機械制造質(zhì)量分析與控制概述

1、第五章 機械制造質(zhì)量分析與控制主講教師：郝敬賓本章的主主要內(nèi)容容第一節(jié)機機械加加工精度度的基本本概念第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析第三節(jié)加加工誤誤差的綜綜合分析析第四節(jié)機機械加加工表面面質(zhì)量第五節(jié)機機械加加工過程程中振動動的基本本概念第五章機機械制制造質(zhì)量量分析與與控制機械制造造企業(yè)的的基本要要求：優(yōu)質(zhì)、高高產(chǎn)、低低消耗產(chǎn)品的質(zhì)量是第一位位的，沒沒有質(zhì)量量，高效效率、低低消耗就就失去了了意義。三坐標測量加工精度表面質(zhì)量要求高第五章機機械制制造質(zhì)量量分析與與控制機器零件件的加工工質(zhì)量是整臺機機器質(zhì)量量的基礎(chǔ)礎(chǔ)評價指標標加工精度度加工表面面質(zhì)量本章主題題：加工精度度及表面質(zhì)量量的分析與

2、與控制第一節(jié)機機械加加工精度度的基本本概念一、加工工精度和和加工誤誤差定義加工精度度零件加工工后的實實際幾何何參數(shù)與與圖樣規(guī)規(guī)定的理想幾何何參數(shù)的符合程度度加工精度度包括尺寸精度度、形狀精度度和位置精度度加工誤差差零件加工工后的實實際幾何何參數(shù)對對圖樣規(guī)規(guī)定的理想幾何何參數(shù)的偏離程度度一、加工工精度和和加工誤誤差加工精度度和加工工誤差的的理解：理想幾何何參數(shù)：對于形狀狀和位置置，則是是絕對正正確的形形狀和位位置，如如絕對的的平面和絕對的的平行等；對于于尺寸而而言，就就是零件件尺寸的的公差帶中中心。加工精度度是由零件件圖紙或或工藝文文件以公差T給定的，而加工誤差差則是零件件加工后后的實際測得得的

3、偏離離值。一般說說，當加工誤差差T時，就保保證了加加工精度度。一、加工工精度和和加工誤誤差加工精度度和加工工誤差的的理解：加工精度度和加工誤差差這兩個概概念是從從兩種觀觀點來評評定零件件幾何參參數(shù)這個個同一事事物。加工精度度的低和和高就是是通過加加工誤差差的大和和小來表表示的。第一節(jié)機機械加加工精度度的基本本概念二、加工工經(jīng)濟精精度一般所說說的加工工經(jīng)濟精精度指的的是，在在正常加加工條件件下（采采用符合合質(zhì)量標標準的設(shè)設(shè)備、工工藝裝備備和標準準技術(shù)等等級的工工人，不不延長加加工時間間）所能能保證的的加工精精度。某種加工工方法的的加工經(jīng)經(jīng)濟精度度不應(yīng)理理解為某某一個確確定值，而應(yīng)理理解為一一個范

4、圍圍，在這這個范圍圍內(nèi)都可可以說是是經(jīng)濟的的。成本增加加，加工工誤差較較小不明明顯誤差增大大，加工工最低成成本不變變第一節(jié)機機械加加工精度度的基本本概念三、零件件獲得加加工精度度的方法法加工精度度包括尺寸精度度、形狀精度度和位置精度度形狀精度度的獲取取方法：軌跡法；成形法法；展成成法位置精度度（平行行度、垂垂直度、同軸度度等）的的獲取方方法：裝夾方式式和加工工方法尺寸精度度的獲取取方法：試切法；定尺寸寸刀具法法；調(diào)整整法；自自動控制制法三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得形狀狀精度的的方法1)軌跡法：利用切削削運動中中刀具刀尖尖的運動軌跡跡形成被加加工表面面的形狀狀。這種種加工方方法所能能達

5、到的的精度，主要取取決于這種成形運動動軌跡的的精度。三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得形狀狀精度的的方法2)成形法：利用成形形刀具刀刃刃的幾何何形狀切出工件的形形狀。這種方方法所能能達到的的精度，主要取取決于刀刃的形形狀精度度和刀具的的裝夾精度度。三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得形狀狀精度的的方法3)展成法：利用刀具具和工件件作展成切削削運動，刀刃在在被加工工面上的的包絡(luò)面形成的成形表面面。這種加加工方法法所能達達到的精精度，主主要取決決于機床床展成運運動的傳動鏈精精度與刀具的制造精精度。三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得位置精度的方方法零件位置置精度的的獲得主主要取決決于工件的

6、定定位（裝裝夾）和加工方法法。多次裝夾夾加工時時，有關(guān)關(guān)表面的的位置精精度依賴賴夾具的的正確定定位來保保證；一次裝夾夾加工多多個表面面，各表表面的位位置精度度則依靠靠機床的的精度來來保證。三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得尺寸寸精度的的方法1)試切法：先試切部分加工工表面，測量后，適當當調(diào)整刀具相對對工件的的位置，再試切，再測量，當被加加工尺寸寸達到要要求后，再切削整個個待加工工面。試切測量調(diào)整車刀三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得尺寸寸精度的的方法2)定尺寸刀刀具法：用具有一一定尺寸寸精度的的刀具（如絞刀刀、擴孔孔鉆、鉆鉆頭等）來保證被加工工工件尺寸精度度的方法（如鉆孔孔）鉆頭的尺尺

7、寸保證證了加工孔的的尺寸鍵槽的寬寬度由鍵鍵槽銑刀刀尺寸保證證三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得尺寸寸精度的的方法3)調(diào)整法：利用機床床上的定程裝置置、對刀裝置置或預(yù)先調(diào)調(diào)整好的的刀架，使刀具相對對機床或或夾具滿足位置精度度要求，然后加加工一批批工件。該法需需要采用用夾具實現(xiàn)現(xiàn)裝夾。三、零件件獲得加加工精度度的方法法獲得尺寸寸精度的的方法4)自動控制制法：工件達到到要求的的尺寸時時，自動停止止加工。又分自動測量量和數(shù)字控制制兩種，前前者機床床上具有有自動測測量工件件尺寸的的裝置，在達到到要求時時，停止止進刀。后者是是根據(jù)預(yù)預(yù)先編制制好的機機床數(shù)控控程序?qū)崒崿F(xiàn)進刀刀的。數(shù)控機床自動控制原理框圖

8、第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析機械加工工工藝系系統(tǒng)的構(gòu)構(gòu)成：機床、夾夾具、刀刀具和工工件。工藝系統(tǒng)統(tǒng)的誤差差稱為原始誤差差。工藝系統(tǒng)統(tǒng)的誤差差會復(fù)映映到工件件上。原始誤差差與加工工誤差：加工工藝藝系統(tǒng)誤誤差是根源，加工誤誤差是表現(xiàn)；分析原始始誤差和和加工誤誤差之間間的定性性與定量量關(guān)系，是保證證和提高高零件加加工精度度的必要要的理論論基礎(chǔ)。第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析原始誤差差的來源源第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析一、原理理誤差產(chǎn)生原因因原理誤差差是由于于采用了了近似的的加工運運動或者者近似的的刀具輪輪廓而產(chǎn)產(chǎn)生的加工原理理為了得到到規(guī)定的的零件表表面，在

9、在工件和刀具的運動之間間建立的某某種聯(lián)系車削工件件滾切齒輪輪第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析二、機床床誤差機床誤差差的三個個方面：機床本身身的制造、磨損和安裝靜誤差：在沒有切切削載荷荷的情況況下測得得的各項項誤差車床的各各項靜誤誤差：床身導(dǎo)軌軌在垂直面面和水平平面內(nèi)的的直線度和平行度；主軸軸線對床床身導(dǎo)軌軌的平行行度；主軸的回轉(zhuǎn)精精度；傳動鏈精精度；刀架各溜溜板移動動時，對對主軸軸軸線的平平行度和和垂直度度。第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析二、機床床誤差靜誤差：導(dǎo)軌誤差差主軸誤差差傳動鏈誤誤差1.導(dǎo)軌誤差差導(dǎo)軌是機機床上確確定各機機床部件件相對位置置關(guān)系的基基準，也也是機床

10、床運動的的基準1.導(dǎo)軌誤差差誤差敏感感方向不同方向向的誤差差對加工工誤差的的影響是是不同的的，即存存在誤差差的敏感感方向原始誤差差所引起起的刀刃刃與工件件間的相相對位移移，如果果產(chǎn)生在在加工表面面的法線線方向，則對加加工誤差差有直接的影影響；如果產(chǎn)產(chǎn)生在加工表面面的切線線方向，就可以以忽略不計計。把加工工表面的的法向稱之為誤差的敏敏感方向向。1.導(dǎo)軌誤差差車床和磨磨床的床床身導(dǎo)軌軌誤差的的三個方方面在垂直面面內(nèi)的直直線度（彎曲）1.導(dǎo)軌誤差差車床和磨磨床的床床身導(dǎo)軌軌誤差的的三個方方面在垂直面面內(nèi)的直直線度（彎曲）在水平面面內(nèi)的直直線度（彎曲）1.導(dǎo)軌誤差差車床和磨磨床的床床身導(dǎo)軌軌誤差的的三

11、個方方面在垂直面面內(nèi)的直直線度（彎曲）在水平面面內(nèi)的直直線度（彎曲）前后導(dǎo)軌軌的平行行度（扭扭曲）機床導(dǎo)軌軌的幾何何精度，不但決決定于它它的制造造精度和和使用的的磨損情情況，而而且還和和機床的的安裝情況況有很大關(guān)關(guān)系1.導(dǎo)軌誤差差導(dǎo)軌三項項誤差的的常規(guī)檢檢查方法法垂直平面面內(nèi)的直直線度誤誤差：采用與導(dǎo)導(dǎo)軌相配配合的橋橋板、水水平儀，在導(dǎo)軌軌縱向上上分段檢檢測，記記下水平平儀的讀讀數(shù)，畫畫出曲線線圖，再再計算其其誤差大大小和判判斷凹凸凸程度。前后導(dǎo)軌軌的平行行度誤差差：采用橋板板和水平平儀，在在導(dǎo)軌的的幾個橫橫向上檢檢測，取取其最大大代數(shù)差差。水平面內(nèi)內(nèi)的直線線度誤差差：采用橋板板和準直直儀1.

12、導(dǎo)軌誤差差車床導(dǎo)軌軌誤差的的簡便檢查方法法對于車床床而言，導(dǎo)軌垂垂直方向向的原始始誤差既既然對加加工誤差差的影響響可以忽忽略不計計，因此此可采用用更簡單單的方法法。2.主軸誤差差主軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度對于主軸軸的要求求，就是是在運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的情況況下，能能保持軸心線的位置穩(wěn)定定不變，也就是是回轉(zhuǎn)精度度實際上主主軸在每每一瞬時時回轉(zhuǎn)軸軸線的空空間位置置都是變變動的，即存在在著回轉(zhuǎn)誤差差。運動形式式可分解解為：純軸向竄竄動純徑向移移動純角度擺擺動2.主軸誤差差不同的加加工方法法，主軸軸回轉(zhuǎn)誤誤差所引引起的加加工誤差差也不同同2.主軸誤差差主軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度的的測量方方法3.傳動鏈誤誤差3.傳動鏈誤誤差提高傳動動鏈的

13、傳傳動精度度的措施施盡可能縮縮短傳動動鏈，減減少誤差差源數(shù)n。盡可能采采用降速速傳動；盡可能能使末端端傳動副副采用大大的降速速比；末末端傳動動元件應(yīng)應(yīng)盡可能能地制造造得精確確些。提高傳動動元件的的制造精精度和裝裝夾精度度，盡可可能地提提高傳動動鏈中升升速傳動動元件的的精度。第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析三、調(diào)整整誤差產(chǎn)生原因因在機械加加工的每每一個工工序中，總是要要進行這這樣或那那樣的調(diào)調(diào)整工作作。由于于調(diào)整不不可能絕絕對地準準確，也也就帶來來了一項項原始誤誤差，即即調(diào)整誤差差活塞加工工中工藝藝系統(tǒng)的的調(diào)整機床的調(diào)調(diào)整夾具的調(diào)調(diào)整刀具的調(diào)調(diào)整三、調(diào)整整誤差不同的調(diào)調(diào)整方式式，有不不

14、同的誤誤差來源源試切法（三種誤誤差來源源）度量誤差差量具本身身的誤差差和使用用條件下下的誤差差(如溫度影影響，使使用者的的細致程程度)摻入到測測量所得得的讀數(shù)數(shù)之中，在無形形中擴大大了加工工誤差；加工余量量的影響響在切削加加工中，刀刃所所能切掉掉的最小小切屑厚厚度是有有一定限限度的，銳利利的刀刃刃可達5m，已鈍化化的刀刃刃只能達達到20-50m，切屑厚厚度再小小時刀刃刃就“咬咬”不住住金屬而而打滑，光起擠擠壓作用用。三、調(diào)整整誤差不同的調(diào)調(diào)整方式式，有不不同的誤誤差來源源試切法（三種誤誤差來源源）微進給誤誤差在試切的的最后一一刀時，總是要要微量調(diào)調(diào)整一下下車刀（或砂輪輪）的徑徑向進給給量。這這

15、時常會會出現(xiàn)進進給機構(gòu)構(gòu)的“爬行”現(xiàn)象，結(jié)果刀刀具的實實際徑向向移動比比手輪上上轉(zhuǎn)動的的刻度數(shù)數(shù)要偏大大或偏小小些，以以致難于于控制尺尺寸的精精度，造造成了加加工誤差差。避免爬行行的措施施在微量進進給以前前先退出出刀具，然后再再快速引引進刀具具到新的的手輪刻刻度值，中間不不加停頓頓，使進進給機構(gòu)構(gòu)滑動面面間不產(chǎn)產(chǎn)生靜摩摩擦；輕輕敲擊擊手輪，用振動動消除靜靜摩擦三、調(diào)整整誤差不同的調(diào)調(diào)整方式式，有不不同的誤誤差來源源按定程機機構(gòu)調(diào)整整在大批量量生產(chǎn)中中廣泛采采用行程程擋塊、靠模、凸輪等等機構(gòu)保保證加工工精度。這時候候，這些些機構(gòu)的的制造精精度和調(diào)調(diào)整，以以及與它它們配合合使用離離合器、電氣開開關(guān)

16、、控控制閥等等的靈敏敏度就成成了影響響誤差的的主要因因素；按樣件或或樣板調(diào)調(diào)整在大批量量生產(chǎn)中中用多刀刀加工時時，常用用專門樣樣件來調(diào)調(diào)整刀刃刃間的相相對位置置，如活活塞槽半半精車和和精車時時就是如如此。第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析四、工藝藝系統(tǒng)受受力變形形對加工工精度的的影響1.現(xiàn)場加工工中工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的現(xiàn)象象：在車床上上加工一一根細長軸時，可以以看到在在縱向走走刀過程程中切屑屑的厚度度起了變變化，越到中間間，切屑屑層越薄薄，加工出出來的工工件出現(xiàn)現(xiàn)了兩頭細中中間粗的的腰鼓形形誤差；舊車床上上加工剛性性很好的的工件時時，經(jīng)過粗粗車一刀刀后，再再要精車車的話，有時候候不

17、但不把把刀架橫橫向進給給一點，反而要把把它反向向退回一一點，才能保保證精車車時切去去極薄的的一層以以滿足加加工精度度和表面面粗糙度度的要求求無進給磨磨削四、工藝藝系統(tǒng)受受力變形形對加工工精度的的影響2.機床部件件剛度及及其特點點在切削力力的作用用下，刀刀具(由于工藝藝系統(tǒng)的的受力變變形)和工件相相對退讓讓；設(shè)讓讓刀距離離為y，則工藝藝系統(tǒng)在在Y方向的剛剛度是：棒料裝在在卡盤中中 ，材材料力學(xué)學(xué)懸臂梁公公式四、工藝藝系統(tǒng)受受力變形形對加工工精度的的影響2.機床部件件剛度及及其特點點由材料力力學(xué)可知知，當載載荷施加加在梁的的中間時時，產(chǎn)生生的彈性性位移為為最大：四、工藝藝系統(tǒng)受受力變形形對加工工精

18、度的的影響2.機床部件件剛度及及其特點點遇到由若干零件件組成的的部件時，剛度度問題就就比較復(fù)復(fù)雜。采用實驗驗方法測測剛度四、工藝藝系統(tǒng)受受力變形形對加工工精度的的影響2.機床部件件剛度及及其特點點實驗方法法測剛度度1）力和變變形的關(guān)關(guān)系不是是直線關(guān)關(guān)系，不不符合虎虎克定律律，這反反映了部部件的變變形不純純粹是彈彈性變形形；3）當載荷荷去除后后，變形形恢復(fù)不不到起點點，這說說明部件件的變形形不僅有有彈性變變形，而而且還產(chǎn)產(chǎn)生了不不能恢復(fù)復(fù)的塑性性變形；2）加載曲曲線與卸卸載曲線線不重合合，它們們間包容容的面積積代表了了在加載載卸載的的循環(huán)中中所損失失的能量量，也就就是消耗耗在克服服部件內(nèi)內(nèi)零件之

19、之間的摩摩擦力和和接觸面面塑性變變形所作作的功；4）部件的的實際剛剛度遠比比我們想想象的要要小。2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（1）接觸變變形（零零件與零零件間接接觸點的的變形）2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（1）接觸變變形（零零件與零零件間接接觸點的的變形）一般情況況下，表面愈粗粗糙，接接觸剛度度愈小，表面宏觀觀幾何形形狀誤差差愈大，實際接接觸面積積愈小，接觸剛剛度愈小??；材料硬度度高，屈屈服極限限也高，塑性變變形就小小，接觸觸剛度就就大；表面紋理理方向相相同時，接觸變形形較小，接觸剛剛度就大大。2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素

20、（2）薄弱零件件本身的的變形2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（3）間隙的影影響在剛度試試驗中如如果在正反兩個個方向加載荷，便可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)間隙對變形的的影響2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（4）摩擦的的影響在加載時，零件件與零件件的接觸觸面間的的摩擦力力阻止變形形的增加加。在卸載時，摩擦擦力又阻止變形形的減少少。在圖中中顯示出出加載曲線線和卸載載曲線不不相重合合。2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（5）施力方方向的影影響2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（5）施力方方向的影影響所以刀刃刃在Y方向的實實際位移移，是切切削分力力

21、Fx、Fy、Fz共同作用用的結(jié)果果。因此此前面所所述關(guān)于于工藝系系統(tǒng)的剛剛度的定定義也需需修改為為：2.機床部件件剛度及及其特點點影響部件件剛度的的因素（5）施力方方向的影影響3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)在受力力情況下下的總位位移是各各個組成成部分位位移y機床、y夾具、y刀具、y工件的迭加：3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響（1）由于受受力點位位置的變變化而產(chǎn)產(chǎn)生的工工件形狀狀誤差工藝系統(tǒng)統(tǒng)的剛度度隨著受力力點的位位置的變變化而變變化先假定工件短而而粗，剛剛度很高高則工藝系系統(tǒng)的總總位移完完全取決決于機床頭尾尾座(包括

22、頂尖尖)和刀架（包括刀刀具)的位移設(shè)FA、FB為所引起起的在頭頭、尾座座處的作作用力，則代入上式式，得到到又因 工藝系統(tǒng)統(tǒng)的總位位移設(shè)頂尖間距距離600mm沿工件長長度上工工藝系統(tǒng)統(tǒng)的位移移如下表表0.01350.01180.01070.01030.01040.01110.0125y系統(tǒng)(mm)（尾座處） (工件中間)0(頭座處)x工件軸向向最大直直徑誤差差(鞍形)為：3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響（1）由于受受力點位位置的變變化而產(chǎn)產(chǎn)生的工工件形狀狀誤差再假定工件細而而長，剛剛度很低低則工藝系系統(tǒng)的位位移完全全取決于工工件的變變形根據(jù)材料料

23、力學(xué)的的計算公公式，在在切削點點處的位位移為：仍設(shè)工件尺寸寸為則沿工件件長度上上的位移移有如下下表：00.0520.1320.170.1320.0520y系統(tǒng)(mm) (尾座處） (工件中間)0(頭座處)x故工件軸軸向最大大直徑誤誤差(鼓形)為比之上面面的誤差差要大50倍。綜合以上上兩例的的分析，可以推推廣到一一般情況況，即工工藝系統(tǒng)統(tǒng)的總位位移為圖圖(a)和圖(b)的位移的的迭加：3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響（1）由于受受力點位位置的變變化而產(chǎn)產(chǎn)生的工工件形狀狀誤差3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度

24、的影影響（2）由于切切削力變變化引起起的加工工誤差-誤差復(fù)映映規(guī)律加工偏心心毛坯之之后得到到的工件件仍然是是略有偏偏心的。這種現(xiàn)現(xiàn)象在工工藝學(xué)中中稱為誤差復(fù)映映試求加工工誤差和和毛坯誤誤差之間間的定量量關(guān)系根據(jù)切削削原理，切削分分力可表示為為：與刀具幾幾何形狀狀以及切切削條件件(刀具材料料及幾何何參數(shù)、工件材材料及其其強度與與硬度、切削用用量、冷冷卻液等等)有關(guān)的系系數(shù)；、切削深度度、進給給量；、指數(shù)在材料硬硬度均勻勻，刀具具幾何形形狀、切切削條件件和進給給一定時時：（常數(shù)）則則對于一般般切刀的的幾何形形狀：(、)，接近于1由此引起起的工藝藝系統(tǒng)受受力變形形為：由于 令 則 則 上式表示示了加

25、工誤差差與毛坯坯誤差之之間的比比例關(guān)系系，說明了了“誤差復(fù)映映” 的規(guī)規(guī)律，定定量地反反映了毛毛坯誤差差經(jīng)加工工所減小小的程度度，稱之之為“誤差復(fù)映映系數(shù)”；可以看出出：工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度越越高，越小，也也即是復(fù)復(fù)映在工工件上的的誤差越越小。當加工過程分成幾次走刀進行時，每次走刀的復(fù)映系數(shù)為： 、 、 ，則總的復(fù)映系數(shù) 由于總總是小于于，復(fù)映系系數(shù)總是是小于1，經(jīng)過幾幾次走刀刀后，降降到到很小的的數(shù)值，加工誤誤差也就就降到允允許的范范圍以內(nèi)內(nèi)。由以上分分析，可可以把誤誤差復(fù)映映的概念念推廣到到下列幾幾點：每一件毛毛坯的形形狀誤差差，不論論是圓度、圓圓柱度、同軸度度(偏心、徑徑向跳動動等)、平直度誤

26、誤差等都以一一定的復(fù)復(fù)映系數(shù)數(shù)復(fù)映成成工件的的加工誤誤差，這這是由于于切削余量量不均勻勻而引起的的；在一般車車削時，只有在在粗加工時用誤差差復(fù)映規(guī)規(guī)律估算算加工誤誤差才有有實際意意義。但但是在工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度低低的場合合下(如鏜孔時時桿較細細，車削削時工件件較細長長以及磨磨孔時磨磨桿較細細等)，則誤差差復(fù)映的的現(xiàn)象比比較明顯顯，有時時需要從從實際反反映的復(fù)復(fù)映系數(shù)數(shù)著手分分析提高高加工精精度的途途徑；在大批大大量生產(chǎn)產(chǎn)中，都都是采用用定尺寸調(diào)調(diào)整法加工的，即刀具在在調(diào)整到到一定的的切深后后，就一一件件連連續(xù)加工工下去，不再逐逐次試切切，逐次次調(diào)整切切深。這這樣，對對于一批批尺寸大大小有參參差的毛

27、毛坯而言言，每件件毛坯的的加工余余量都不不一樣，由于誤誤差復(fù)映映的結(jié)果果，也就就造成了了一批工工件的“尺寸分散散”。3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響（3）其它作作用力引引起工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的變化化所產(chǎn)生生的加工工誤差1）夾緊力力引起的的影響3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響（3）其它作作用力引引起工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的變化化所產(chǎn)生生的加工工誤差1）由于機機床部件件和工件件本身重重量及它它們在移移動中位位置的變變化而引引起的加加工誤差差3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)

28、剛度對對加工精精度的影影響（3）其它作作用力引引起工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的變化化所產(chǎn)生生的加工工誤差1）由于機機床部件件和工件件本身重重量及它它們在移移動中位位置的變變化而引引起的加加工誤差差3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響當支承在在兩個端端點A和B時，自重重引起中中間的最最大變形形量為：當支承在在離兩端端的2L/9的D和E時，自重重引起的的兩端最最大變形形量為：3.工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變變形對加加工精度度的影響響工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度對對加工精精度的影影響（3）其它作作用力引引起工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的變化化所產(chǎn)生生的加工工誤差除上述夾夾緊力和和重力外外，

29、傳動力和和慣性力力也會使工工藝系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生受受力變形形，從而而引起加加工誤差差;在高速切切削加工工中，離離心力的的影響不不可忽略略，常常常采用“對重平衡衡”的方法法來消除除不平衡衡的現(xiàn)象象，即在在不平衡衡質(zhì)量的的反向加加裝重塊塊，使工工件和重重塊的離離心力相相等而方方向正好好相反，達到相相互抵消消的效果果;必要時還還須適當當?shù)亟档娃D(zhuǎn)速速，以減少少離心力力的影響響4.減少工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的途徑徑1）提高工工藝系統(tǒng)統(tǒng)中零件件間的配配合表面面質(zhì)量，以提高高接觸剛剛度。4.減少工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的途徑徑2）設(shè)置輔輔助支承承提高部部件剛度度。4.減少工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的途徑徑3）當工件件剛度

30、成成為產(chǎn)生生加工誤誤差的薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)時，縮縮短切削削力作用用點和支支承點的的距離也也可以提提高工件件的剛度度4.減少工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的途徑徑3）當工件件剛度成成為產(chǎn)生生加工誤誤差的薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)時，縮縮短切削削力作用用點和支支承點的的距離也也可以提提高工件件的剛度度不用后頂頂尖時(當力作用用在工件件自由端端時)；用后頂尖尖時（當力作作用在工工件中心心時）。4.減少工藝藝系統(tǒng)受受力變形形的途徑徑3）當工件件剛度成成為產(chǎn)生生加工誤誤差的薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)時，縮縮短切削削力作用用點和支支承點的的距離也也可以提提高工件件的剛度度五、工藝藝系統(tǒng)熱熱變形引引起的加加工誤差差在機械加加工中，工藝系系統(tǒng)在各各種

31、熱源源的影響響下，常常產(chǎn)生復(fù)復(fù)雜的變變形，破破壞工件件與刀具具的相對位置置和運動的準準確性，造成工工件的加工誤差差。熱變形對對加工精精度的影影響較大大，特別別是精密加工工和大件加工工中，熱變變形所引引起的加加工有時時占到加加工誤差差的40%-70%。五、工藝藝系統(tǒng)熱熱變形引引起的加加工誤差差1.工藝系統(tǒng)統(tǒng)的熱變變形及其其熱源1）電氣熱熱2）傳動部部分將發(fā)發(fā)生摩擦擦熱（軸軸承副、齒輪副副、離合合器、導(dǎo)導(dǎo)軌副等等）3）帶熱的的切屑和和冷卻液液落在床床身上。4）環(huán)境傳傳來的熱熱（室溫溫的變化化、陽光光的照射射、取暖暖裝置的的影響等等）五、工藝藝系統(tǒng)熱熱變形引引起的加加工誤差差2.機床的熱熱變形及及其

32、對加加工精度度的影響響由于各類類機床的的結(jié)構(gòu)和和工作條條件相差差很大，所以引引起機床床熱變形形的熱源源和變形形形式也也是多種種多樣的的。加工精度度要求很很高或較較高的精精密機床床半自動和和自動機機床床身較長長的機床床五、工藝藝系統(tǒng)熱熱變形引引起的加加工誤差差2.機床的熱熱變形及及其對加加工精度度的影響響由于各類類機床的的結(jié)構(gòu)和和工作條條件相差差很大，所以引引起機床床熱變形形的熱源源和變形形形式也也是多種種多樣的的。加工精度度要求很很高或較較高的精精密機床床半自動和和自動機機床床身較長長的機床床五、工藝藝系統(tǒng)熱熱變形引引起的加加工誤差差3.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（1）

33、結(jié)構(gòu)措措施1）熱對稱稱結(jié)構(gòu)第二節(jié)影影響加加工精度度的因素素及其分分析3.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（1）結(jié)構(gòu)措措施2）在設(shè)計計上使關(guān)關(guān)鍵件的的熱變形形避開加加工誤差差的敏感感方向。3.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（1）結(jié)構(gòu)措措施3）合理安安排支承承的位置置3.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（1）結(jié)構(gòu)措措施4）對發(fā)熱熱量大的的熱源（如裝入入式電動動機、泵泵、油池池、軸承承等）采采用足夠夠冷卻的的措施擴大散熱熱表面，保證良良好的自自然冷卻卻條件。使用強制式的的冷卻：空氣冷冷卻、水水冷卻、循環(huán)潤潤滑5）隔離熱熱源可以以從根本本上減少少

34、機床的的熱變形形油池(連同油泵泵、閥等等)、冷卻液液箱等成成為獨立的單單元從機床中中移到外外面以后后，機床的熱熱變形可可顯著地地下降3.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（1）結(jié)構(gòu)措措施6）均衡關(guān)關(guān)鍵件的的溫升，避免彎彎曲變形形（熱補償法法）3.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（2）工藝措施1）在安裝裝機床的的區(qū)域內(nèi)內(nèi)保持恒恒定的環(huán)環(huán)境溫度度均勻安排排車間內(nèi)加加熱器，取暖系系統(tǒng)等的的位置，使熱流流的方向向不朝向向機床，以及建建立車間間門斗或或簾幕精密機床床還不應(yīng)應(yīng)受到陽光光的直接接照射，以免引引起不均均勻的熱熱變形2）將精密密機床中中的坐標標鏜床、螺紋機機床和

35、齒齒輪機床床等安裝裝在恒溫溫室中使使用恒溫精度度應(yīng)嚴格格控制（一般精精度取1，精密級級0.5，超精密密級為0.01）恒溫基數(shù)數(shù)則可按按季節(jié)適適當?shù)丶蛹右宰儎觿?.減少機床床熱變形形對加工工精度影影響的基基本途徑徑（2）工藝措措施3）讓機床床在開車車后空轉(zhuǎn)一段段時間，在到達達或接近近熱平衡衡后再進進行加工工在加工有有些精密密零件時時，盡管管有不切切削的間間斷時間間，但仍仍讓機床床空轉(zhuǎn)，以保持機床床的熱平平衡。4.刀具的熱熱變形及及其對加加工精度度的影響響5.工件的熱熱變形工件在機機械加工工中所產(chǎn)產(chǎn)生的熱熱變形，主要是是由于切削熱的作用。有些大大型零件件同時還還受環(huán)境溫度度變化的影響（如機床床床身

36、導(dǎo)導(dǎo)軌）。對于車、銑、刨刨、立鏜鏜、外拉拉削等切切削流暢暢、切削削和刀具具的摩擦擦較小的的情況，大部分分切削熱熱被切屑屑帶走，傳入工工件的熱熱量為10%左右對于鉆孔孔，由于于鉆頭橫橫刃的擠擠壓作用用，切屑屑與排屑屑溝的摩摩擦以及及散熱條條件不好好等原因因，鉆孔孔是所產(chǎn)產(chǎn)生的熱熱量約50%進入工件件磨削時，約有84%的磨削熱熱傳入工工件在臥鏜鑄鑄鐵工件件時，切切屑幾乎乎全部留留在孔內(nèi)內(nèi)，傳給給切屑的的熱量又又傳給了了工件四種不同同的加工工方式5.工件的熱熱變形即使是同一加工工方式，同樣的的熱量，由于工工件受熱熱體積不不同，引引起溫升的熱熱變形也不一樣樣。（薄薄壁件和和實心件件）工件的裝夾方式式對

37、工件熱熱變形也也有影響響工件受熱的均均勻與否否，對熱變變形的影影響也很很大，若若工件單單面受熱熱，就容容易產(chǎn)生生彎曲在兩死頂頂尖間加加工軸件件，因頂頂尖不能能軸向移移動，則則工件的熱熱升長受阻導(dǎo)致致兩頂尖尖間產(chǎn)生生軸向力力，使工工件彎曲變形形，加工后后呈鞍形形狀狀誤差。內(nèi)圓磨床床磨短薄薄壁套內(nèi)內(nèi)孔時，雖可看看作均勻勻受熱，但由于于在夾壓點處處的散熱熱條件好好，該處的的溫升較較其它部部分低，故加工工完畢冷冷卻后工工件出現(xiàn)現(xiàn)棱圓形的的圓度誤誤差5.工件的熱熱變形對于工件受熱熱均勻情況測得的工件溫升為 ，則熱伸長 （直徑上和長度上)可以按簡單的物理公式計算式中：工材料的熱膨脹系數(shù)，鋼材為鑄鐵為工件在

38、熱變形方向上的尺寸5.工件的熱熱變形對于工件受熱熱均勻情況精加工磨削絲杠例子：則絲杠的伸長量為：，每磨一次溫度就升高約而6級絲杠的螺距累積誤差在全長上不允許超過由此可見熱變形的嚴重性若絲杠長度為熱變形對對粗精加加工影響響例子：在一臺三工位的組合機機床上，第一個個工位是是裝卸工件件，第二個個工位是是鉆，第三個個工位是是鉸孔，鉆孔尺尺寸為20mm材料為鑄鑄鐵，鉆鉆孔時轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，進給量量溫升達，則工件件的孔在在直徑上上脹大了了：鉆孔完畢畢后接著著鉸孔，等到工工件冷下下來一收收縮，誤誤差就超超過了7級精度的的公差。所以說說在這種種場合下下，粗加加工的工工件變形形就不能能忽視了了?？傮w來說說，工件件受熱均

39、均勻，主主要影響響尺寸精度度5.工件的熱熱變形5.工件的熱熱變形對于工件受熱熱不均勻勻情況，將將產(chǎn)生形狀誤差差機床導(dǎo)軌軌面的磨磨削例子子M131W型外圓磨磨床導(dǎo)軌軌在磨削削熱作用用下，上上下溫差差可達3在垂直面面的熱變變形達為了保證證磨削精精度，就就不得不不在走過過幾個行行程后停車等待待，讓周圍圍的空氣氣把工件件表面的的熱量帶帶走。5.工件的熱熱變形減少工件件熱變形形對加工工精度影影響的措施在切削區(qū)區(qū)域施加加充分的的冷卻液液；提高切削削速度或或進給量量，使傳傳入工件件的熱量量減少；工件在精精加工前前有充分分時間間間隙，使使它得到到足夠的的冷卻；勿讓刀具具和砂輪輪過分磨磨鈍就進進行刃磨磨和修正正

40、，以減減少切削削熱和磨磨削熱；使工件在在夾緊狀狀態(tài)下有有伸縮的的自由如高速切切削和高高速磨削削如采用彈彈簧后頂頂尖氣動后頂頂尖六、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形在主軸和和箱體加加工中，都安排排有時效處理理的工序序，目的是是為了消消除工件件的內(nèi)應(yīng)力所謂內(nèi)應(yīng)力，指的是是當外部部的載荷荷去除以后，仍仍殘存在在工件內(nèi)內(nèi)部的應(yīng)應(yīng)力。毛坯制造造中產(chǎn)生生的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力冷校直帶帶來的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力切削（磨磨削）帶帶來的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力（后續(xù)課課程討論論）內(nèi)應(yīng)力是是由于金金屬內(nèi)部部宏觀的的或微觀觀的組織織發(fā)生了了不均勻勻的體積積變化而而產(chǎn)生的的。其外外界因素素就來自自熱加工工和冷加加工。六、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形毛坯制造造中產(chǎn)生生的內(nèi)應(yīng)

41、應(yīng)力在鑄、鍛、焊、熱熱處理等加工過過程中，毛坯各部部分冷熱熱收縮不不均勻、金相組組織轉(zhuǎn)變變的體積積變化毛坯的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力暫暫時處于于相對平平衡的狀狀態(tài)，在在短時期期內(nèi)還看看不出有有什么變變動。但在切削去某某些表面面部分以后，就就打破了了這種平平衡，內(nèi)內(nèi)應(yīng)力重重新分布布，零件件就明顯顯地出現(xiàn)了變變形。六、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形毛坯制造造中產(chǎn)生生的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力六、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形毛坯制造造中產(chǎn)生生的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力六、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形冷校直帶帶來的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力絲杠之類類的細長長軸車削削后，棒棒料在軋軋制中產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力要要重新分分布，產(chǎn)生彎曲曲校直力在在校直過過程中對對工件產(chǎn)產(chǎn)生彈性變形形和塑性變形形當

42、外力F去除以后后，彈性性變形與與塑性變變形相互互牽制形形成新的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力分布布六、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形冷校直帶帶來的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力七、保證證和提高高加工精精度的途途徑1.聽其自然然，因勢勢利導(dǎo)，直接消消除或減減少柔性性工件受受力變形形的方法法細長軸1)進給方向向由卡盤盤指向尾尾座，和和一般車車削法的的進給方方向剛好好相反。七、保證證和提高高加工精精度的途途徑1.聽其自然然，因勢勢利導(dǎo)，直接消消除或減減少柔性性工件受受力變形形的方法法細長軸2)采用大進進給量和和大的主主偏角車車刀3)伸縮性的的活頂尖尖使工件件在熱伸伸長下有有伸縮的的余地。4)在卡盤一一端的工工件上車車出一個個縮頸部部分，消消除由于于坯

43、料本本身的彎彎曲而在在卡盤強強制夾持持下軸心心線歪斜斜的影響響七、保證證和提高高加工精精度的途途徑1.聽其自然然，因勢勢利導(dǎo)，直接消消除或減減少柔性性工件受受力變形形的方法法細長軸七、保證證和提高高加工精精度的途途徑1.聽其自然然，因勢勢利導(dǎo)，直接消消除或減減少柔性性工件受受力變形形的方法法薄片零件件七、保證證和提高高加工精精度的途途徑1.聽其自然然，因勢勢利導(dǎo)，直接消消除或減減少柔性性工件受受力變形形的方法法薄片零件件七、保證證和提高高加工精精度的途途徑2.人為設(shè)誤誤，相反反相成，抵消受受力變形形和傳動動誤差的的方法七、保證證和提高高加工精精度的途途徑2.人為設(shè)誤誤，相反反相成，抵消受受力變

44、形形和傳動動誤差的的方法七、保證證和提高高加工精精度的途途徑2.人為設(shè)誤誤，相反反相成，抵消受受力變形形和傳動動誤差的的方法車削外圓圓零件時時，為減減小徑向向力引起起的變形形，采用用前后雙雙刀架“對刀”切削，可使徑徑向切削削力相互互抵消七、保證證和提高高加工精精度的途途徑3.縮小范圍圍，分別別處理，分組控控制定位位誤差的的方法通過誤差復(fù)映映規(guī)律，引引起了本本工序尺尺寸誤差差和形狀狀誤差的的擴大通過定位誤差差的作用，引起了了本工序序各表面面間位置置誤差的的擴大采用分組組調(diào)整（均分誤誤差）的的方法七、保證證和提高高加工精精度的途途徑4.創(chuàng)造條件件，撇開開干擾，變形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移和誤誤差轉(zhuǎn)移移的方法法七、保

45、證證和提高高加工精精度的途途徑4.創(chuàng)造條件件，撇開開干擾，變形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移和誤誤差轉(zhuǎn)移移的方法法七、保證證和提高高加工精精度的途途徑5.確保驗收收，把好好最后一一道關(guān)，“就地地加工”達到最最終精度度的方法法七、保證證和提高高加工精精度的途途徑5.確保驗收收，把好好最后一一道關(guān)，“就地地加工”達到最最終精度度的方法法七、保證證和提高高加工精精度的途途徑6.有比較，才有鑒鑒別，誤誤差平均均的方法法像研磨加加工一樣樣通過表表面間相相對研擦擦和磨損損而使誤誤差不斷斷減少的的過程，稱之為為誤差平均均的方法；常利用誤誤差平均均的方法法來制造造精密零零件，如如：直角角尺、角角度規(guī)、多棱體體、分度度盤、標標準絲杠杠

46、等高精精密度的的量具和和工具;誤差平均均法的實質(zhì)是：利用用有密切切聯(lián)系的的表面相相互比較較，相互互檢查，從對比比中找出出差距以以后，或或是相互互糾正(如偶件的的對研)或是互為為基準進進行加工工。七、保證證和提高高加工精精度的途途徑7.實時檢測測，動態(tài)態(tài)補償，偶件自自動配制制和溫度度積極控制的方方法主動測量量：在加工工中隨時時測量出出工件的的實際尺尺寸(形狀、位位置精度度)，隨時給給刀具以以附加的的補償量量以控制制刀具和和工件間間的相對對位置。如：自自動測量量和自動動補償偶件自動動配磨：將互配配件中的的一件作作為基準準，去控控制另一一件的加加工精度度。積極控制制起決定定性作用用的加工工條件：在某

47、些些復(fù)雜精精密零件件的加工工中，針針對起決決定作用用的誤差差因素進進行積極極控制，使誤差差在很小小的變動動范圍以以內(nèi)。如如：精精密螺紋紋磨床的的自動恒恒溫控制制。第三節(jié)加加工誤誤差的綜綜合分析析一、加工工誤差的的性質(zhì)系統(tǒng)性誤誤差連續(xù)加工工一批零零件時，這類誤誤差的大大小和方方向保持持不變，或是按按一定的的規(guī)律而而變化。前者稱稱為常值值系統(tǒng)性性誤差，后者稱稱為變值值系統(tǒng)性性誤差。隨機性誤誤差在加工一一批零件件中，這這類誤差差的大小小和方向向是不規(guī)規(guī)律地變變化著的的。毛坯坯誤差（余量大大小不一一，硬度度不勻等等)的復(fù)映、定位誤誤差（基基準面尺尺寸不一一，間隙隙影響等等)、夾緊誤誤差（夾夾緊力大大小

48、不一一）、多多次調(diào)整整的誤差差、內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起起的變形形誤差等等等都是是隨機性性誤差第三節(jié)加加工誤誤差的綜綜合分析析二、加工工誤差的的統(tǒng)計分分析方法法分布曲線線法點圖法分布曲線線法例1檢查一批批精鏜后后的活塞塞銷孔直直徑（尚尚未采用用滾擊法法前的數(shù)數(shù)據(jù)），圖紙規(guī)規(guī)定的尺尺寸及公公差為，抽抽查件數(shù)數(shù)為100。測量時時發(fā)現(xiàn)它它們的尺尺寸是各各不相同同的，這這種現(xiàn)象象稱之為為尺寸分分散。把把測量所所得的數(shù)數(shù)據(jù)按尺尺寸大小小分組，每組的的尺寸間間隔為0.002mm，則可列列表如表表5-1所示表5-1活塞銷孔孔直徑測測量結(jié)果果分布曲線線法表中是測測量的工工件數(shù)。如果用用每組的的件數(shù)或或頻率作作為縱坐坐標，

49、以以尺寸范范圍的中中點為橫橫坐標，就可以以作成如如右圖所所示的折折線圖。分散范圍圍=最大孔徑徑-最小孔徑徑=28.004-27.992=0.012mm分散范圍圍中心（即平均均孔徑）公差范圍圍中心分布曲線線法實際測量量的結(jié)果果表示：一部分工工件已超超出了公公差范圍圍(占18%)，成了廢廢品，如如圖中陰陰影部分分就表示示了廢品品部分。但是，從從圖中也也可以看看出，這這批工件件的分散散范圍比比公差帶帶小，但但還是有有18%的工件尺尺寸超出出了公差差上限。分布曲線線法造成這種種結(jié)果的的原因是是分散范范圍中心心與公差差帶中心心不重合合如果能夠夠設(shè)法將將分散中中心調(diào)整整到與公公差范圍圍中心重重合，所所有工

50、件件將全部部合格。鏜孔時要要將鏜刀刀伸出量量調(diào)整得得短一些些才好解決這道道工序的的精度問問題是消消除常值值系統(tǒng)性性誤差。例2在無心磨磨床上用用貫穿法法磨削活活塞銷，其公差差為，公公差范圍圍為27.999-27.990=0.009mm。設(shè)加工工后量得得的工件件尺寸分分布如圖圖5-62所示，則則尺寸分分散范圍圍0.016大于公差差范圍0.009，常值系系統(tǒng)誤差差為27.9980-27.9945=0.0035mm，即使把把分散范范圍中心心調(diào)整到到與公差差范圍中中心重合合,也還是要要產(chǎn)生不不合格品品的(如圖陰影影部分所所示)。活塞銷實實際直徑徑尺寸分分布折線線圖實際分布布曲線：在繪制一一批工件件的尺寸

51、寸分布圖圖時，若若所取的的工件數(shù)數(shù)量增加加而尺寸寸間隔取取得很小小時，則則作出的的折線圖圖就非常常接近光光滑的曲曲線，這這就是所所謂實際分布布曲線，如上圖圖中點劃劃線所示示。正態(tài)分布布曲線：在正常條條件下加加工一批批工件，其尺寸寸分布情情況常和和上述曲曲線相似似。在研研究加工工誤差問問題時，我們常常常應(yīng)用用數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)中中一些“理論分分布曲線線”來近近似地代代替實際際分布曲曲線，這這樣做有有很大的的方便和和好處，其中應(yīng)應(yīng)用最廣廣的便是是正態(tài)分布布曲線(或稱高斯曲線線)，它的方方程式用用概率密密度函數(shù)數(shù)y(x)來表示：當采用這這個理論論分布曲曲線來代代表加工工尺寸的的實際分分布曲線線時，上上列方

52、程程各個參參數(shù)的含含義為：工件尺寸寸；工件平均均尺寸（分散范范圍中心心），均方根誤誤差-1工件總數(shù)數(shù)（工件件數(shù)目應(yīng)應(yīng)足夠多多，例如如100-200件）正態(tài)分布布曲線下下面所包包含的全全部面積積代表了了全部工工件，即即100%，而下圖（a）中陰影影部分的的面積F為尺寸從從到到x間的工件件的頻率率：在實際計計算時，我們可可以直接接采用前前人已經(jīng)經(jīng)作好的的積分表表分布曲線線法實踐證明明：在調(diào)整好好了的機機床（例例如自動動機床）上加工工，引起起誤差的的因素中中沒有特特別顯著著的因素素，而且且加工情情況正常常（機床床、夾具具、刀具具在良好好的狀態(tài)態(tài)下）則則一批工工件的實實際尺寸寸分布可可以看作作是正態(tài)分

53、布布也就是說說，若引引起系統(tǒng)統(tǒng)性誤差差的因素素不變，引起隨隨機性誤誤差的多多種因素素的作用用都微小小且在數(shù)數(shù)量級上上大致相相等，則則加工所所得的尺尺寸將按按正態(tài)分分布曲線線分布。分布曲線線法正態(tài)分布布曲線具具有下列列特點：曲線成鐘鐘形，中中間高，兩邊低低。這表表示尺寸寸靠近分分散中心心的工件件占大部部分，而而尺寸遠遠離分散散中心的的工件是是極少數(shù)數(shù) 。工件尺寸寸大于和和小于的的同間距距范圍內(nèi)內(nèi)的頻率率是相等等的。分布曲線線法正態(tài)分布布曲線具具有下列列特點：表示正態(tài)態(tài)分布曲曲線形狀狀的參數(shù)數(shù)是。如如圖(b)所示，越越大，曲曲線越平平坦，尺尺寸越分分散，也也就是加加工精度度越低；越越小，曲線越越陡

54、峭，尺寸越越集中，也就是是加工精精度越高高。從附表中中可以查查出，時時，F(xiàn)=49.865%，2F=99.73%。即工件尺尺寸在以以外外的頻率率只占0.27%,可以忽略略不計。因此，一般都都取正態(tài)態(tài)分布曲曲線的分分散范圍圍為分布曲線線法正態(tài)分布布曲線具具有下列列特點：(或)的概念在在研究加加工誤差差問題時時應(yīng)用很很廣，是是一個很很重要的的概念。的的大大小代表表了某一一種加工工方法在在規(guī)定的的條件下下(毛坯余量量、切削削用量、正常的的機床、夾具、刀具等等)所能達到到的加工工精度。所以在在一般情情況下我我們應(yīng)該該使公差差帶的寬寬度T和均方根根誤差之之間具具有下列列關(guān)系:考慮到變變值系統(tǒng)統(tǒng)性誤差差(如

55、刀具磨磨損)及其他因因素的影影響，總總是使公公差帶的的寬度大大于分布曲線線法在上述檢檢查活塞塞銷孔的的例子中中，由表表5-1所列的測測量數(shù)值值來計算算通常就以以作作為為在正常常生產(chǎn)條條件下（一次調(diào)調(diào)整、同同一機床床、同一一切削用用等）整整批活塞塞銷孔的的尺寸分分散范圍圍。試比比較一下下上面所所抽查100件測量的的結(jié)果，尺寸分分散范圍圍為0.012mm，可見是是頗為接接近的分布曲線線法正態(tài)分布布曲線除除了用來來進行加加工誤差差性質(zhì)的的判斷外外，還常常常用來來進行工工藝能力力(工序能力力)的計算所謂工藝藝能力是是用工藝藝能力系系數(shù)來來表示示的，它它是公差差范圍和和實際加加工誤差差之比，即即：根據(jù)工

56、藝藝能力系系數(shù)的的大小小，可以以將工藝藝分為5個等級：為特級，說明工工藝力過過高，不不一定經(jīng)經(jīng)濟；為一級，說明工工藝能力力足夠，可以允允許一定定的波動動；為二級，說明工工藝能力力勉強，必須密密切注意意；為三級，說明工工藝能力力不足，可能出出少量不不 合格格品；為四級，說明工工藝能力力不行，必須加加以改進進。一般情況況下，工工藝能力力不應(yīng)低低于二級級在機械加加工中，工件實實際尺寸寸的分布布情況，有時也也出現(xiàn)并并不近似似于正態(tài)態(tài)的分布布。分布曲線線法分布范圍圍將6除以相對對分布系系數(shù)K，即等于于。K值的大小小與分布布曲線的的形狀有有關(guān)。表表3-3列出了幾幾種典型型分布曲曲線的K值和值值，稱稱為相對

57、對不對稱稱系數(shù)。分布曲線線法點圖法要點：按加工的的先后順順序作出出尺寸的的變化圖圖，以暴暴露整個個加工過過程中誤誤差變化化的全貌貌。具體方法法：按工件的的加工順順序定期期測量工工件的尺尺寸，以以其序號號為橫坐坐標，以以量得的的尺寸為為縱坐標標，則可可得到如如圖所示示的點圖圖。點圖法點圖的用用法有多多種，下下面主要要闡述點點圖在工工藝穩(wěn)定定性的判判定和工工序質(zhì)量量控制方方面的應(yīng)應(yīng)用。所謂工藝藝的穩(wěn)定定，從數(shù)數(shù)理統(tǒng)計計的原理理來說，一個過過程(工序)的質(zhì)量參參數(shù)的總總體分布布，其平平均值和和均方方根差在在整個過過程(工序)中若能保保持不變變，則工工藝是穩(wěn)穩(wěn)定的。為了驗驗證工藝藝的穩(wěn)定定性，需需要應(yīng)

58、用用和和兩兩張張點圖。 是將將一批工工件依照照加工順順序分成成m個為一組組、第i組的平均均值，共共K組；是是第i組數(shù)值的的極差。兩張張圖常常常合在一一起應(yīng)用用，通稱稱為圖圖(圖5-66)。點圖法在圖圖上分別別畫出中中心線和和控制線線，控制制線就是是用來判判斷工藝藝是否穩(wěn)穩(wěn)定的界界限線 圖的中心線為圖的中心線為圖的上控制界限為圖的下控制界限為圖的上控制界限為圖的下控制界限為點圖法表5-11正常波動動與異常常波動的的標志與工藝過過程加工工誤差分分布圖分分析法比比較，點點圖分析析法的特特點是：1)所采用的的樣本為為順序小小樣本；2)能在工藝藝過程進進行中及及時提供供主動控控制的資資料；3)計算簡單單

59、。第四節(jié)機機械加加工表面面質(zhì)量一、概述述機器零件件的機械械加工質(zhì)質(zhì)量，除除了加工精度度之外，表面質(zhì)量量也是極其其重要而而不容忽忽視的一一個方面面。產(chǎn)品品的工作作性能，尤其是是它的可可靠性、耐久性性、在很很大程度度上取決決于其主主要零件件的表面面質(zhì)量。TDM1150型超精密密車床可可以對直直徑最大大為300mm、長度最最大為1500mm、晶體結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸寸為3mm200mm的成形輥輥筒進行行結(jié)構(gòu)加加工可以以達到4nm5nm的表面光光潔度一、概述述機械加工工的表面面不可能能是理想想的光滑滑表面，而是存存在著表面粗糙糙度、波波度等表面幾幾何形狀狀誤差以以及劃痕、裂裂紋等表面缺缺陷的。表面層層的材料料在

60、加工工時也會會產(chǎn)生物物理性質(zhì)質(zhì)的變化化，有些些情況下下還會產(chǎn)產(chǎn)生化學(xué)學(xué)性質(zhì)的的變化，該層總總稱為加工變質(zhì)質(zhì)層一、概述述(1)表面粗糙糙度：表面的的微觀幾幾何形狀狀誤差；(2)波度：介于加工精度度（宏觀）和表面粗糙糙度之間的周周期性幾幾何形狀狀誤差，它主要要是加工工過程中中工藝系系統(tǒng)的振振動所引引起的。1.表面的幾幾何形狀狀特性，主要由由以下兩兩個部分分組成：第四節(jié)機機械加加工表面面質(zhì)量2.表面層的的物理、機械性性能的變變化，主主要有以以下三個個方面的的內(nèi)容：(1)表面層因因塑性變變形引起起的冷作作硬化；(2)表面層因因切削熱熱引起的的金相組組織的變變化；(3)表面層中中產(chǎn)生的的殘余應(yīng)應(yīng)力。二、