機(jī)械加工質(zhì)量分析及控制（74頁)ppt課件

1、第3章 機(jī)械加工質(zhì)量分析及控制第一節(jié) 概述第二節(jié) 影響加工精度的主要要素及其控制第三節(jié) 加工誤差的綜合分析第四節(jié) 影響外表質(zhì)量的要素及其控制第五節(jié) 機(jī)械加工中振動的根本知識.第一節(jié) 概 述一、加工精度和外表質(zhì)量的概念機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)踐幾何參數(shù)(尺寸、外形和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。外表質(zhì)量指零件外表的幾何特征和外表層的物理力學(xué)性能。. 1.加工外表幾何特征 加工外表的幾何特征，主要由外表粗糙度和外表波度兩部分組成見圖3-1。圖3-1 加工外表的幾何外形特征.2.加工外表層物理力學(xué)性能變化1外表層的冷作硬化2外表層剩余應(yīng)力的構(gòu)成3外表層的金相組織變化圖3-2 .二、加工精度的

2、獲得方法 1.尺寸精度的獲得方法 1試切法2定尺寸刀具法3調(diào)整法4自動控制法 2.外形精度的獲得方法1軌跡法2成形法3展成法. 3.位置精度的獲得方法1一次裝夾獲得法 當(dāng)零件上有相互位置精度要求的各外表是在同一次裝夾中加工出來時(shí)，外表相互位置精度是由機(jī)床有關(guān)部分的相互位置精度來保證的。2多次裝夾獲得法 當(dāng)零件上有相互位置精度要求的各外表被安排在不同的安裝中加工時(shí)，零件外表的相互位置精度主要取決于安裝精度。.三、外表粗糙度對零件運(yùn)用性能的影響 1.對零件耐磨性的影響 2.對零件配合性能的影響3.對零件疲勞強(qiáng)度的影響4.對零件耐蝕性的影響5.對零件接觸剛度的影響圖3-3 外表粗糙度值與初期磨損量的

3、關(guān)系.第二節(jié) 影響加工精度的主要要素及其控制圖3-4原始誤差加工原理誤差工件裝夾誤差工藝系統(tǒng)靜誤差調(diào)整誤差工藝系統(tǒng)動誤差度量誤差機(jī)床誤差夾具誤差刀具制造誤差工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形. 加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動或近似的切削刃輪廓進(jìn)展加工而產(chǎn)生的誤差。一、加工原理誤差如：在數(shù)控機(jī)床上采用“行切法加工復(fù)雜形面。圖3-5 空間曲面的數(shù)控加工.加工中引起機(jī)床誤差的緣由主要有機(jī)床的制造誤差、安裝誤差及其磨損等三個(gè)方面。二、工藝系統(tǒng)的靜誤差一機(jī)床誤差1主軸回轉(zhuǎn)誤差1 主軸回轉(zhuǎn)誤差的根本方式為便于分析和研討，主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差可以分解為三種根本方式：軸向跳動、徑向

4、跳動、角度擺動。.軸向跳動：瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的軸向運(yùn)動，如圖圖3-6所示。主軸的軸向跳動對工件的圓柱面加工沒有影響，主要影響端面外形、軸向尺寸精度端面垂直度。主軸存在軸向跳動誤差時(shí)，車削加工螺紋會將使加工后的螺旋產(chǎn)生螺距誤差。徑向跳動：瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線一直平行于平均回轉(zhuǎn)軸線方向的徑向運(yùn)動，如圖圖3-6所示。主軸的純徑向跳動會使工件產(chǎn)生圓柱度誤差，對加工端面根本沒有影響。但加工方法不同，所引起的加工誤差方式和程度也不同。純角度擺動：瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線方向成一傾斜角度，但其交點(diǎn)位置固定不變的運(yùn)動，如圖圖3-6所示。圖3-6 主軸回轉(zhuǎn)誤差的根本方式.1主軸的純徑向跳動對加工精度的影

5、響主軸的徑向圓跳動會使工件產(chǎn)生圓度誤差，但徑向圓跳動的方式和規(guī)律不同，加工方法不同如車削和鏜削，對加工精度的影響也不同。如圖3-7所示，在鏜床上鏜孔時(shí)，刀具回轉(zhuǎn)，工件不轉(zhuǎn)。假設(shè)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)速一樣，振幅為A，那么鏜刀刀尖的運(yùn)動軌跡為一橢圓，而加工出的孔即呈現(xiàn)橢圓外形，其圓度誤差為A。.圖3-8 主軸的徑向圓跳動對車外圓精度的影響圖3-7 主軸的徑向圓跳動對鏜孔精度的影響.2軸向竄動對加工精度的影響 主軸的軸向竄動對內(nèi)、外圓的加工精度沒有影響，但加工端面時(shí)，會使加工的端面與內(nèi)外圓軸線產(chǎn)生垂直度誤差。 主軸每轉(zhuǎn)一周，要沿軸向竄動一次，使得切出的端面產(chǎn)生平面度誤

6、差圖3-9。當(dāng)加工螺紋時(shí)，會產(chǎn)生螺距誤差。 圖3-9 主軸的純軸向竄動對加工精度的影響.3主軸的傾角擺動對加工精度的影響。圖3-10 主軸的傾角擺動對加工精度的影響 主軸的傾角擺動對加工精度的影響與徑向圓跳動對加工精度的影響類似，其區(qū)別在于傾角擺動不僅影響工件加工外表的圓度誤差，而且影響工件加工外表的圓柱度誤差。.3 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要要素1滑動軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響 軸承誤差主要來源于主軸軸頸和軸承孔等的圓度誤差和波度。2滾動軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響 滾動軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動體本身的幾何精度將影響主軸回轉(zhuǎn)精度。3軸承配合質(zhì)量對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響 與軸承相配合零件的制造精度和裝

7、配質(zhì)量對主軸回轉(zhuǎn)精度有重要影響。圖3-11 圖3-12 .4 提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施(1) 提高主軸部件的制造精度和裝配精度。(2) 當(dāng)主軸采用滾動軸承時(shí)，應(yīng)對其適當(dāng)預(yù)緊，使消除軸承間隙，添加軸承剛度，均化誤差，可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。(3) 采用運(yùn)動和定位分別的主軸構(gòu)造，可減小主軸誤差對零件加工的影響，使主軸的回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上去。實(shí)踐消費(fèi)中，通常采用兩個(gè)固定頂尖支承定位加工，主軸只起傳動作用，如外圓磨床。 圖3-13 用固定頂尖支承磨外圓.2導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床中確定主要部件相對位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動基準(zhǔn)。機(jī)床的導(dǎo)軌精度是指點(diǎn)軌副的運(yùn)動件實(shí)踐運(yùn)動方向與理想方向的符合程度，這兩者之間的

8、偏向值稱為導(dǎo)向誤差。直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度包括：導(dǎo)軌在程度面內(nèi)的直線度、導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度、前后導(dǎo)軌的平行度、導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度等。.以在車床上車削圓柱面為例，分析導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對加工精度的影響。1) 導(dǎo)軌在程度面內(nèi)直線度誤差臥式車床在程度面內(nèi)存在直線度誤差Y ，見圖3-14，那么車刀尖的直線運(yùn)動軌跡也要產(chǎn)生直線度誤差Y，從而呵斥工件圓柱度誤差，R=Y，如圖3-14所示。這闡明程度方向是臥式車床加工誤差對導(dǎo)軌誤差的敏感方向。1導(dǎo)軌導(dǎo)向精度對加工精度的影響圖3-14 臥式車床導(dǎo)軌直線度誤差.2) 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差的影響 臥式車床在垂直面內(nèi)存在直線度誤差Z ，那么車刀尖的直線運(yùn)動軌跡

9、也要產(chǎn)生直線度誤差Z，從而呵斥工件圓柱度誤差，R =Z2/(2R)= Z2/d, 闡明臥式車床對導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差不敏感。.3) 導(dǎo)軌扭曲誤差假設(shè)機(jī)床前后導(dǎo)軌不平行扭曲，那么引起被加工零件半徑誤差為：圖3-15 導(dǎo)軌扭曲誤差式中 H車床中心高； B導(dǎo)軌精度； 導(dǎo)軌傾斜角； 前后導(dǎo)軌的扭曲量。 .2影響機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差的要素1機(jī)床制造誤差2機(jī)床安裝誤差3導(dǎo)軌磨損 如何提高機(jī)床導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度？機(jī)床設(shè)計(jì)與制造時(shí)，應(yīng)從構(gòu)造、資料、加工工藝等方面采取措施，提高制造精度機(jī)床安裝時(shí)，應(yīng)校正好程度和保證地基質(zhì)量運(yùn)用時(shí)，要留意調(diào)整軌道配合間隙，同時(shí)保證良好的光滑和防護(hù).3傳動鏈的傳動誤差1機(jī)床傳動鏈的傳動

10、誤差及其對加工精度的影響機(jī)床傳動鏈誤差是指機(jī)床內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)傳動過程中出現(xiàn)傳動鏈?zhǔn)啄﹥啥藗鲃釉g相對運(yùn)動的誤差。傳動鏈誤差普通不影響圓柱面和平面的加工精度，但對齒輪、蝸輪蝸桿、螺紋和絲桿等加工有較大影響。 圖3-16 齒輪機(jī)床傳動鏈.2減少傳動鏈傳動誤差的措施1縮短傳動鏈長度，減少傳動鏈中傳動件的數(shù)目。2采用降速傳動鏈。3提高傳動元件，特別是提高末端傳動元件的制造精度和裝配精度。4采用誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?。圖3-17 精細(xì)絲杠螺距誤差補(bǔ)償設(shè)置.二刀具與家具誤差1.刀具誤差 刀具誤差包括刀具的制造誤差、安裝誤差和磨損。2.夾具誤差 夾具誤差影響工件加工外表的位置精度或尺寸精度。.工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)的

11、剛度定義為在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比。根據(jù)系統(tǒng)所受載荷的性質(zhì)不同，工藝系統(tǒng)剛度可分為靜剛度和動剛度兩種。靜剛度主要影響工件的幾何精度；動剛度那么反映系統(tǒng)抵抗動態(tài)力的才干，主要影響工件外表的波度和外表粗糙度。三、 工藝系統(tǒng)的動誤差 一工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差圖3-18 .2、機(jī)床部件的剛度及其特點(diǎn)1作用力與變形不是線性關(guān)系，反映出刀架的變形不純粹是彈性變形。2加載與卸載曲線不重合，兩曲線間包容的面積代表了加載卸載循環(huán)中所損失的能量，即外力在抑制部件內(nèi)零件間的摩擦力和接觸面塑性變形所做的功。3卸載后曲線不回到原點(diǎn)，闡明產(chǎn)生了剩余變形。在反復(fù)加載卸載后，剩余變形逐漸趨近于零。

12、4部件的實(shí)踐剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體所估算的要小。由于機(jī)床部件的剛度曲線不是線性的，其剛度不是常數(shù)，普通取曲線兩端點(diǎn)連線的斜率來表示其平均剛度。圖3-19 . 影響機(jī)床部件剛度的要素很復(fù)雜，主要要素包括以下幾方面：1聯(lián)接外表間的接觸變形2薄弱零件的變形3零件外表間摩擦力的影響4接合面的間隙圖3-20 .3、工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響1切削力作用點(diǎn)位置變化引起的工件外形誤差2切削力大小變化引起的加工誤差3其他作用力對加工精度的影響圖3-21 圖3-22 .圖3-23 圖3-24 圖3-25.1合理設(shè)計(jì)零部件構(gòu)造2提高聯(lián)接外表的接觸剛度 此外提高接觸剛度的主要措施還有： 1提高機(jī)床部件中零件間接合外表的質(zhì)

13、量。 2給機(jī)床部件預(yù)加載荷。3采用合理的裝夾方式、加工方式提高工藝系統(tǒng)剛度4、減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施圖3-26.二工件剩余應(yīng)力引起的誤差 剩余應(yīng)力又稱內(nèi)應(yīng)力，是指在沒有外力作用下或去除外力后仍殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。零件中的剩余應(yīng)力往往處于一種很不穩(wěn)定的相對平衡形狀，在常溫下特別是在外界某種要素的影響下很容易失去原有形狀，使剩余應(yīng)力重新分布，零件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了原有的精度。因此，必需采取措施消除剩余應(yīng)力對零件加工精度的影響。.1.產(chǎn)生剩余應(yīng)力的緣由1毛坯制造和熱處置過程中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力 在鑄、鍛、焊及熱處置等熱加工過程中，由于工件各部分熱脹冷縮不均勻以及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化，使

14、毛坯內(nèi)部產(chǎn)生了相當(dāng)大的剩余應(yīng)力。圖3-27.彎曲的工件(原來無剩余應(yīng)力)要校直，常采用冷校直。2冷校直帶來的剩余應(yīng)力圖3-28圖3-29. 切削過程中產(chǎn)生的力和熱，也會使被加工工件的外表層變形，產(chǎn)生剩余應(yīng)力。3切削加工中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力 2.減少或消除剩余應(yīng)力的措施1合理設(shè)計(jì)零件構(gòu)造2添加時(shí)效處置工序3. 合理安排工藝過程例如：對鑄、鍛、焊接件進(jìn)展退火或回火；零件淬火后進(jìn)展回火；對精度要求高的零件，如床身、絲桿、箱體、精細(xì)主軸等，在粗加工后進(jìn)展時(shí)效處置。例如：粗、精加工分開在不同工序中進(jìn)展，留有一定時(shí)間讓剩余應(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

15、件，讓工件有自在變形的能夠，然后再用較小的夾緊力夾緊工件后進(jìn)展精加工。.三 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響 在機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)會遭到各種熱源的影響，使工藝系統(tǒng)各個(gè)組成部分產(chǎn)生復(fù)雜的變形，這種變形稱為熱變形。1.概述 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在精細(xì)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)的開展，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)一步開展的一個(gè)重要的研討課題。.1工藝系統(tǒng)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 (環(huán)境溫度和太陽輻射熱) 一方面，工藝系統(tǒng)受熱源影響，溫度逐漸升高；另一方面，熱量經(jīng)過各種傳導(dǎo)方式向周圍分發(fā)。2溫

16、度場與工藝系統(tǒng)熱平衡.2.機(jī)床熱變形對加工精度的影響 機(jī)床受熱源的影響，各部分溫升將發(fā)生變化由于熱源分布的不均勻和機(jī)床構(gòu)造的復(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。圖3-30 臥式車床和臥式銑床的熱變形.3.刀具熱變形對加工精度的影響切削熱 是主要的外部熱源 對于精細(xì)件不可忽視使工件產(chǎn)生變形的熱源 同時(shí)，不同的加工方法，不同的工件資料、構(gòu)造和尺寸件的受熱變形也不一樣。圖3-31 刀具熱伸長量與切削時(shí)間的關(guān)系.4.工具熱變形對加工精度的影響 刀具的熱變形主要是切削熱引起的，傳給刀具的熱量雖不多，但由于刀詳細(xì)積小、熱容量小且熱量又集中在切削部分

17、，因此切削部分仍產(chǎn)生很高的溫升。 根據(jù)物理公式計(jì)算工件長度或直徑上的熱變形量： 式中，L工件原有長度或直徑，單位為mm; 任務(wù)資料的線膨脹系數(shù)； 溫升。 .5、減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑1減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源2平衡溫度場3采用合理的機(jī)床構(gòu)造4控制環(huán)境溫度，加速到達(dá)熱平衡形狀.對于不能分別的熱源，如主抽軸承、絲杠螺母副、高速運(yùn)動的導(dǎo)軌副等，那么可以從構(gòu)造、光滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱。1減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源采用有效的冷卻措施為了減少機(jī)床的熱變形，凡是能夠分別出去的熱源應(yīng)移出，如電動機(jī)、變速箱、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，均應(yīng)移出。熱源能夠分別出去減少發(fā)熱例如，采用靜壓軸承。靜壓導(dǎo)

18、軌，改用低粘度光滑油、理基光滑脂等，也可用隔熱資料將發(fā)熱部件和機(jī)床大件(如床身、立柱等)隔分開來。 如添加散熱面積或運(yùn)用強(qiáng)迫式的風(fēng)冷、水冷、循環(huán)光滑等。例如，目前，大型數(shù)控機(jī)床、加工中心普遍采用冷凍機(jī)，對光滑油、切削液進(jìn)展強(qiáng)迫冷卻，以提高冷卻效果。在精細(xì)絲杠磨床的母絲杠中通以冷卻液，以減少熱變形。.平面磨床采用熱空氣加熱溫升較低的立柱后壁，以減小立柱前后壁的溫度差，從而減少立柱的彎曲變形。采取這種指施后，工件的加工直線度誤差可降低為原來的13 14。2平衡溫度場圖3-32.3采用合理的機(jī)床構(gòu)造 在變速箱中，將軸、軸承、傳動齒輪盡量對稱布置，可使箱壁溫升均勻，從而減少箱體變形。機(jī)床大件的構(gòu)造和規(guī)

19、劃對機(jī)床的熱態(tài)性能有很大影響。 4控制環(huán)境溫度，加速到達(dá)熱平衡形狀 精細(xì)機(jī)床普通安裝在恒溫車間，其恒溫精度普通控制在 l 。 對于精細(xì)機(jī)床，特別是大型機(jī)床，到達(dá)熱平衡的時(shí)間較長，為了縮短這個(gè)時(shí)間，可預(yù)先高速空運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)床或設(shè)置控制熱源，人為地給機(jī)床加熱，使之較快到達(dá)熱平衡形狀，然后進(jìn)展加工。基于同樣緣由，精細(xì)加工機(jī)床應(yīng)盡量防止中途停車。.四、 提高和保證加工精度的工藝措施一) 減少誤差法 直接減少誤差法在消費(fèi)中運(yùn)用較廣，是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要要素直接進(jìn)展消除或減少的方法。 二) 誤差轉(zhuǎn)移法 誤差轉(zhuǎn)移法是把影響加工精度的原始誤差轉(zhuǎn)移到誤差的非敏感方向上。.三) 誤差分組法采用分組調(diào)整的方法，把毛

20、坯按誤差大小分為n組，每組毛坯的誤差就減少為原來的1/n；然后按各組分別調(diào)整刀具與工件的相對位置或選用適宜的定位元件，就可大大減少整批工件的尺寸分散范圍。四) 誤差平均法 研磨時(shí)，研具的精度并不很高，分布在研具上的磨料粒度大小也能夠不一樣。但由于研磨時(shí)工件和研具間有復(fù)雜的相對運(yùn)動軌跡，使工件上各點(diǎn)均有時(shí)機(jī)與研具的各點(diǎn)相互接觸并遭到均勻的微量切削。同時(shí)工件和研具相互修整，精度也逐漸共同提高，進(jìn)一步使誤差均化，因此可獲得精度高于研具原始精度的加工外表。.五) 誤差補(bǔ)償法 誤差補(bǔ)償法就是人為地參與一個(gè)附加輸入，盡量使得引入的誤差與原始誤差之間大小相等、方向相反，從而到達(dá)減少加工誤差、提高加工精度的目

21、的。圖3-34 高壓油泵偶件自動配磨安裝表示圖圖3-33 龍門銑床橫梁導(dǎo)軌預(yù)加變形.第三節(jié) 加工誤差的綜合分析前幾節(jié)就影響加工精度的各種主要要素，從單要素的角度進(jìn)展了詳細(xì)分析，并提出了一些保證加工精度的措施。但在實(shí)踐消費(fèi)中，一個(gè)工序加工完成后，工件的加工精度是一系列工藝要素綜協(xié)作用的結(jié)果，各種要素產(chǎn)生的加工誤差能夠相互迭加，也能夠相互補(bǔ)償或抵消，而且各種誤差的表現(xiàn)性質(zhì)在很大程度上帶有一定的隨機(jī)性。實(shí)踐上，影響加工精度的要素是錯(cuò)綜復(fù)雜的，需求要用概率實(shí)際和統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)展分析和處置，進(jìn)而提出控制和處理加工精度問題的工藝措施。.一、 加工誤差的性質(zhì)1.系統(tǒng)誤差在順序加工同一批工件中，假設(shè)加工誤差的大小

22、和方向都堅(jiān)持不變，或者按照一定的規(guī)律變化，那么稱為系統(tǒng)誤差。機(jī)床、夾具、刀具和量具本身的制造誤差和很慢的磨損往往被看作常值系統(tǒng)誤差。機(jī)床、夾具和刀具等在熱平衡前的熱變形常被看作變值系統(tǒng)誤差。2.隨機(jī)誤差在順序加工同一批工件中，假設(shè)加工誤差的大小和方向呈不規(guī)那么變化，那么稱為隨機(jī)誤差。第三節(jié) 加工誤差的綜合分析.一分布曲線分析法分布曲線分析法是將丈量加工后所得一批零件的實(shí)踐尺寸或誤差，根據(jù)丈量結(jié)果作出該批工件尺寸或誤差的分布圖，然后按照此圖來分析和判別加工誤差的情況。1實(shí)踐分布曲線實(shí)驗(yàn)分布圖的作法與步驟如下：采集數(shù)據(jù)確定分組數(shù)、組距h、各組組界和組中值計(jì)算平均值和規(guī)范差畫出直方圖二、 加工誤差的

23、統(tǒng)計(jì)分析方法.2.實(shí)際分布曲線1正態(tài)分布曲線圖3-35圖3-36圖3-37.2非正態(tài)分布曲線圖3-38.3分布曲線分析法的運(yùn)用1判別加工誤差性質(zhì)對于正態(tài)分布而言，常值系統(tǒng)誤差影響平均值 ，會引起正態(tài)分布曲線沿橫軸平移，即樣本平均值 與公差帶中心不重合；而隨機(jī)誤差決議值，僅影響分布曲線的外形。因此，假照實(shí)踐分布與正態(tài)分布根本相符，可判別整批工件的加工精度及加工誤差性質(zhì)。假照實(shí)踐分布與正態(tài)分布有較大出入，可根據(jù)分布圖初步判別變值系統(tǒng)誤差的類型。2斷定工序才干及其等級工序才干是指工序處于穩(wěn)定形狀時(shí)，加工誤差正常動搖的幅度。當(dāng)加工尺寸服從正態(tài)分布時(shí)，其尺寸分布范圍是6 ，所以工序才干就是6 。 6的大

24、小代表了某一種加工方法在規(guī)定的條件下，如毛坯余量、切削用量、正常的機(jī)床、夾具和刀具等，所能到達(dá)的加工精度。.工序才干等級描畫了工序才干滿足加工精度要求的程度，是以工序才干系數(shù)來表示的。當(dāng)工序處于穩(wěn)定形狀時(shí)，工序才干系數(shù)按下式計(jì)算： Cp=T/(6)T為工件尺寸公差。根據(jù)工序才干系數(shù)Cp的大小，可將工序才干分為5級，如表3-4所示。普通工序才干不應(yīng)低于二級，即Cp1。 3估算合格品率或不合格品率.1.單值點(diǎn)圖按加工順序逐個(gè)丈量工件的尺寸，以工件加工的順序號為橫坐標(biāo)，工件尺寸(或誤差)為縱坐標(biāo)，那么整批工件的加工結(jié)果可畫成點(diǎn)圖，每個(gè)工件畫一點(diǎn)，如下圖，反映了每個(gè)工件尺寸(或誤差)與加工時(shí)間的關(guān)系，

25、故稱為單值點(diǎn)圖。二點(diǎn)圖分析法圖3-39.2. 圖 圖式平均值 控制圖結(jié)合運(yùn)用時(shí)的統(tǒng)稱。圖3-40圖3-41.一、影響外表粗糙度的工藝要素(一)切削加工的外表粗糙度1.影響切削殘留面積用直線切削刃切削時(shí)，切削面積高度為：用圓弧切削刃切削時(shí)，其殘留面積高度為：圖3-42第四節(jié) 影響外表質(zhì)量的要素及其控制.2.影響切削外表積屑瘤和鱗刺的要素寬刀精切和高速精切，合理選擇切削液，適當(dāng)增大刀具法前角，提高刀具的刃磨質(zhì)量等，均能有效地減小加工外表粗糙度值。.二 磨削加工外表粗糙度1.砂輪對外表粗糙度的影響1砂輪粒度 2砂輪硬度3砂輪組織4砂輪磨粒資料5砂輪修整此外，采用超硬磨粒人造金剛石、立方氮化硼和陶瓷砂

26、輪進(jìn)展磨削，可以獲得很小的外表粗糙度值，這是目前精細(xì)和超精細(xì)磨削的主要方法。.2.磨削用量對外表粗糙度的影響砂輪的速度越高，單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過被磨外表的磨粒數(shù)就越多，外表的粗糙度值就越小。砂輪的縱向進(jìn)給量減小，工件外表的每個(gè)部位被砂輪反復(fù)磨削的次數(shù)添加，被磨外表的粗糙度值將減小。工質(zhì)資料的性質(zhì)、冷卻光滑液的選用等對磨削外表粗糙度也有明顯的影響。.一外表層的冷作硬化1.影響切削加工外表冷作硬化的要素(1)切削用量的影響 加大進(jìn)給量時(shí)，切削力增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬程度增大，外表金屬的顯微硬度將隨之增大。但假設(shè)進(jìn)給量跟小，如切削厚度小于0.050.06時(shí)，繼續(xù)減小進(jìn)給量，表層金屬的冷硬程度不

27、僅不會減小，反而會增大。(2)刀具幾何外形的影響 刀具刃鈍圓半徑增大時(shí)，加工后外表的冷硬層深度和硬度也隨之增大。緣由在于切削刃鈍圓半徑增大會加大徑向切削力，從而加劇塑性變形，導(dǎo)致硬化景象嚴(yán)重。刀具后面的磨損量添加時(shí)，使得刀具后面與被加工外表的摩擦加劇，塑性變形增大，從而表層冷硬程度增大。(3)加工資料性能的影響 工件資料的塑性越大，冷硬傾向越大，冷硬程度也越嚴(yán)重。二、影響零件表層物理力學(xué)性能的要素及其控制.二表層的剩余應(yīng)力1.影響切削表層剩余應(yīng)力的要素1切削用量影響 切削速度添加，使外表沿速度方向的塑性變形減少，工件表層產(chǎn)生的剩余拉應(yīng)力，隨速度的提高而下降。加大進(jìn)給量，會使表層金屬塑性變形添加

28、，切削區(qū)發(fā)生的熱量也添加，其結(jié)果會使剩余應(yīng)力的數(shù)值及擴(kuò)展深度相應(yīng)增大。2刀具角度的影響 當(dāng)前角由正值變?yōu)樨?fù)值或繼續(xù)增大負(fù)前角，拉伸剩余應(yīng)力的數(shù)值減小。3工件資料的影響 塑性大的資料，切削加工后外表層普通產(chǎn)生剩余拉應(yīng)力；脆性資料如鑄鐵，切削時(shí)由于后刀面的擠壓與摩擦，外表層產(chǎn)生剩余壓應(yīng)力。.2.影響磨削表層剩余應(yīng)力的要素1磨削用量的影響 磨削低碳鋼時(shí)，當(dāng)磨削深度很小如ap=0.005mm時(shí)，塑性變形起主要作用，因此磨削外表構(gòu)成緊縮剩余應(yīng)力。繼續(xù)加大磨削深度，塑性變形加劇，磨削熱隨之增大，熱要素的作用逐漸占主導(dǎo)位置，在外表層產(chǎn)生拉伸剩余應(yīng)力；且隨著磨削深度的增大，拉伸剩余應(yīng)力的數(shù)值將逐漸增大。當(dāng)ap

29、0.025mm時(shí)，雖然磨削溫度很高，但因工業(yè)鐵的含碳量極低，不能夠出現(xiàn)淬火景象，此時(shí)塑性變形要素逐漸起主導(dǎo)作用，表層金屬的拉伸剩余應(yīng)力數(shù)值逐漸減小。當(dāng)ap取值很大時(shí)，表層金屬呈現(xiàn)緊縮剩余應(yīng)力情況。.提高砂輪速度，磨削區(qū)溫度增高，而每顆磨粒所切除的金屬厚度減小，此時(shí)熱要素的作用增大，塑性變形要素的影響減小，因此提高砂輪速度將使外表金屬產(chǎn)生拉伸剩余應(yīng)力的傾向增大。加大工件的回轉(zhuǎn)速度和進(jìn)給速度，將使砂輪與工件的熱作用時(shí)間縮短，熱要素的影響逐漸減小，塑性變形要素的影響逐漸加大。這樣，外表金屬中產(chǎn)生拉伸剩余應(yīng)力的趨勢逐漸減小，而產(chǎn)生緊縮剩余應(yīng)力的趨勢逐漸增大。2工件資料的影響 工件資料的強(qiáng)度越高、導(dǎo)熱性

30、越差、塑性越低，在磨削時(shí)外表金屬產(chǎn)生拉伸剩余應(yīng)力的傾向就越大。.三表層金屬金相組織的變化 發(fā)生磨削燒傷的根本緣由是磨削溫度過高，因此防止和減輕磨削燒傷的根本途徑是減少熱量的產(chǎn)生和加速熱量的發(fā)散，詳細(xì)措施如下：1正確選擇砂輪 為防止產(chǎn)生燒傷，應(yīng)選擇較軟的砂輪。選擇具有一定彈性的結(jié)合劑如橡膠結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑，也有助于防止燒傷景象的產(chǎn)生。2合理選擇磨削用量 磨削深度ap對磨削溫度影響最大，從減輕燒傷的角度思索，ap不宜過大。平磨時(shí)，加大橫向進(jìn)給量ft有助于減輕燒傷。加大工件回轉(zhuǎn)速度Vw，磨削外表的溫度升高，但其增長速度與磨削深度ap的影響相比要小得多；且Vw越大，熱量越不容易傳入工件內(nèi)層，具有減小

31、燒傷層深度的作用。但增大工件速度Vw會使外表粗糙度值增大，為了彌補(bǔ)這一缺陷，可以相應(yīng)提高砂輪速度Vs。.3改善冷卻條件 內(nèi)冷卻是一種較為有效的冷卻方法。其任務(wù)原理是：經(jīng)過嚴(yán)厲過濾的冷卻液經(jīng)過中空主軸法蘭套引入砂輪的中心腔內(nèi)，由于離心力的作用，這些冷卻液就會經(jīng)過砂輪內(nèi)部的孔隙向砂輪周圍的邊緣灑出，這樣冷卻液就有能夠直接進(jìn)入磨削區(qū)，如圖3-43a所示。圖3-43.第五節(jié) 機(jī)械加工中的振動根本知識機(jī)械加工過程中常產(chǎn)生振動，振動對于加工質(zhì)量和消費(fèi)效率都有很大影響。 新型的、難加工資料的加工過程中工藝系統(tǒng)更易產(chǎn)生振動。所以研討振動產(chǎn)生的誘因及機(jī)理，進(jìn)而防止、抑制或消除振動是非常有意義的。.一、機(jī)械加工中

32、的強(qiáng)迫振動機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動是在外界周期性干擾力的作用下，系統(tǒng)受迫產(chǎn)生的振動。1.強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的緣由 強(qiáng)迫振動的振源有來自機(jī)床內(nèi)部的稱為機(jī)內(nèi)振源，也有來自機(jī)床外部的稱為機(jī)外振源。 機(jī)內(nèi)振源主要有機(jī)床旋轉(zhuǎn)件的不平衡，機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)的缺陷，往復(fù)運(yùn)動部件的慣性力，以及切削過程中的沖擊等。機(jī)床中各種高速旋轉(zhuǎn)的零件例如電動機(jī)轉(zhuǎn)子、帶輪、齒輪、卡盤、砂輪等，由于不平衡產(chǎn)生周期性的激振力，使加工過程產(chǎn)生強(qiáng)迫振動。齒輪制造不準(zhǔn)確或有安裝誤差也會產(chǎn)生周期性干擾力。第五節(jié) 機(jī)械加工中的振動根本知識.2. 強(qiáng)迫振動的特性1強(qiáng)迫振動是一種不衰減的振動，只需有激振干擾力存在，振動就不會衰減，但振動本身不會引起干擾力的變.2強(qiáng)迫振動的振動頻率與干擾力的頻率一樣，或是干擾力頻率的整數(shù)倍。這種頻