項(xiàng)目二機(jī)械加工質(zhì)量分析

1、返回 項(xiàng)目四項(xiàng)目四 機(jī)械加工質(zhì)量分析機(jī)械加工質(zhì)量分析 04 03 02 01返回課題一 機(jī)械加工精度 一、加工精度的基本概念一、加工精度的基本概念 加工精度加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)參數(shù)(尺寸、形狀和位置尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的與理想幾何參數(shù)的相符合的程度。零件加工后的實(shí)際幾何參相符合的程度。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，稱為數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工加工誤差誤差。 加工精度包括三個(gè)方面：加工精度包括三個(gè)方面： 1、尺寸精度、尺寸精度 2、形狀精度、形狀精度 3、位置精度、位置精度返回課題一 機(jī)械加工精度二、獲得加工精度

2、的方法二、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（1）試試切法切法 ：通過試切：通過試切測量測量調(diào)整調(diào)整再試切，反復(fù)再試切，反復(fù)進(jìn)行到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方進(jìn)行到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法。法。（2）調(diào)調(diào)整法整法 ：預(yù)先用樣板，樣件或根據(jù)試切工件來調(diào)：預(yù)先用樣板，樣件或根據(jù)試切工件來調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，然后加工一批整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，然后加工一批工件。工件。（3）定定尺寸刀具法尺寸刀具法 ：用一定形狀和尺寸的刀：用一定形狀和尺寸的刀具來具來保證保證被加工部位尺寸的加工形狀和尺寸精被加工部位尺寸的加工形狀和尺寸精度。度。返回課題一

3、 機(jī)械加工精度（4）自動(dòng)獲得尺寸法自動(dòng)獲得尺寸法 ：這種方法是由測量裝置，進(jìn)給：這種方法是由測量裝置，進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)控制加工系統(tǒng)，具體方裝置和控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)控制加工系統(tǒng)，具體方法有兩種：自動(dòng)測量，自動(dòng)停止；數(shù)字控制。法有兩種：自動(dòng)測量，自動(dòng)停止；數(shù)字控制。 2、獲得形狀精度的方法、獲得形狀精度的方法工件在加工時(shí)。其形狀精度的獲得方法有以下三種：工件在加工時(shí)。其形狀精度的獲得方法有以下三種：（1）軌跡法軌跡法：依靠刀具運(yùn)動(dòng)軌跡來獲得所需要工件形狀：依靠刀具運(yùn)動(dòng)軌跡來獲得所需要工件形狀的一種方法。的一種方法。返回課題一 機(jī)械加工精度（2）成形法成形法：成形法是使用成形刀具加工

4、，獲得工件：成形法是使用成形刀具加工，獲得工件表面的方法。表面的方法。（3）展成法展成法：在加工時(shí)刀具和工件作展成運(yùn)動(dòng)，在展：在加工時(shí)刀具和工件作展成運(yùn)動(dòng)，在展成運(yùn)動(dòng)過程中，刀刃包絡(luò)出被加工表面的形狀，稱為成運(yùn)動(dòng)過程中，刀刃包絡(luò)出被加工表面的形狀，稱為展成法（范成法、滾切法）。展成法（范成法、滾切法）。3、獲得位置精度的方法、獲得位置精度的方法 獲得位置精度的方法有兩種：一是根據(jù)工件加工獲得位置精度的方法有兩種：一是根據(jù)工件加工過的表面進(jìn)行找正的方法；二是用夾具安裝工件，工過的表面進(jìn)行找正的方法；二是用夾具安裝工件，工件的位置精度由夾具來保證。件的位置精度由夾具來保證。返回課題一 機(jī)械加工精度

5、三、影響加工精度的原始誤差、影響加工精度的原始誤差 在機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、工件和刀具構(gòu)成了一在機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、工件和刀具構(gòu)成了一個(gè)完整的系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)。個(gè)完整的系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)。由于工藝系統(tǒng)本身的由于工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)、操作過程以及加工過程中的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)、操作過程以及加工過程中的 物理現(xiàn)象而物理現(xiàn)象而產(chǎn)生刀具和工件之間的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生偏移所產(chǎn)生產(chǎn)生刀具和工件之間的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生偏移所產(chǎn)生的誤差稱為的誤差稱為原始誤差原始誤差。 1、與工藝系統(tǒng)本身的初始狀態(tài)有關(guān)原始誤差、與工藝系統(tǒng)本身的初始狀態(tài)有關(guān)原始誤差 （1）原理誤差：即加工方法原理上存在的誤差。）原理誤差：即加工

6、方法原理上存在的誤差。 （2）工藝系統(tǒng)幾何誤差：它可歸納為兩類：）工藝系統(tǒng)幾何誤差：它可歸納為兩類： 工件與刀具的相對(duì)位置在靜態(tài)下已存在的誤差。工件與刀具的相對(duì)位置在靜態(tài)下已存在的誤差。返回課題一 機(jī)械加工精度 工件與刀具的相對(duì)位置在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下已存在的誤差。工件與刀具的相對(duì)位置在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下已存在的誤差。2、與切削過程有關(guān)的原始誤差、與切削過程有關(guān)的原始誤差 （1）工藝系統(tǒng)力效應(yīng)引起的變形工藝系統(tǒng)力效應(yīng)引起的變形，如工藝系統(tǒng)受力變，如工藝系統(tǒng)受力變形、工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形及振動(dòng)等。形、工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形及振動(dòng)等。 （2）工藝系統(tǒng)熱效應(yīng)引起的變形工藝系統(tǒng)熱效應(yīng)引起的變形四、加工原理誤差四、加工原

7、理誤差 加工原理誤差是由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)方式加工原理誤差是由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)方式或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。因?yàn)樗诩庸ぴ驗(yàn)樗诩庸ぴ砩洗嬖谡`差，因此稱為原理誤差。原理誤差應(yīng)在允理上存在誤差，因此稱為原理誤差。原理誤差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。許范圍內(nèi)。返回課題一 機(jī)械加工精度1、采用近似的加工運(yùn)動(dòng)造成的誤差、采用近似的加工運(yùn)動(dòng)造成的誤差 在工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)之間建立一定的聯(lián)系在工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)之間建立一定的聯(lián)系，從理論上講，應(yīng)采用完全準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系。但是，采從理論上講，應(yīng)采用完全準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系。但是，采用完全準(zhǔn)確的加工原理有時(shí)使機(jī)床或夾具極為復(fù)

8、雜，用完全準(zhǔn)確的加工原理有時(shí)使機(jī)床或夾具極為復(fù)雜，導(dǎo)致制造困難，反而難以達(dá)到較高的較高精度，有時(shí)導(dǎo)致制造困難，反而難以達(dá)到較高的較高精度，有時(shí)甚至是不可能做到的。甚至是不可能做到的。2、采用近似的刀具輪廓造成的誤差、采用近似的刀具輪廓造成的誤差 用成形刀具加工復(fù)雜的曲面時(shí)，要使刀具刃口做得用成形刀具加工復(fù)雜的曲面時(shí)，要使刀具刃口做得完全符合理論曲線的輪廓，有時(shí)非常困難，往往采用完全符合理論曲線的輪廓，有時(shí)非常困難，往往采用圓弧、直線等簡單近似的線型代替理論曲線。圓弧、直線等簡單近似的線型代替理論曲線。返回課題一 機(jī)械加工精度五、機(jī)床的幾何誤差五、機(jī)床的幾何誤差 加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一

9、般都是通過加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過機(jī)床完成的，因此，機(jī)床的制造誤差、安裝誤差、使機(jī)床完成的，因此，機(jī)床的制造誤差、安裝誤差、使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。用中的磨損都直接影響工件的加工精度。1、主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差、主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差（1）主軸回轉(zhuǎn)精度的概念）主軸回轉(zhuǎn)精度的概念 主軸回轉(zhuǎn)精度主軸回轉(zhuǎn)精度是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線向符合的程度，它們的差異就稱為轉(zhuǎn)軸線向符合的程度，它們的差異就稱為主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差動(dòng)誤差。主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差可分解為三種形式：。主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差可分解為三種形式：返回課題一 機(jī)械加工精度圖4-1 主軸回

10、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差返回（2 2）影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素）影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 影響主軸回轉(zhuǎn)精度主要因素有影響主軸回轉(zhuǎn)精度主要因素有主軸的主軸的誤差誤差、軸承的誤差軸承的誤差、床頭箱體主軸孔的誤床頭箱體主軸孔的誤差差以及以及與軸承配合零件的誤差與軸承配合零件的誤差等。等。 當(dāng)采用滑動(dòng)軸承時(shí)，影響主軸回轉(zhuǎn)精當(dāng)采用滑動(dòng)軸承時(shí)，影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素有：度的因素有：主軸頸和軸瓦內(nèi)孔的園度誤主軸頸和軸瓦內(nèi)孔的園度誤差差以及以及軸頸和軸瓦內(nèi)孔的配合精度軸頸和軸瓦內(nèi)孔的配合精度。課題一 機(jī)械加工精度返回課題一 機(jī)械加工精度 對(duì)于對(duì)于鏜床類鏜床類機(jī)床，因?yàn)榍邢髁Ψ较蚴亲兓模瑱C(jī)床，因?yàn)榍邢髁Ψ较蚴亲兓模S

11、軸瓦的內(nèi)孔總是與主軸頸的某一固定部分接觸瓦的內(nèi)孔總是與主軸頸的某一固定部分接觸。因而，。因而，軸瓦內(nèi)孔的園度誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度影響較大，主軸軸瓦內(nèi)孔的園度誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度影響較大，主軸軸頸的園度誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度影響較小。軸頸的園度誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度影響較小。 對(duì)于對(duì)于車床類車床類機(jī)床，軸瓦內(nèi)孔的園度誤差對(duì)加工誤機(jī)床，軸瓦內(nèi)孔的園度誤差對(duì)加工誤差影響很小。因?yàn)榍邢髁Ψ较虿蛔儯钣绊懞苄?。因?yàn)榍邢髁Ψ较虿蛔儯剞D(zhuǎn)的主軸軸頸回轉(zhuǎn)的主軸軸頸總是與軸瓦內(nèi)孔的某固定部分接觸總是與軸瓦內(nèi)孔的某固定部分接觸，因而軸瓦內(nèi)孔的，因而軸瓦內(nèi)孔的園度誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差影響幾乎為零園度誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差影響

12、幾乎為零.返回課題一 機(jī)械加工精度圖4-2 滑動(dòng)軸承對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響（a）鏜床類； （b）車床類（a）（b）返回課題一 機(jī)械加工精度（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 提高主軸、箱體的制造精度提高主軸、箱體的制造精度 主軸回轉(zhuǎn)精度只有主軸回轉(zhuǎn)精度只有20%決定于軸承精度，而決定于軸承精度，而80%取決于主軸和箱體的精取決于主軸和箱體的精度和裝配質(zhì)量。度和裝配質(zhì)量。 高速主軸部件要進(jìn)行動(dòng)平衡，以消除激振力高速主軸部件要進(jìn)行動(dòng)平衡，以消除激振力。 滾動(dòng)軸承采用預(yù)緊滾動(dòng)軸承采用預(yù)緊 軸向施加適當(dāng)預(yù)加載荷（約為軸向施加適當(dāng)預(yù)加載荷（約為徑向載荷徑向載荷20%30%）、消除軸承間隙

13、，使?jié)L動(dòng)體產(chǎn)）、消除軸承間隙，使?jié)L動(dòng)體產(chǎn)生微量彈性變形，可提高剛度、回轉(zhuǎn)精度和使用壽命。生微量彈性變形，可提高剛度、回轉(zhuǎn)精度和使用壽命。返回課題一 機(jī)械加工精度 采用多油楔動(dòng)壓軸承采用多油楔動(dòng)壓軸承（限于高速軸承）。（限于高速軸承）。 采用靜壓軸承采用靜壓軸承 靜壓軸承由于是純液體摩擦，摩擦系靜壓軸承由于是純液體摩擦，摩擦系數(shù)為數(shù)為0.0005.因此，摩擦阻力較小，可以均化主軸頸因此，摩擦阻力較小，可以均化主軸頸與軸瓦的制造誤差，具有很高的回轉(zhuǎn)精度。與軸瓦的制造誤差，具有很高的回轉(zhuǎn)精度。 采用固定頂尖結(jié)構(gòu)采用固定頂尖結(jié)構(gòu) 如果磨床前頂尖固定，不隨主軸如果磨床前頂尖固定，不隨主軸回轉(zhuǎn)，則工件園度

14、只和一對(duì)頂尖及工件頂尖孔的精回轉(zhuǎn)，則工件園度只和一對(duì)頂尖及工件頂尖孔的精度有關(guān)，而與主軸回轉(zhuǎn)精度關(guān)系很小。主軸回轉(zhuǎn)只度有關(guān)，而與主軸回轉(zhuǎn)精度關(guān)系很小。主軸回轉(zhuǎn)只起傳遞動(dòng)力帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的作用起傳遞動(dòng)力帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的作用.返回課題一 機(jī)械加工精度2、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差 導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)軌的精度要求主要準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)方面：有以下三個(gè)方面：（1）水平面內(nèi)導(dǎo)軌直線度的影響水平面內(nèi)導(dǎo)軌直線度的影響 在水平面在水平面內(nèi)（內(nèi)（Y軸方軸方向）向），導(dǎo)軌誤差為，導(dǎo)軌誤

15、差為Y，引起尺寸誤差，引起尺寸誤差d=2Y。當(dāng)。當(dāng)導(dǎo)軌形狀有誤差時(shí)，造成圓柱度誤差，如當(dāng)導(dǎo)軌中部導(dǎo)軌形狀有誤差時(shí)，造成圓柱度誤差，如當(dāng)導(dǎo)軌中部向前凸出時(shí)，工件產(chǎn)生鞍形；當(dāng)導(dǎo)軌中部向后凸出時(shí)，向前凸出時(shí)，工件產(chǎn)生鞍形；當(dāng)導(dǎo)軌中部向后凸出時(shí)，工件產(chǎn)生鼓形。工件產(chǎn)生鼓形。返回課題一 機(jī)械加工精度 （2）垂直面內(nèi)導(dǎo)軌直線度的影響垂直面內(nèi)導(dǎo)軌直線度的影響 對(duì)車對(duì)車床來說，垂直面內(nèi)（床來說，垂直面內(nèi)（Z軸方向）不是誤差的敏軸方向）不是誤差的敏感方向，但也會(huì)產(chǎn)生直徑方向誤差感方向，但也會(huì)產(chǎn)生直徑方向誤差. （3）前后導(dǎo)軌的平行度的影響前后導(dǎo)軌的平行度的影響 當(dāng)前后導(dǎo)當(dāng)前后導(dǎo)軌存在平行度誤差軌存在平行度誤差(

16、扭曲扭曲)時(shí)，刀架運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)時(shí)，刀架運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲線，生擺動(dòng)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲線，使工件產(chǎn)生形狀誤差。使工件產(chǎn)生形狀誤差。返回課題一 機(jī)械加工精度3、傳動(dòng)鏈誤差、傳動(dòng)鏈誤差 傳動(dòng)鏈誤差是指傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相傳動(dòng)鏈誤差是指傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)越多傳動(dòng)線路越長，傳動(dòng)誤差來衡量。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)越多傳動(dòng)線路越長，傳動(dòng)誤差就越大。若要減小這一誤差，除了提高傳動(dòng)機(jī)差就越大。若要減小這一誤差，除了提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造精度和安裝精度外，還可以采用縮短傳構(gòu)的制造精度

17、和安裝精度外，還可以采用縮短傳動(dòng)路線或附加校正裝置。動(dòng)路線或附加校正裝置。返回課題一 機(jī)械加工精度六、六、 刀具、夾具的制造誤差及磨損刀具、夾具的制造誤差及磨損 一般刀具一般刀具（車刀、鏜刀及銑刀等）的制造誤差，（車刀、鏜刀及銑刀等）的制造誤差，對(duì)加工精度沒有直接的影響。對(duì)加工精度沒有直接的影響。定尺寸刀具定尺寸刀具（如鉆頭、（如鉆頭、鉸刀、拉刀及槽銑刀等）鉸刀、拉刀及槽銑刀等）的尺寸誤差影響尺寸精度。的尺寸誤差影響尺寸精度。 成形刀成形刀（成形刀、成形銑刀以及齒輪滾刀等）的（成形刀、成形銑刀以及齒輪滾刀等）的誤差主要影響被加工面的形狀精度。誤差主要影響被加工面的形狀精度。夾具的制造誤差?yuàn)A具的

18、制造誤差影響被加工零件的精度。影響被加工零件的精度。 刀具的磨損刀具的磨損會(huì)直接影響刀具相對(duì)被加工表面的會(huì)直接影響刀具相對(duì)被加工表面的位置，造成被加工零件的尺寸誤差；夾具的磨損會(huì)引位置，造成被加工零件的尺寸誤差；夾具的磨損會(huì)引起工件的定位誤差。起工件的定位誤差。返回課題一 機(jī)械加工精度七、工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差七、工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)在切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾工藝系統(tǒng)在切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力以及重力的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的變形和振緊力以及重力的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的變形和振動(dòng)，產(chǎn)生各種加工誤差和表面粗糙度。動(dòng)，產(chǎn)生各種加工誤差和表面粗糙度。1、切削過程中受力點(diǎn)位置

19、變化引起的加工誤差、切削過程中受力點(diǎn)位置變化引起的加工誤差（1）在兩頂尖車削粗而短的光軸時(shí)在兩頂尖車削粗而短的光軸時(shí)，工藝系統(tǒng)，工藝系統(tǒng)的總變形完全取決于機(jī)床頭、尾架（包括頂尖）的總變形完全取決于機(jī)床頭、尾架（包括頂尖）和刀架（包括刀具）的變形。和刀架（包括刀具）的變形。工件產(chǎn)生的誤差工件產(chǎn)生的誤差為雙曲線圓柱度誤差。為雙曲線圓柱度誤差。返回（2 2）在兩頂尖車削細(xì)長軸時(shí)，在兩頂尖車削細(xì)長軸時(shí)，工藝系統(tǒng)的變工藝系統(tǒng)的變形完全取決于工件的變形。形完全取決于工件的變形。工件產(chǎn)生腰鼓工件產(chǎn)生腰鼓形圓柱度誤差形圓柱度誤差。課題一 機(jī)械加工精度圖4-3 腰鼓形圓柱度誤差返回課題一 機(jī)械加工精度2、切削力

20、大小變化引起的加工誤差、切削力大小變化引起的加工誤差復(fù)映誤差復(fù)映誤差 工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀，工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀，但它在尺寸、形狀以及表面層材料硬度上都有較但它在尺寸、形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。毛坯的這些誤差在加工時(shí)使切削深度大的誤差。毛坯的這些誤差在加工時(shí)使切削深度不斷發(fā)生變化，從而導(dǎo)致切削力的變化，進(jìn)而引不斷發(fā)生變化，從而導(dǎo)致切削力的變化，進(jìn)而引起工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，使得零件在加工后起工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，使得零件在加工后還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。這種還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映規(guī)律誤差

21、復(fù)映規(guī)律”，所引起的加工誤差所引起的加工誤差稱為稱為“復(fù)映誤差復(fù)映誤差”。返回3 3、減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施、減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施 減小工藝系統(tǒng)受力變形，不僅可以提減小工藝系統(tǒng)受力變形，不僅可以提高零件的加工精度，而且有利于提高生產(chǎn)高零件的加工精度，而且有利于提高生產(chǎn)率。因此，生產(chǎn)中必須采取有力措施，減率。因此，生產(chǎn)中必須采取有力措施，減小工藝系統(tǒng)受力變形。小工藝系統(tǒng)受力變形。（1 1）提高工藝系統(tǒng)）提高工藝系統(tǒng)各部分的剛度各部分的剛度 設(shè)法提高工件自身剛度。設(shè)法提高工件自身剛度。 提高工件安裝時(shí)的夾緊剛度提高工件安裝時(shí)的夾緊剛度 課題一 機(jī)械加工精度返回課題一 機(jī)械加工精度圖4-4

22、 薄壁工件返回課題一 機(jī)械加工精度提高機(jī)床部件的提高機(jī)床部件的剛度剛度（2 2）提高接觸剛度）提高接觸剛度圖4-5 提高刀架剛度的裝置返回課題一 機(jī)械加工精度八、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的加工誤差八、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的加工誤差 機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的作用下產(chǎn)生一機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的作用下產(chǎn)生一定的熱變形。定的熱變形。1.工藝系統(tǒng)的熱源工藝系統(tǒng)的熱源（1）內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源 內(nèi)部熱源主要來自切削過程，它包括：內(nèi)部熱源主要來自切削過程，它包括：切削熱切削熱 切削過程中，切削金屬層的彈性、塑性變切削過程中，切削金屬層的彈性、塑性變形及刀具、工件、切屑間摩擦消耗的能量絕大多數(shù)形及刀

23、具、工件、切屑間摩擦消耗的能量絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化為切削熱。轉(zhuǎn)化為切削熱。返回課題一 機(jī)械加工精度摩擦熱摩擦熱 機(jī)床中的各種運(yùn)動(dòng)副，如導(dǎo)軌副、機(jī)床中的各種運(yùn)動(dòng)副，如導(dǎo)軌副、齒輪副、絲杠螺母副等，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)因摩擦齒輪副、絲杠螺母副等，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)因摩擦而產(chǎn)生熱量。機(jī)床的各種動(dòng)力源如液壓系統(tǒng)、而產(chǎn)生熱量。機(jī)床的各種動(dòng)力源如液壓系統(tǒng)、電機(jī)、馬達(dá)等，工作時(shí)也要產(chǎn)生能量損耗而發(fā)電機(jī)、馬達(dá)等，工作時(shí)也要產(chǎn)生能量損耗而發(fā)熱。這些熱量是機(jī)床熱變形的主要熱源。熱。這些熱量是機(jī)床熱變形的主要熱源。派生熱源派生熱源 切削中的部分切削中的部分 切削熱由切屑、切切削熱由切屑、切削液傳給機(jī)床床身，摩擦熱由潤滑油傳給機(jī)床削液傳給

24、機(jī)床床身，摩擦熱由潤滑油傳給機(jī)床各處，從而使機(jī)床床身熱變形。這部分熱源稱各處，從而使機(jī)床床身熱變形。這部分熱源稱為派生熱源。為派生熱源。返回（2 2）外部熱源外部熱源 外部熱源主要來自外部環(huán)境。外部熱源主要來自外部環(huán)境。 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 一般來說，工作地周圍環(huán)境隨氣溫而一般來說，工作地周圍環(huán)境隨氣溫而變化，而且不同位置處的溫度也各不相同，這種環(huán)境變化，而且不同位置處的溫度也各不相同，這種環(huán)境溫度的差異有時(shí)也會(huì)影響加工精度。如加工大型精密溫度的差異有時(shí)也會(huì)影響加工精度。如加工大型精密件往往需要較長時(shí)間（有時(shí)甚至需要幾個(gè)晝夜）。由件往往需要較長時(shí)間（有時(shí)甚至需要幾個(gè)晝夜）。由于晝夜溫差使工藝系統(tǒng)

25、熱變形不均勻，從而產(chǎn)生加工于晝夜溫差使工藝系統(tǒng)熱變形不均勻，從而產(chǎn)生加工誤差。誤差。 熱輻射熱輻射 來自陽光、照明燈、暖氣設(shè)備及人體等。來自陽光、照明燈、暖氣設(shè)備及人體等。課題一 機(jī)械加工精度返回課題一 機(jī)械加工精度2 2、工藝系統(tǒng)的熱平衡、工藝系統(tǒng)的熱平衡返回3 3、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 由于機(jī)床的結(jié)構(gòu)好工作條件差別很大，由于機(jī)床的結(jié)構(gòu)好工作條件差別很大，因此引起熱變形的主要熱源也不大相同，大致因此引起熱變形的主要熱源也不大相同，大致分為以下三種：分為以下三種：（1 1）主要熱源來自機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)主要熱源來自機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，如普通，如普通機(jī)床、六角機(jī)床、銑床、

26、臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床機(jī)床、六角機(jī)床、銑床、臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床等。等。課題一 機(jī)械加工精度返回課題一 機(jī)械加工精度（2 2）主要熱源來自機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦主要熱源來自機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦，如龍門刨床、，如龍門刨床、立式車床等。立式車床等。（3 3）主要熱源來自液壓系統(tǒng)主要熱源來自液壓系統(tǒng)，如各種液壓機(jī)床。，如各種液壓機(jī)床。車床的熱變形返回課題一 機(jī)械加工精度4、刀具熱變形及對(duì)加工精度的影響刀具熱變形及對(duì)加工精度的影響 切削過程中，一部分切削熱傳給刀具，盡切削過程中，一部分切削熱傳給刀具，盡管這部分熱量很少（高速車削時(shí)只占管這部分熱量很少（高速車削時(shí)只占12%）但由于刀具體積較小，熱容量較小，所以刀具但由于刀

27、具體積較小，熱容量較小，所以刀具切削部分的溫升仍較高。例如高速鋼車刀的工切削部分的溫升仍較高。例如高速鋼車刀的工作表面溫度可達(dá)作表面溫度可達(dá) 7000C800 0C，刀具的熱伸，刀具的熱伸長量可達(dá)長量可達(dá) 0.030.05 mm；從而產(chǎn)生加工誤差，；從而產(chǎn)生加工誤差，影響加工精度。影響加工精度。返回課題一 機(jī)械加工精度（1）刀具連續(xù)工作時(shí)的熱變形引起的加工誤差刀具連續(xù)工作時(shí)的熱變形引起的加工誤差（2）刀具間歇工作刀具間歇工作 總的來說，刀具能夠迅速達(dá)到熱平衡，刀總的來說，刀具能夠迅速達(dá)到熱平衡，刀具的磨損又能與刀具的受熱伸長進(jìn)行部分補(bǔ)償，具的磨損又能與刀具的受熱伸長進(jìn)行部分補(bǔ)償，故刀具熱變形對(duì)

28、加工質(zhì)量影響并不顯著。故刀具熱變形對(duì)加工質(zhì)量影響并不顯著。返回課題一 機(jī)械加工精度5、工件熱變形引起的加工誤差工件熱變形引起的加工誤差（1）工件均勻受熱工件均勻受熱（2）工件不均勻受熱工件不均勻受熱返回課題一 機(jī)械加工精度6、控制溫度變化，均衡溫度場控制溫度變化，均衡溫度場 由于工藝系統(tǒng)溫度變化，引起工藝系統(tǒng)熱由于工藝系統(tǒng)溫度變化，引起工藝系統(tǒng)熱變形變化，場而產(chǎn)生加工誤差，并且具有隨機(jī)變形變化，場而產(chǎn)生加工誤差，并且具有隨機(jī)性性。 對(duì)于床身較長的導(dǎo)軌磨床，為了均衡導(dǎo)軌對(duì)于床身較長的導(dǎo)軌磨床，為了均衡導(dǎo)軌面的熱伸長，可利用機(jī)床潤滑系統(tǒng)回油的余熱面的熱伸長，可利用機(jī)床潤滑系統(tǒng)回油的余熱來提高床身下

29、部的溫度，使床身上下表面的溫來提高床身下部的溫度，使床身上下表面的溫差減小，變形均勻。差減小，變形均勻。返回課題一 機(jī)械加工精度九、工件殘余應(yīng)力引起的誤差九、工件殘余應(yīng)力引起的誤差1、基本概念、基本概念 殘余應(yīng)力也稱內(nèi)應(yīng)力，是指當(dāng)外部荷載去殘余應(yīng)力也稱內(nèi)應(yīng)力，是指當(dāng)外部荷載去掉以后仍殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。掉以后仍殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。殘余應(yīng)力是殘余應(yīng)力是由于金屬內(nèi)部組織發(fā)生了不均勻體積變化而產(chǎn)由于金屬內(nèi)部組織發(fā)生了不均勻體積變化而產(chǎn)生的。其外界因素來自熱加工和冷加工生的。其外界因素來自熱加工和冷加工 返回課題一 機(jī)械加工精度 具有內(nèi)應(yīng)力的工件，處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)具有內(nèi)應(yīng)力的工件，處在一種不穩(wěn)定

30、狀態(tài)之中，它內(nèi)部的組織有強(qiáng)烈的恢復(fù)到?jīng)]有內(nèi)應(yīng)之中，它內(nèi)部的組織有強(qiáng)烈的恢復(fù)到?jīng)]有內(nèi)應(yīng)力穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。即使在常溫下工件的內(nèi)部力穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。即使在常溫下工件的內(nèi)部組織也不斷發(fā)生變化，直到內(nèi)應(yīng)力完全消失為組織也不斷發(fā)生變化，直到內(nèi)應(yīng)力完全消失為止。在這一過程中，工件的形狀逐漸改變（如止。在這一過程中，工件的形狀逐漸改變（如翹曲變形）從而喪失其原有精度。如果把存在翹曲變形）從而喪失其原有精度。如果把存在內(nèi)應(yīng)力的工件裝配到機(jī)器中，則會(huì)因其在使用內(nèi)應(yīng)力的工件裝配到機(jī)器中，則會(huì)因其在使用中的變形而破壞整臺(tái)機(jī)器的精度中的變形而破壞整臺(tái)機(jī)器的精度。返回2、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因（1）毛坯制

31、造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力毛坯制造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力（2）冷校直產(chǎn)生的殘余應(yīng)力冷校直產(chǎn)生的殘余應(yīng)力（3）切削加工中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力切削加工中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力課題一 機(jī)械加工精度冷校直產(chǎn)生的殘余應(yīng)力返回課題一 機(jī)械加工精度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）采取實(shí)效處理采取實(shí)效處理（2）合理安排工藝路線合理安排工藝路線（3）合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)十、提高加工精度的工藝措施十、提高加工精度的工藝措施 1.減小誤差法減小誤差法 2.誤差補(bǔ)償法誤差補(bǔ)償法 3.誤差分組法誤差分組法 4.誤差轉(zhuǎn)移法誤差轉(zhuǎn)移法 5.就地加工法就地加工法 6.誤差平均法誤差平均法返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)

32、量一、表面質(zhì)量的基本概念一、表面質(zhì)量的基本概念 機(jī)械加工表面質(zhì)量，是指零件在機(jī)械機(jī)械加工表面質(zhì)量，是指零件在機(jī)械加工后表面層的微觀幾何形狀誤差和物理、加工后表面層的微觀幾何形狀誤差和物理、化學(xué)及力學(xué)性能?；瘜W(xué)及力學(xué)性能。機(jī)械加工后的表面，由機(jī)械加工后的表面，由于加工方法原理的近似性和加工表面是通于加工方法原理的近似性和加工表面是通過彈塑性變形而形成的，不可能是理想的過彈塑性變形而形成的，不可能是理想的光滑表面，總存在一定的微觀幾何形狀偏光滑表面，總存在一定的微觀幾何形狀偏差。差。返回加工表面的幾何特征加工表面的幾何特征 加工表面的幾何特征主要包括表面粗糙加工表面的幾何特征主要包括表面粗糙度和表

33、面波度。度和表面波度。 課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量4-1 表面粗糙度與波度返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量2.表面層物理機(jī)械性能表面層物理機(jī)械性能 表面層物理力學(xué)性能的變化主要是指下面三表面層物理力學(xué)性能的變化主要是指下面三個(gè)方面?zhèn)€方面（1）表面層加工硬化；）表面層加工硬化；（2）表面層的金相組織變化的變化；）表面層的金相組織變化的變化；（3）表面層殘余應(yīng)力。）表面層殘余應(yīng)力。 返回二、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 1.1.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 （1 1）表面粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響）表面粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響（2 2）表面層加工硬化

34、對(duì)零件耐磨性的影響）表面層加工硬化對(duì)零件耐磨性的影響課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量 圖4-2 1、輕負(fù)載 2、重負(fù)栽初期磨損量與表面粗糙度之間的關(guān)系返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量 2.2.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 金屬受交變應(yīng)力作用后產(chǎn)生的疲勞破壞金屬受交變應(yīng)力作用后產(chǎn)生的疲勞破壞往往起源于零件表面和表面冷硬層，因此零件往往起源于零件表面和表面冷硬層，因此零件的表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度影響很大。的表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度影響很大。 （1 1）表面粗糙度對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響）表面粗糙度對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 （2 2）殘余應(yīng)力、加工硬化對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影）殘余應(yīng)力、加工硬化對(duì)零

35、件疲勞強(qiáng)度的影響響 返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量 3.表面質(zhì)量對(duì)零件耐蝕性的影響表面質(zhì)量對(duì)零件耐蝕性的影響 4.表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量的影響表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量的影響 5.表面質(zhì)量對(duì)其他性能的影響表面質(zhì)量對(duì)其他性能的影響 表面質(zhì)量對(duì)零件的使用性能有重大表面質(zhì)量對(duì)零件的使用性能有重大影響。提高表面質(zhì)量對(duì)保證零件的使用性影響。提高表面質(zhì)量對(duì)保證零件的使用性能、提高零件壽命是很重要的。能、提高零件壽命是很重要的。返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量三、影響表面粗糙度的因素三、影響表面粗糙度的因素 機(jī)械加工中，表面粗糙度產(chǎn)生的主要機(jī)械加工中，表面粗糙度產(chǎn)生的主要原因：一是加工過程中切削刃在已加工表原因：一是加工過程

36、中切削刃在已加工表面上留下的殘留面積面上留下的殘留面積幾何因素幾何因素,二是切削二是切削過程中產(chǎn)生的塑性變形及工藝系統(tǒng)的振動(dòng)過程中產(chǎn)生的塑性變形及工藝系統(tǒng)的振動(dòng)等物理因素。等物理因素。 1、切削加工中影響表面粗糙度的因素、切削加工中影響表面粗糙度的因素 返回（1）刀具幾何形狀及切削運(yùn)動(dòng)的影響）刀具幾何形狀及切削運(yùn)動(dòng)的影響（2）工件材料性質(zhì)的影響）工件材料性質(zhì)的影響 課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量圖4-3 刀具幾何形狀和切削運(yùn)動(dòng)對(duì)表面粗糙度的影響返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量2.磨削加工中影響表面粗糙度的因素磨削加工中影響表面粗糙度的因素 磨削加工是由砂輪的微刃切削形成的磨削加工是由砂輪的微刃切削形成的

37、加工表面，單位面積上刻痕越多，且刻痕加工表面，單位面積上刻痕越多，且刻痕細(xì)密均勻，則表面粗糙度越細(xì)。影響磨削細(xì)密均勻，則表面粗糙度越細(xì)。影響磨削表面粗糙度的主要因素有：表面粗糙度的主要因素有：（1）磨削用量（）磨削用量（2）砂輪（）砂輪（3）工件材料）工件材料 （4）切削液）切削液 返回課題二 機(jī)械加工表面質(zhì)量四、影響加工表面層物理力學(xué)性能的因素四、影響加工表面層物理力學(xué)性能的因素 在切削加工中，工件由于受到切削力和切在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理力學(xué)性能產(chǎn)削熱的作用，使表面層金屬的物理力學(xué)性能產(chǎn)生變化，最主要的變化是表面層金屬顯微硬度生變化，最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。的變化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃磨削加工時(shí)