)映系數(shù)，復(fù)映成工件的加工誤差。 毛坯材料的不均勻，毛坯材料的不均勻，HB有變化，同樣會引起背向力的有變化，同樣會引起背向力的變化，產(chǎn)生加工誤差，分析方法同誤差復(fù)映規(guī)律。變化，產(chǎn)生加工誤差，分析方法同誤差復(fù)映規(guī)律。討論：討論：7273夾緊力影響夾緊力影響a） b）薄壁套夾緊變形薄壁套夾緊變形薄壁工件磨削薄壁工件磨削【例例1】薄壁套筒夾緊變形薄壁套筒夾緊變形 解決：解決：加開口套加開口套【例例2】薄壁工件磨削薄壁工件磨削 解決：解決：加橡皮墊加橡皮墊74龍門銑橫梁變形龍門銑橫梁變形【例例】龍門銑橫梁龍門銑橫梁龍門銑橫梁變形轉(zhuǎn)移龍門銑橫梁變形轉(zhuǎn)移龍門銑橫梁變

33、形補(bǔ)償龍門銑橫梁變形補(bǔ)償重力影響 解決解決1 1：重量轉(zhuǎn)移重量轉(zhuǎn)移 解決解決2 2：變形補(bǔ)償變形補(bǔ)償751.靜態(tài)測定法剛度的靜態(tài)測定法是在機(jī)床不工作狀態(tài)下，模擬切削時(shí)的受力情況，對機(jī)床施加靜載荷，然后測出機(jī)床各部件在不同載荷下的變形，就可以作出各部件的剛度特性曲線并計(jì)算出其剛度下圖為一臺中心高200mm車床的刀架部件剛度實(shí)測曲線。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了三次加載-卸載循環(huán)。76車床刀架變形曲線車床刀架變形曲線X（m）10203040500123F（KN）v加載和卸載曲線不重合，加載和卸載曲線不重合，所圍面積表示克服摩擦和所圍面積表示克服摩擦和接觸塑性變形所作功。接觸塑性變形所作功。v存在殘余變形，反復(fù)加載

34、存在殘余變形，反復(fù)加載卸載后殘余變形卸載后殘余變形0。v機(jī)床部件剛度比按實(shí)體估機(jī)床部件剛度比按實(shí)體估算值小許多，表明其變形算值小許多，表明其變形受多種因素影響。受多種因素影響。由圖我們得到下列特點(diǎn)：v非線形關(guān)系，不完全是非線形關(guān)系，不完全是 彈性變形。彈性變形。772. 工作狀態(tài)測定法工作狀態(tài)測定法 工作狀態(tài)測定法是根據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律。323132313222122212121112111HHhhHHhhHHhh332211/,/,/CkCkCkxtxtxt三處系統(tǒng)的剛度份別是：下面以在車床頂間裝夾剛度極大的心軸為例：由于心軸剛度很大，其變形可忽略，車刀的變形也可忽略，故上面算得的三處系統(tǒng)剛度，

35、就是三處的機(jī)床剛度。列出方程組：78djtjxt3djwztjxt2djtjxt1k1k1k1k14k14k1k1k1k1k1解此方程組可的處車床主軸箱、尾座和刀架的剛度分別是： 21231112121,111,111xtxtxtdjdjxtwzdjxttjkkkkkkkkkk79 零件表面總是存在宏觀和微觀的形狀誤差，連接表面之間的實(shí)際接觸面積只是名義接觸面積的一部分在外力作用下，這些接觸處將產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力而引起接觸變形。1連接表面接觸變形的影響80 如果部件中有某些剛度很低的零件時(shí)，受力后這些低剛度零件會產(chǎn)生很大的變形，使整個(gè)部件的剛度降低。 如圖所示，由于床鞍部件中的楔鐵細(xì)長、剛性差

36、，不易加工平直，使用接觸不良，故在外力作用下最易變形。2部件中薄弱零件的影響圖圖416 機(jī)床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié)機(jī)床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié) a) 溜板中的楔鐵溜板中的楔鐵 b) 軸承套軸承套8182 零件配合面間的間隙的影響，主要反映在載荷經(jīng)常變化的銑鏜床、銑床上。當(dāng)載荷方向改變時(shí)，間隙引起位移。3零件間間隙的影響4零件間的摩擦力的影響 如果載荷是單向的，那么在第一次加載消除間隙后，對加工精度影響較小。 摩擦力對接觸剛度的影響是這樣的：當(dāng)加載時(shí)，摩擦力阻止變形增加，而卸載時(shí)，摩擦力又阻止變形減少。因此，卸載曲線不與加裁曲線相重合， (表面間的塑性變形也是使加裁和卸載曲線不重合的原因之一)。六、減少工

37、藝系統(tǒng)受力變形的措施六、減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施 減少工藝系統(tǒng)受力變形，是機(jī)械加工中保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的主要途徑之一，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，可采取以下幾方面措施。 一般地，部件的接觸剛度低于實(shí)際零件的剛度，提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。1提高接觸剛度1、改善工藝系統(tǒng)主要零件接觸面的配合質(zhì)量； 常用方法2、在接觸面間預(yù)加載荷。 刮研或研磨配合面，提高配合表面的形狀精度，減小表面粗糙度值，使實(shí)際接觸面增加，從而有效地提高接觸剛度。如機(jī)床導(dǎo)軌副、錐體與錐孔、頂尖與中心孔等。 可消除配合面間的間隙觸面積，減少受力后的變形量。如各類軸承的調(diào)整中。832 2提高工件的剛度提高工件的剛度 適用場

38、合：在加工中，由于工件本身的剛度較低，特別是叉架類、細(xì)長軸等零件，容易變形。 措施：在這種情況下，如何提高工件的剛度是提高加工精度的關(guān)鍵。其主要措施是縮小切削力的作用點(diǎn)到支承之間的距離，以增大工件在切削時(shí)的剛度。84 4 4合理裝夾工件以減少夾緊變形合理裝夾工件以減少夾緊變形8586 5 5減小加工中的載荷及其變化減小加工中的載荷及其變化 減小切削力減小切削力: : 合理選擇刀具的幾何參數(shù)合理選擇刀具的幾何參數(shù) 合理選擇加工用量合理選擇加工用量 分組毛坯分組毛坯87 在機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下常產(chǎn)生復(fù)雜的變形，破壞工件與切削刃相對的正確位置，從而產(chǎn)生加工誤差。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在精密

39、加工中，由于熱變形引起的加工誤差約占總加工誤差的40一70。高效、高精度、自動化加工技術(shù)的發(fā)展，使工藝系統(tǒng)熱變形問題變得更為突出，已成為機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)重要的研究課題。881 1、引起工藝系統(tǒng)受熱變形的熱源：、引起工藝系統(tǒng)受熱變形的熱源：系統(tǒng)內(nèi)部熱源 (切削熱和摩擦熱) 系統(tǒng)外部熱源 (如太陽輻射熱) 導(dǎo)熱傳熱 對流傳熱輻射傳熱2、熱的傳遞方式： 當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)的熱量傳入與傳出相等時(shí)，溫度不再升高，這時(shí)工藝系統(tǒng)就達(dá)到熱平衡狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)各部分的溫度就保持在一相對固定的數(shù)值上，因而各部分的熱變形也就相應(yīng)地趨于穩(wěn)定。這就是我們要追求的目標(biāo)。一方面，工藝系統(tǒng)受熱源影響，溫度

40、逐漸升高；另一方面，熱量通過各種傳導(dǎo)方式向周圍散發(fā)。892.摩擦熱 主要由機(jī)床和液壓系統(tǒng)中的運(yùn)動部分產(chǎn)生的，如電動機(jī)、軸承、齒輪等傳動副、導(dǎo)軌副、液壓泵、閥等運(yùn)動部分產(chǎn)生的摩擦熱。摩擦熱是機(jī)床熱變形的主要熱源。 工藝系統(tǒng)的外部熱源，主要是環(huán)境溫度的變化和熱的輻射，大型和精密工件的加工受此影響較大。3.外部熱源904 4、不穩(wěn)態(tài)溫度場與穩(wěn)態(tài)溫度場、不穩(wěn)態(tài)溫度場與穩(wěn)態(tài)溫度場 由于作用于工藝系統(tǒng)各組成部分的熱源，其發(fā)熱的數(shù)量、位置和作用時(shí)間各不相同，各部分的熱容量、散熱條件也不一樣，因此各部分的溫升不等。即使是同一物體，處于不同空間位置上的各點(diǎn)在不同時(shí)間的溫度也是不等的。物體中各點(diǎn)溫度的分布稱為溫度

41、場。當(dāng)物體未達(dá)到熱平衡時(shí)，各點(diǎn)溫度不僅是坐標(biāo)位置的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)。這種溫度場稱為不穩(wěn)不穩(wěn)態(tài)溫度場。態(tài)溫度場。 物體達(dá)到熱平衡后，各點(diǎn)溫度將不再隨時(shí)間而變化，而只是其坐標(biāo)位置的函數(shù)，這種溫度場則稱為穩(wěn)態(tài)溫度場穩(wěn)態(tài)溫度場。此時(shí)的工藝系統(tǒng)穩(wěn)定，利于保證工件的加工精度。9192ABOABOnrnr93圓柱類工件熱變形圓柱類工件熱變形 5級絲杠累積誤差全長級絲杠累積誤差全長5m，可見熱變形的嚴(yán)重性。，可見熱變形的嚴(yán)重性。531.1 1040014.410()4.4()LLtmmm式中式中 L， D 長度和直徑熱變形量；長度和直徑熱變形量； L，D 工件原有長度和直徑；工件原有長度和直徑； 工件材料

42、線膨脹系數(shù)；工件材料線膨脹系數(shù)； t 溫升。溫升。LLtDDt94式中式中 X 變形撓度；變形撓度； L，S 工件原有長度和厚度；工件原有長度和厚度； 工件材料線膨脹系數(shù)；工件材料線膨脹系數(shù)； t 溫升。溫升。28LtXS板類工件單面加工時(shí)的熱變形板類工件單面加工時(shí)的熱變形 平面加工熱變形平面加工熱變形X/ 4LS221.120003886000.022 ()LtXSmm此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求結(jié)果結(jié)果：加工時(shí)上表面升溫，工件向加工時(shí)上表面升溫，工件向上拱起，磨削時(shí)將中凸部分磨平，上拱起，磨削時(shí)將中凸部分磨平，冷卻后工件下凹。冷卻后工件下凹。例例：高高600mm

43、，長，長2000mm的床身，的床身，若上表面溫升為若上表面溫升為3，則變形量為：，則變形量為：95特點(diǎn)特點(diǎn)變形曲線變形曲線max1ce（2-16）式中式中 熱伸長量；熱伸長量； max 達(dá)到熱平衡熱伸長量；達(dá)到熱平衡熱伸長量； 切削時(shí)間；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時(shí)間常數(shù)（熱伸長量為熱平衡熱伸長量約63%的時(shí)間，的時(shí)間，常取常取34分鐘）。分鐘）。(min)車刀熱變形曲線車刀熱變形曲線連續(xù)切削升溫曲線連續(xù)切削升溫曲線冷卻曲線冷卻曲線間斷切削升溫曲線間斷切削升溫曲線（m）maxb0c0.63max機(jī)床熱變形引起的加工誤差機(jī)床熱變形引起的加工誤差 機(jī)床受熱源的影響，各部分

44、溫升將發(fā)生變化由于熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，破壞了機(jī)床原有的幾何精度，從而降低了機(jī)床的加工精度。v 體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長；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，溫度場和變形不均勻，對加工精度影響顯著。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度場和變形不均勻，對加工精度影響顯著。9697熱態(tài)幾何精度熱態(tài)幾何精度機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)的幾何精度機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)的幾何精度機(jī)床空轉(zhuǎn)達(dá)到熱平衡的時(shí)間及其能夠達(dá)到機(jī)床空轉(zhuǎn)達(dá)到熱平衡的時(shí)間及其能夠達(dá)到的熱態(tài)幾何精度是衡量精加工機(jī)床質(zhì)量的的熱態(tài)幾何精度是衡量精加工機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo)重要指標(biāo)98運(yùn)轉(zhuǎn)

45、時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 / h0 1 2 3 450150100200位移位移 /m20406080溫升溫升 / YX前軸承溫升前軸承溫升車床受熱變形車床受熱變形a） 車床受熱變形形態(tài)車床受熱變形形態(tài)b） 溫升與變形曲線溫升與變形曲線1. 1. 車床類機(jī)床車床類機(jī)床主要熱源：是主軸箱軸承的摩擦熱和主軸箱中油池的發(fā)熱；后果：主軸箱和床身的溫度上升，造成機(jī)床主軸抬高和傾斜。2. 2. 磨床磨床如圖所示是外圓磨床溫度分布和熱變形的測量結(jié)果。機(jī)床工作臺與砂輪架間的熱變形當(dāng)采用切入式定程磨削時(shí)，被磨工件直徑的變化，可達(dá)100 m 。兩者基本相符993. 3. 大型機(jī)床大型機(jī)床如導(dǎo)軌磨床、外圓磨床、龍門銑床等的長床

46、身部件表面溫度比床身底面溫度高形成溫差床身產(chǎn)生彎曲變形。100101v 立銑（圖立銑（圖a）立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形a）銑床受熱變形形態(tài)）銑床受熱變形形態(tài)b）外圓磨床受熱變形形態(tài)）外圓磨床受熱變形形態(tài)c）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)v 外圓磨（圖外圓磨（圖b）v 導(dǎo)軌磨（圖導(dǎo)軌磨（圖c）102例例1：磨床油箱置于床身內(nèi)，磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凸其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凸解決解決：導(dǎo)軌下加回油槽導(dǎo)軌下加回油槽平面磨床補(bǔ)償油溝平面磨床補(bǔ)償油溝例例2：立式平面磨床立柱前壁立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。溫度高，產(chǎn)生后傾。解決解決：

47、采用熱空氣加熱立柱后采用熱空氣加熱立柱后壁。壁。均衡立柱前后壁溫度場均衡立柱前后壁溫度場v 減少切削熱和磨削熱，粗、減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開。精加工分開。v隔離熱源。隔離熱源。v充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。103v 熱對稱結(jié)構(gòu)熱對稱結(jié)構(gòu)v 熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)(主軸熱補(bǔ)償主軸熱補(bǔ)償)。v合理選擇裝配基準(zhǔn)。合理選擇裝配基準(zhǔn)。v高速空運(yùn)轉(zhuǎn)；高速空運(yùn)轉(zhuǎn)；v人為加熱。人為加熱。v 恒溫；恒溫；v 人體隔離。人體隔離。104補(bǔ)充：內(nèi)應(yīng)力定義： 外部作用力去除后工件內(nèi)存留的應(yīng)力特點(diǎn)： 具有內(nèi)應(yīng)力的零件處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它內(nèi)部的組織有強(qiáng)烈的傾向要恢復(fù)到一個(gè)穩(wěn)定的沒有應(yīng)力的狀態(tài)，即使在

48、常溫下，零件也會不斷的緩慢地進(jìn)行這種變化，直到殘余應(yīng)力安全松弛為主，在這一過程中，零件將會翹曲變形，原有的加工精度會逐漸喪失。六、殘余應(yīng)力引起的變形六、殘余應(yīng)力引起的變形1051）毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力原因： 在鑄、鍛、焊、熱處理等加工過程中，由于各部分冷熱收縮不均勻，以及金相組織的體積變化，使毛坯內(nèi)部產(chǎn)生相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。例1： 下圖表示一個(gè)內(nèi)外壁厚相差較大的鑄件，澆注后，冷卻過程如下： 壁A、C較薄，散熱容易，冷卻快。壁B冷卻慢，當(dāng)A、C從塑性狀態(tài)冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)，B還處于塑性狀態(tài)，這時(shí)A、C收縮時(shí)B不起阻擋變形的作用，鑄件內(nèi)部不會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。1、產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因106 當(dāng)B冷卻

49、到彈性狀態(tài)時(shí)，A、C的溫度已經(jīng)降低很多，收縮速度很慢，但B收縮快，所以受到A、C的阻礙，壁B受拉應(yīng)力，A、C受壓應(yīng)力，以保持平衡。 在C上開一小口，C上壓應(yīng)力消失，在A、B內(nèi)應(yīng)力作用力，內(nèi)應(yīng)力重新分布，達(dá)到平衡，工件翹曲。107例2： 機(jī)床床身鑄件，為提高導(dǎo)軌面的耐磨性，采用局部激冷的工藝使他冷卻更快一些，這樣可以獲得高的硬度，但鑄件內(nèi)應(yīng)力更大，導(dǎo)軌表面經(jīng)粗加工刨去一層，引起內(nèi)應(yīng)力重新分布，產(chǎn)生彎曲變形，新平衡過程需較長時(shí)間，導(dǎo)軌精加工后除去大部分變形，但內(nèi)部還在變化，合格的導(dǎo)軌面喪失原有的精度。1082）冷校直帶來的殘余應(yīng)力冷校直方法：在細(xì)長軸原有變形的相反方向上加力F，使工件向相反方向彎曲

50、，產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到校直的目的細(xì)長軸彎曲原因，經(jīng)軋制的材料存在內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)車削后，此內(nèi)應(yīng)力重新分布產(chǎn)生彎曲。冷校直方法F3）切削加工帶來的殘余應(yīng)力 3 3 、減少或消除殘余應(yīng)力的措施、減少或消除殘余應(yīng)力的措施1合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)2對工件進(jìn)行熱處理和時(shí)效處理3. 合理安排工藝過程例如：對鑄、鍛、焊接件進(jìn)行退火或回火；零件淬火后進(jìn)行回火；對精度要求高的零件，如床身、絲桿、箱體、精密主軸等，在粗加工后進(jìn)行時(shí)效處理。例如：粗、精加工分開在不同工序中進(jìn)行，留有一定時(shí)間讓殘余應(yīng)力重新分布；在加工大型工件時(shí)，粗、精加工往往在一個(gè)工序中來完成，這時(shí)應(yīng)在粗加工后松開工件，讓工件有自由變形的可能，然后再用較小的夾緊力夾緊工件后進(jìn)行精加工。109110從誤差減少的技術(shù)上考慮，主要采取的措施有兩個(gè)：從誤差減少的技術(shù)上考慮，主要采取的措施有兩個(gè)：1 1） 誤差預(yù)防誤差預(yù)防2 2） 誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償111合理采用先進(jìn)工藝和設(shè)備