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1、 機(jī) 械 加 工 精 度 機(jī) 械 加 工 精 度 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 是 企 業(yè) 的 生 命 線 按 現(xiàn) 代 質(zhì) 量 觀 它 包 括 設(shè) 計(jì) 質(zhì) 量 、 制 造 質(zhì) 量 和 服 務(wù) 質(zhì) 量 零 件 制 造 質(zhì) 量 是 保 證 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 的 基 礎(chǔ)一 、 加 工 精 度 的 基 本 概 念 加 工 質(zhì) 量 指 標(biāo) 分 加 工 精 度 和 加 工 表 面 質(zhì) 量 加 工 精 度 指 零 件 加 工 后 實(shí) 際 幾 何 參 數(shù) (尺 寸 、 形 狀 和 位置 )與 理 想 幾 何 參 數(shù) 相 符 的 程 度 。 符 合 程 度 愈 高 ， 加 工 精度 愈 高 。 實(shí) 際 值 與 理 想 值 之

2、差 稱 為 加 工 誤 差 。 零 件 的 加 工 精 度 包 括 尺 寸 精 度 、 形 狀 精 度 、 位 置 精 度 通 常 尺 寸 精 度 要 求 高 形 位 精 度 要 求 也 越 高常 用 加 工 誤 差 的 大 小 來(lái) 評(píng) 價(jià) 加 工 精 度 的 高 低加 工 誤 差 越 小 ， 加 工 精 度 越 高 獲 得 加 工 精 度 的 方 法 （ 1） 獲 得 尺 寸 精 度 的 方 法 1） 試 切 法 用 于 單 件 小 批 生 產(chǎn) 2） 調(diào) 整 法 用 于 成 批 大 量 生 產(chǎn) 3） 定 尺 寸 刀 具 法 生 產(chǎn) 率 高 ， 刀 具 制 造 復(fù) 雜 4） 自 動(dòng) 控 制 法

3、 切 削 測(cè) 量 補(bǔ) 償 調(diào) 整 （ 2） 獲 得 形 狀 精 度 的 方 法 1） 軌 跡 法 利 用 刀 尖 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 形 成 工 件 表 面 形 狀 2） 成 形 刀 具 法 由 刀 刃 的 形 狀 形 成 工 件 表 面 形 狀 3） 展 成 法 由 切 削 刃 包 絡(luò) 面 形 成 工 件 表 面 形 狀（ 3） 獲 得 相 互 位 置 精 度 的 方 法 主 要 由 機(jī) 床 精 度 、 夾 具 精 度 和 工 件 的 裝 夾 精 度 來(lái) 保 證 本 章 學(xué) 習(xí) 目 的 ： 了 解 各 種 因 素 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 規(guī) 律 ， 找 出 提 高 加 工 精 度 的 途

4、 徑 ， 以 保 證 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 。 二 、 影 響 加 工 精 度 的 因 素1. 原 始 誤 差 零 件 加 工 的 誤 差 是 由 于 工 件 與 刀 具 在 切 削 過(guò) 程中 相 互 位 置 發(fā) 生 變 動(dòng) 而 造 成 。 工 件 和 刀 具 安 裝 在夾 具 和 機(jī) 床 上 ， 工 件 、 刀 具 、 夾 具 、 機(jī) 床 構(gòu) 成 了一 個(gè) 完 整 的 工 藝 系 統(tǒng) 。 工 藝 系 統(tǒng) 的 種 種 誤 差 ， 是造 成 零 件 加 工 誤 差 的 根 源 ， 故 稱 之 為 原 始 誤 差 。 原始誤差 加 工 前 誤 差加 工 中 誤 差加 工 后 誤 差 調(diào) 整

5、誤 差機(jī) 床 誤 差刀 具 制 造 誤 差?yuàn)A 具 誤 差加 工 原 理 誤 差工 件 裝 夾 誤 差工 藝 系 統(tǒng) 受 力 變 形刀 具 磨 損殘 余 應(yīng) 力 引 起 變 形測(cè) 量 誤 差工 藝 系 統(tǒng) 熱 變 形 .工 藝 系 統(tǒng) 的 幾 何 誤 差 （ 1） 加 工 原 理 誤 差 近 似 的 成 形 運(yùn) 動(dòng) 或 刃 形 所 產(chǎn) 生 的 誤 差 ， 多 為 形 狀 誤 差（ 2） 機(jī) 床 的 誤 差 1） 主 軸 回 轉(zhuǎn) 誤 差 主 軸 回 轉(zhuǎn) 誤 差 概 念 主 軸 回 轉(zhuǎn) 時(shí) 實(shí) 際 回 轉(zhuǎn) 軸 線 與 理 想 回 轉(zhuǎn) 軸 線 的 偏 移 量 三 種 基 本 形 式 ： a. 純 徑

6、向 跳 動(dòng) b.純 角 度 擺 動(dòng) c.軸 向 竄 動(dòng) 影 響 主 軸 回 轉(zhuǎn) 精 度 的 主 要 因 素 軸 承 本 身 誤 差 、 軸 承 間 隙 、 軸 承 間 同 軸 度 誤 差 ， 各 段 軸 頸 、 軸 孔 的 同 軸 度 誤 差 主 軸 系 統(tǒng) 的 剛 度 和 熱 變 形 等 。 但 它 們 對(duì) 主 軸 回 轉(zhuǎn) 精 度 的 影 響 大 小 隨 加 工 方 式 而 不 同 主 軸 采 用 滑 動(dòng) 軸 承 的 車 床 類 ， 主 軸 受 力 方 向 一 定 ， 主 軸 頸圓 度 誤 差 影 響 較 大 ， 軸 承 內(nèi) 徑 圓 度 誤 差 沒(méi) 影 響 鏜 床 主 軸 受 力 隨 鏜 刀

7、 旋 轉(zhuǎn) 方 向 不 斷 變 化 軸 承 孔 誤 差 影 響 大 滾 動(dòng) 軸 承 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 影 響 主 軸 精 度 因 素 也 較 復(fù) 雜除 軸 承 本 身 精 度 外 ， 與 配 合 件 精 度 有 很 大 關(guān) 系 如 主 軸 軸頸 、 支 承 座 孔 等 精 度 產(chǎn) 生 軸 向 竄 動(dòng) 主 要 原 因 是 主 軸 軸 肩 端 面 和 軸 承 承 載 端 面對(duì) 主 軸 回 轉(zhuǎn) 軸 線 有 垂 直 度 誤 差 。主 軸 不 同 形 式 的 回 轉(zhuǎn) 誤 差 引 起 的 加 工 誤 差 不 同 車 床 上 加 工 外 圓 內(nèi) 孔 時(shí) ， 主 軸 徑 向 跳 動(dòng) 引 起 工 件 圓 度 和

8、圓 柱 度 誤 差 ， 對(duì) 工 件 端 面 無(wú) 影 響 ； 軸 向 竄 動(dòng) 對(duì) 圓 柱 表 面 影 響 不 大 ， 對(duì) 端 面 垂 直 度 平 面 度 影響 大 ， 車 削 螺 紋 時(shí) 會(huì) 造 成 導(dǎo) 程 的 周 期 性 誤 差 ； 純 角 度 擺 動(dòng) 會(huì) 造 成 車 削 外 圓 或 內(nèi) 孔 的 錐 度 誤 差 ； 在 鏜 孔時(shí) ， 會(huì) 使 鏜 出 的 孔 為 橢 圓 形 。 純 角 度 擺 動(dòng) 會(huì) 造 成 車 削 外 圓 或 內(nèi) 孔 的 錐 度 誤 差 ； 在 鏜 孔時(shí) ， 若 工 件 進(jìn) 給 會(huì) 使 鏜 出 的 孔 為 橢 圓 形 。提 高 主 軸 及 支 承 座 孔 的 加 工 精 度

9、， 選 用 高 精 度 軸 承 ， 提 高主 軸 部 件 裝 配 精 度 、 預(yù) 緊 和 平 衡 等 ， 提 高 主 軸 回 轉(zhuǎn) 精 度 。 2） 機(jī) 床 導(dǎo) 軌 誤 差 導(dǎo) 軌 精 度 要 求 主 要 有 以 下 三 方 面 ： 在 水 平 面 內(nèi) 的 直 線 度 （ 以 臥 式 車 床 為 例 ） 1將 直 接 反 映 在 工 件 加 工 表 面 法 線 方 向 （ 誤 差 敏 感 方 向 ）上 ， 誤 差 R =1 ， 對(duì) 加 工 精 度 影 響 最 大 。刀 尖 在 水 平 面 內(nèi) 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 造 成 工 件 軸 向 形 狀 誤 差 。 在 垂 直 面 內(nèi) 的 直 線 度 對(duì)

10、工 件 的 尺 寸 和 形 狀 誤 差 影 響 比 1小 得 多對(duì) 臥 式 車 床 R 22/D 若 設(shè) 2= 0.1mm,D=40mm， 則R =0.00025mm， 影 響 可 忽 略 不 計(jì) 。 而 對(duì) 平 面 磨 床 、 龍門 刨 床 誤 差 將 直 接 反 映 在 工 件 上 。 導(dǎo) 軌 在 垂 直 面 內(nèi) 的 直 線 度 的 特 殊 情 況 為 斜 坡 狀 ，加 工 的 工 件 軸 向 形 狀 為 鞍 形 。 前 后 導(dǎo) 軌 的 平 行 度 （ 扭 曲 ） 臥 式 車 床 或 外 圓 磨 床 若 前 后 導(dǎo) 軌 存 在 平 行 度 誤 差 時(shí) ，刀 具 和 工 件 之 間 相 對(duì)

11、位 置 發(fā) 生 變 化 ， 刀 尖 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 是 一條 空 間 曲 線 ， 使 工 件 產(chǎn) 生 形 狀 誤 差 。 若 扭 曲 誤 差 為 3,工 件 誤 差 R(H/B)3 ， 一 般 車 床H/B2/3， 外 圓 磨 床 H/B1， 誤 差 對(duì) 加 工 精 度 影 響 很 大除 導(dǎo) 軌 制 造 誤 差 外 ， 導(dǎo) 軌 的 不 均 勻 磨 損 和 安 裝 質(zhì) 量 ， 也是 造 成 導(dǎo) 軌 誤 差 的 重 要 因 素 。 導(dǎo) 軌 磨 損 是 機(jī) 床 精 度 下 降的 主 要 原 因 之 一 。 可 采 用 耐 磨 合 金 鑄 鐵 、 鑲 鋼 導(dǎo) 軌 、 貼塑 導(dǎo) 軌 、 滾 動(dòng) 導(dǎo) 軌

12、導(dǎo) 軌 表 面 淬 火 等 措 施 。 ） 機(jī) 床 傳 動(dòng) 鏈 誤 差 指 機(jī) 床 內(nèi) 傳 動(dòng) 鏈 始 末 兩 端 的 傳 動(dòng) 元 件 間 相 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 差 來(lái) 衡 量 。 產(chǎn) 生 的 原 因 是 傳 動(dòng) 鏈 中 各 傳 動(dòng) 元 件 的 制 造 誤 差 、 裝 配 誤 差 及 磨 損 等 。若 傳 動(dòng) 齒 輪 i 在 某 一 時(shí) 刻 產(chǎn) 生 轉(zhuǎn) 角 誤 差 為 i， 則 它 所造 成 傳 動(dòng) 鏈 末 端 元 件 的 轉(zhuǎn) 角 誤 差 ： wi =Ki i Ki 為 該 軸 到 末 端 元 件 的 總 傳 動(dòng) 比 ， 稱 為

13、 誤 差 傳 遞 系 數(shù) ，若 K i大 于 1則 誤 差 被 擴(kuò) 大 ； 反 之 ， 若 Ki小 于 1誤 差 被 縮 小 。各 傳 動(dòng) 件 對(duì) 工 件 精 度 影 響 的 總 和 為 ： = wi= Ki i 減 少 傳 動(dòng) 鏈 誤 差 的 措 施 ： 盡 可 能 縮 短 傳 動(dòng) 鏈 ， 減 少 傳 動(dòng) 元 件 數(shù) 目 ； 盡 量 采 用 降 速 傳 動(dòng) ， 誤 差 被 縮 小 ； 提 高 傳 動(dòng) 元 件 、 特 別 是 末 端 元 件 的 制 造 和 裝 配 精 度 ； 消 除 傳 動(dòng) 間 隙 ； 采 用 誤 差 補(bǔ) 償 機(jī) 構(gòu) 或 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 裝 置 。 （ 3） 刀 具 的 幾

14、何 誤 差 包 括 刀 具 切 削 部 、 裝 夾 部 的 制 造 誤 差 及 刀 具 安 裝 誤 差 定 尺 寸 刀 具 刀 具 尺 寸 精 度 直 接 影 響 工 件 尺 寸 精 度 成 形 刀 具 刀 具 形 狀 精 度 直 接 影 響 工 件 形 狀 精 度 展 成 刀 具 刀 刃 形 狀 精 度 會(huì) 影 響 工 件 加 工 精 度 一 般 刀 具 制 造 精 度 對(duì) 工 件 加 工 精 度 無(wú) 直 接 影 響 （ 4） 夾 具 的 幾 何 誤 差 包 括 夾 具 制 造 誤 差 、 安 裝 誤 差 及 磨 損 對(duì) 工 件 尺 寸 精 度 和 位 置 精 度 影 響 很 大（ 5） 定

15、 位 誤 差 包 括 基 準(zhǔn) 不 重 合 誤 差 、 定 位 副 制 造 不 準(zhǔn) 確 誤 差 直 接 影 響 工 件 的 尺 寸 精 度 和 位 置 精 度 （ 6） 調(diào) 整 誤 差 在 工 序 的 調(diào) 整 工 作 中 所 存 在 的 誤 差 即 調(diào) 整 誤 差 一 次 調(diào) 整 后 存 在 的 誤 差 對(duì) 這 一 批 零 件 的 影 響 是 不 變 的 。 但 大 批 量 加 工 中 存 在 多 次 調(diào) 整 ， 不 可 能 每 次 完 全 相 同 。 對(duì) 全 部 零 件 來(lái) 說(shuō) ， 每 次 調(diào) 整 誤 差 為 偶 然 性 誤 差 。 機(jī) 床 調(diào) 整 誤 差 可 理 解 為 零 件 尺 寸 分

16、布 曲 線 中 心 的 最 大 偏 移 量 。加 工 中 不 產(chǎn) 生 廢 品 的條 件 ： fb+ t T 3.工 藝 系 統(tǒng) 的 受 力 變 形（ 1） 基 本 概 念 （ 2） 零 件 剛 度 若 零 件 剛 度 相 對(duì) 于 機(jī) 床 、 刀 具 、 夾 具 來(lái) 說(shuō) 比 較 低 ， 其 變 形 對(duì) 加 工 精 度 影 響 比 較 大 ， 最 大 變 形 量 按 材 料 力 學(xué) 公 式 估 算 。長(zhǎng) 軸 兩 頂 尖 裝 夾 按 簡(jiǎn) 支 梁 計(jì) 算 ， 三 爪 卡 盤 裝 夾 按 懸 臂 梁 計(jì) 算（ 1） 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度工 藝 系 統(tǒng) 抵 抗 變 形 的 能 力 可 用 工 藝 系 統(tǒng)

17、 剛 度 k系 來(lái) 描 述 。垂 直 作 用 于 工 件 加 工 表 面 的 徑 向 切 削 分 力 Fy與 工 藝 系 統(tǒng) 在該 方 向 上 的 變 形 y之 間 的 比 值 ， 稱 為 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 k系 k系 = Fy / y y = yFx+ yFy+ yFz 柔 度 w= 1/ k （ 3） 刀 具 剛 度 外 圓 刀 具 在 加 工 表 面 法 線 方 向 上 的 剛 度 很 大 變 形 可 忽 略 ； 鏜 小 孔 刀 桿 剛 度 很 差 ， 變 形 對(duì) 加 工 精 度 影 響 很 大 ， 刀 桿 變 形 按 材 料 力 學(xué) 公 式 估 算 。（ 4） 機(jī) 床 部 件 剛

18、 度 1） 機(jī) 床 部 件 剛 度 機(jī) 床 結(jié) 構(gòu) 形 狀 復(fù) 雜 ， 剛 度 計(jì) 算 主 要 通 過(guò) 實(shí) 驗(yàn) 方 法 來(lái) 測(cè) 定 。 變 形 與 載 荷 不 成 線 性 關(guān) 系 ； 加 載 與 卸 載 曲 線 不 重 合 ； 有 殘 余 變 形 存 在 ； 實(shí) 際 剛 度 比 估 算 的 小 2） 影 響 機(jī) 床 部 件 剛 度 的 因 素 結(jié) 合 面 接 觸 變 形接 觸 表 面 間 的 名 義 壓 強(qiáng) 的 增 量 與 接 觸 變 形 的 增 量 之 比 稱 為接 觸 剛 度 。 零 件 表 面 越 粗 糙 ， 形 狀 誤 差 越 大 ， 材 料 硬 度 低 ， 接 觸 剛 度 越 小 。

19、 低 剛 度 零 件 本 身 的 變 形 連 接 表 面 間 的 間 隙 接 觸 表 面 間 的 摩 擦 變 形 滯 后 現(xiàn) 象 受 力 方 向 及 作 用 力 矩 y 是 F x、 Fy、 Fz 綜 合 結(jié) 果 （ 5） 工 藝 系 統(tǒng) 受 力 變 形 及 其 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 1） 工 藝 系 統(tǒng) 的 變 形 總 變 形 y系 = y機(jī) + y夾 + y刀 + y工 k系 = Fy / y系 ， k機(jī) = Fy / y機(jī) ， k夾 = Fy / y夾 ， k刀 = Fy / y刀 ， k工 = Fy / y工 所 以 ， k系 = 1/(1/ k機(jī) + 1/ k夾 + 1/

20、k刀 + 1/ k工 ) 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 比 剛 度 最 小 環(huán) 節(jié) 的 剛 度 還 要 差 2） 工 藝 系 統(tǒng) 受 力 變 形 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 切 削 力 位 置 的 變 化 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 設(shè) 刀 具 工 件 剛 度 很 大 總 變 形 y系 = y刀 架 + yx 設(shè) 刀 具 工 件 剛 度 很 大 總 變 形 y系 = y刀 架 + yx y主 =FA/k主 =Fy(l-x) /(l k主 )， y尾 =FB /k尾 =Fyx /(l k尾 ) y系 = y刀 架 + yx=Fy 當(dāng) x = 0時(shí) ， y系 = ？ ;當(dāng) x = l 時(shí) ， y

21、系 = ？ 當(dāng) x = k尾 l /(k主 + k尾 )時(shí) ， y系 min= Fy ly尾 - y主 xyx- y主= yx = y尾 x ll-x l +y主1 k刀 架 + 1 k主 1 k尾 x l 2l-x l 2+若 工 件 剛 性 較 差 應(yīng) 考 慮 其 變 形 ， 按 簡(jiǎn) 支 梁 計(jì) 算 y 工 = y系 = y刀 架 +yx+y工Fy 3EI(l-x)2x2l 1 k刀 架 + 1 k主 + k尾 討 論 ：1. 在 x 處 工 件 半 徑 Rx=R+ y刀 架 +yx+y工 半 徑 誤 差 R= Rx-R= y刀 架 +yx+y工 = y系2. 一 次 走 刀 中 若 y系

22、 為 常 量 ， 不 會(huì) 造 成 工 件 形 狀 誤 差 和 尺 寸 不 一3.若 工 件 剛 性 大 l/D5， 可 不 考 慮 y工 ， y系 是 x 的 二 次 函 數(shù) 圓 柱 度 誤 差 = ymax- ymin4. 若 工 件 為 細(xì) 長(zhǎng) 軸 剛 性 很 差 ， 系 統(tǒng) 變 形 主 要 是 工 件 變 形 ， 當(dāng) x=l/2時(shí) ， y 工 max=Fyl3/(48EI) 切 削 力 大 小 變 化 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響毛 = ap1 ap2工 = y1 y2誤 差 復(fù) 映 系 數(shù) =工 /毛 Fy=Cy f yapxHBSn =C apx C ap Fy1= C (ap1

23、y1 ) C ap1 Fy2= C (ap2 y 2 ) C ap2 工 = y1 y2=(Fy1- Fy2)/k系 = (C ap1 C ap2) /k系=工 /毛 = C(ap1 ap2) /(k系 (ap1 ap2)= C /k系 1. =工 /毛 = C /k系 總 是 小 于 1， 有 修 正 誤 差 的 能 力 多 次 進(jìn) 給 =1232. k系 越 大 ， 就 越 小 ， 復(fù) 映 到 工 件 上 的 誤 差 越 小3. C減 小 ， 就 越 小 ， 應(yīng) 采 取 減 小 Fy的 措 施討 論 ： 夾 緊 變 形 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響工 件 剛 性 差 （ 薄 件 、 圓

24、環(huán) ） 裝 夾 不 當(dāng) 會(huì) 產(chǎn) 生 受 力 變 形 機(jī) 床 部 件 、 工 件 重 量 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 其 它 作 用 力 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 傳 動(dòng) 力 （ 撥 桿 ） 、 離 心 力 改 變 方 向 會(huì) 使 工 藝 系 統(tǒng) 產(chǎn) 生 相 應(yīng) 變 形3） 減 少 工 藝 系 統(tǒng) 受 力 變 形 的 途 徑 減 小 切 削 力 及 其 變 化 ； 提 高 系 統(tǒng) 中 零 件 的 配 合 質(zhì) 量 ； 縮 短 切 削 力 作 用 點(diǎn) 和 支 撐 點(diǎn) 的 距 離 ， 設(shè) 置 輔 助 支 承 提 高 部 件 剛 度 4.工 藝 系 統(tǒng) 的 熱 變 形工 藝 系 統(tǒng) 在 各 種

25、 熱 源 的 影 響 下 會(huì) 產(chǎn) 生 很 復(fù) 雜 的 變 形 ，導(dǎo) 致 工 件 產(chǎn) 生 加 工 誤 差（ 1） 工 藝 系 統(tǒng) 的 熱 源 1） 內(nèi) 部 熱 源 包 括 切 削 熱 、 摩 擦 熱 和 派 生 熱 源2） 外 部 熱 源 包 括 環(huán) 境 溫 度 、 輻 射 熱 （ 2） 工 件 熱 變 形 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 1） 工 件 均 勻 受 熱 車 鏜 軸 套 類 零 件 圓 柱 面 ， 長(zhǎng) 度 及 徑 向 受 熱 變 形 。 若 在 受 熱 時(shí) 測(cè) 量 達(dá) 到 規(guī) 定 尺 寸 ， 冷 卻 后 尺 寸 變 小 ， 可 能 出 現(xiàn) 尺 寸 超 差 。 2） 工 件 不 均

26、勻 受 熱 銑 、 刨 、 磨 平 面 等 ， 工 件 單 面 受 熱 產(chǎn) 生 彎 曲 變 形 磨 削 細(xì) 長(zhǎng) 軸 時(shí) 工 件 溫 生 逐 漸 增 加 （ 3） 刀 具 熱 變 形 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 主 要 是 主 軸 部 件 、 床 身 導(dǎo) 軌 及 兩 者 相 對(duì) 位 置 的 熱 變 形（ 4） 機(jī) 床 熱 變 形 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 （ 5） 熱 變 形 的 控 制（ 1） 減 少 發(fā) 熱 和 采 取 隔 熱 ； （ 2） 強(qiáng) 制 冷 卻 ， 均 衡 溫 度 場(chǎng) ； （ 3） 從 結(jié) 構(gòu) 上 采 取 措 施 減 少 熱 變 形 ； （ 4） 控 制 環(huán) 境 溫 度

27、 。 5.工 件 內(nèi) 應(yīng) 力 引 起 的 變 形內(nèi) 應(yīng) 力 產(chǎn) 生 的 原 因 及 消 除 措 施1、 鑄 鍛 焊 、 熱 處 理 等 因 工 件 壁 厚 不 均 熱 脹 冷 縮 不 均 及 金 相 組 織 變 化 等 導(dǎo) 致 體 積 變 化 ， 毛 坯 產(chǎn) 生 內(nèi) 應(yīng) 力 ， 處 于 暫 時(shí) 平 衡 狀 態(tài) ， 切 削 時(shí) 平 衡 狀 態(tài) 被 打 破 。2、 冷 校 直 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 應(yīng) 力 可 在 熱 處 理 后 進(jìn) 行 時(shí) 效 處 理 來(lái) 消 除 殘 余 應(yīng) 力 。 常 用 人 工 時(shí) 效 、 振 動(dòng) 時(shí) 效 和 天 然 時(shí) 效 等 方 法 。 工 件 若 產(chǎn) 生 內(nèi) 應(yīng) 力 處 于

28、不 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 會(huì) 逐 漸 變 形 三 、 加 工 誤 差 的 統(tǒng) 計(jì) 分 析1.（ 1） 加 工 誤 差 的 分 類1） 系 統(tǒng) 誤 差 常 值 系 統(tǒng) 誤 差 ： 原 理 機(jī) 床 刀 夾 量 具 制 造 調(diào) 整 誤 差 變 值 系 統(tǒng) 誤 差 ： 機(jī) 床 刀 具 熱 變 形 、 刀 具 磨 損2） 隨 機(jī) 誤 差 : 誤 差 復(fù) 映 定 位 夾 緊 操 作 誤 差 內(nèi) 應(yīng) 力 變形對(duì) 系 統(tǒng) 誤 差 可 循 其 規(guī) 律 加 以 調(diào) 整 或 補(bǔ) 償 來(lái) 消 除對(duì) 隨 機(jī) 誤 差 只 能 縮 小 其 變 動(dòng) 范 圍 無(wú) 法 完 全 消 除 （ 2） 正 態(tài) 分 布 1） 正 態(tài) 分 布 的

29、 數(shù) 學(xué) 模 型 、 特 征 參 數(shù) 和 特 殊 點(diǎn) 正 態(tài) 分 布 曲 線 方 程 兩 個(gè) 特 征 參 數(shù) ： 算 術(shù) 平 均 值 x 和 標(biāo) 準(zhǔn) 偏 差 正 態(tài) 分 布 的 特 殊 點(diǎn) 處 概 率 密 度 函 數(shù) 有 最 大 值 x= x 處 為 拐 點(diǎn)2） 標(biāo) 準(zhǔn) 正 態(tài) 分 布 = 0， = 1 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 為 非 標(biāo) 準(zhǔn) 正 態(tài) 分 布 需 轉(zhuǎn) 換 令 z =(x- )/x xx 即 圖 中 陰 影 面 積可 利 用 概 率 密 度積 分 表 計(jì) 算3） 工 件 尺 寸 在 某 區(qū) 間 內(nèi) 的 概 率工 件 尺 寸 落 在 3范 圍 內(nèi) 的 概率 為 99.73%若 尺 寸

30、分 布 中 心 與公 差 中 心 重 合 ， 不產(chǎn) 生 廢 品 的 條 件 是 ： T 6 Q 廢 = 0.5 (x)若 中 心 不 重 合 存 在 常 值 系 統(tǒng) 誤 差 系 ， T 6 系x 例 ： 軸 20-0.1， = 0.025， xT = -(0.03) 求 常 值 系 統(tǒng) 誤 差 、 隨 機(jī) 誤 差 ， 合 格 率 、 不 合 格 率x0解 ： 公 差 帶 中 心 xT = 19.95 尺 寸 分 布 中 心 = xT += 19.95 +0.03 = 19.98 常 值 系 統(tǒng) 誤 差 系 = - xT = 0.03 隨 機(jī) 誤 差 6= 6 0.025 = 0. 15 或 3

31、= 0.075x x 計(jì) 算 合 格 率 、 不 合 格 率 6= 0. 15 T = 0.1， Cp=T /6= 0.1/0. 15 =0.67工 件 極 限 尺 寸 x min= xA= 19.9 ， xmax= xB= 20 zA =( - xA)/= (19.98 -19.9)/0.025=3.2 (zA)= 0.49931 zB =( xB - )/= (20 -19.98)/0.025 =0.8 (zB)= 0.2881合 格 率 =(zA)+(zB)= 0.49931+0.2881=0.78741=78.741%廢 品 率 0.5-0.49931=0.069% 0.5-0.288

32、1=21.19% 可 修 復(fù)x x 2. 工 藝 過(guò) 程 的 分 布 圖 分 析（ 1） 工 藝 過(guò) 程 的 穩(wěn) 定 性 指 均 值 和 標(biāo) 準(zhǔn) 差 穩(wěn) 定 不 變 的 性 能 ， 取 決 于 變 值 系 統(tǒng) 誤 差（ 2） 工 藝 過(guò) 程 分 布 圖 分 析 制 作 分 布 圖 了 解 質(zhì) 量 指 標(biāo) 分 布 、 加 工 能 力 、 是 否 有 廢 品 1） 樣 本 容 量 的 確 定 通 常 取 n =50 200 2） 樣 本 數(shù) 據(jù) 整 理 與 計(jì) 算 剔 除 異 常 數(shù) 據(jù) ， 確 定 尺 寸 分 散 范 圍 R、 尺 寸 間 隔 數(shù) j、 區(qū) 間 寬 度 x 3） 繪 制 實(shí) 際

33、分 布 圖 縱 坐 標(biāo) 為 頻 數(shù) ： 同 間 隔 尺 寸 工 件 數(shù) 目 4） 繪 制 理 論 分 布 圖 縱 坐 標(biāo) 將 概 率 密 度 轉(zhuǎn) 換 成 頻 數(shù) ， 分 散 范 圍 3 理 論 最 大 頻 數(shù) fmax=ymaxn x 對(duì) 應(yīng) x = 處 拐 點(diǎn) 處 頻 數(shù) f= yn x 對(duì) 應(yīng) x = 處xx5） 工 藝 過(guò) 程 分 布 圖 分 析 判 斷 加 工 誤 差 性 質(zhì) 系 統(tǒng) 誤 差 、 隨 機(jī) 誤 差 確 定 工 序 能 力 及 等 級(jí) 工 序 能 力 系 數(shù) C p指 滿 足 加 工 精 度 的 程 度 Cp=T /6 確 定 不 合 格 率 （ 2） 分 布 圖 分 析

34、法 特 點(diǎn) 1） 采 用 大 樣 本 ， 較 接 近 實(shí) 際 地 反 映 工 藝 過(guò) 程 總 體 ； 2） 能 將 常 值 系 統(tǒng) 誤 差 從 誤 差 中 區(qū) 分 開(kāi) ； 3） 在 全 部 樣 本 加 工 后 繪 出 曲 線 ， 不 能 反 映 先 后 順 序 ， 不 能 將 變 值 系 統(tǒng) 誤 差 從 誤 差 中 區(qū) 分 開(kāi) ； 4） 不 能 及 時(shí) 提 供 工 藝 過(guò) 程 精 度 的 信 息 ， 事 后 分 析 ； 5） 計(jì) 算 復(fù) 雜 ， 只 適 合 工 藝 過(guò) 程 穩(wěn) 定 的 場(chǎng) 合 。點(diǎn) 圖 分 析 法 計(jì) 算 簡(jiǎn) 單 ， 能 及 時(shí) 提 供 主 動(dòng) 控 制 信 息 ，可 用 于 穩(wěn)

35、 定 過(guò) 程 、 也 可 用 于 不 穩(wěn) 定 過(guò) 程 。 3. 工 藝 過(guò) 程 的 點(diǎn) 圖 分 析（ 1） 逐 點(diǎn) 點(diǎn) 圖 依 次 測(cè) 量 每 件 尺 寸 記 入 橫 坐 標(biāo) 為 零 件 號(hào) 縱 為 尺 寸 的 圖 表 中（ 2） 均 值 -極 差 點(diǎn) 圖 采 用 順 序 小 樣 本 （ 4 6） ， 由 小 樣 本 均 值 點(diǎn) 圖 和 極 差 點(diǎn) 圖 組 成 ， 橫 坐 標(biāo) 為 小 樣 本 組 序 號(hào) 。 具 體 作 法 如 下 ： 定 期 測(cè) 小 樣 本 尺 寸 ； 計(jì) 算 均 值 和 極 差 R： R =x max- xmin 確 定 中 心 線 和 R 小 樣 本 組 20 30 確

36、定 上 下 控 制 線 ES 、 EI 、 UCL、 LCL， 定 期 描 點(diǎn)xx 均 值 點(diǎn) 圖 上 下 控 制 線 的 確 定 ：極 差 點(diǎn) 圖 上 下 控 制 線 的 確 定 ： 均 值 點(diǎn) 圖 反 映 了 質(zhì) 量 指 標(biāo) 分 布 中 心 (系 統(tǒng) 誤 差 )的 變 化 極 差 點(diǎn) 圖 反 映 了 質(zhì) 量 指 標(biāo) 分 布 范 圍 (隨 機(jī) 誤 差 )的 變 化 （ 3） 均 值 -極 差 點(diǎn) 圖 分 析 生 產(chǎn) 過(guò) 程 穩(wěn) 定 的 標(biāo) 志 ： 沒(méi) 有 點(diǎn) 子 超 出 控 制 線 ； 大 部 分 點(diǎn) 在 中 線 附 近 波 動(dòng) ， 小 部 分 點(diǎn) 在 控 制 線 附 近 ； 點(diǎn) 子 無(wú) 明

37、 顯 規(guī) 律 性 生 產(chǎn) 過(guò) 程 不 穩(wěn) 定 的 標(biāo) 志 ： 點(diǎn) 子 超 出 控 制 線 或 密 集 在 控 制 線 附 近 ； 連 續(xù) 點(diǎn) 以 上 出 現(xiàn) 在 中 線 一 側(cè) ； 明 顯 規(guī) 律 性 ， 如 上 升 或 下 降 傾 向 ； 點(diǎn) 子 有 周 期 性 波 動(dòng) 根 據(jù) 點(diǎn) 子 分 布 情 況 及 時(shí) 查 找 原 因 采 取 措 施1.若 極 差 R未 超 控 制 線 ， 說(shuō) 明 加 工 中 瞬 時(shí) 尺 寸 分 布 較 穩(wěn) 定 。2.若 均 值 有 點(diǎn) 超 出 控 制 線 ， 甚 至 超 出 公 差 界 限 ， 說(shuō) 明 存 在 某 種 占 優(yōu) 勢(shì) 的 系 統(tǒng) 誤 差 ， 過(guò) 程 不

38、穩(wěn) 定 。 若 點(diǎn) 圖 緩 慢 上 升 ， 可 能 是 系 統(tǒng) 熱 變 形 ； 若 點(diǎn) 圖 緩 慢 下 降 ， 可 能 是 刀 具 磨 損 。3.采 取 措 施 消 除 系 統(tǒng) 誤 差 后 ， 隨 機(jī) 誤 差 成 主 要 因 素 ， 分 析 其 原 因 ， 控 制 尺 寸 分 散 范 圍 。 四 、 提 高 加 工 精 度 的 途 徑1. 消 除 或 減 小 原 始 誤 差 如 加 工 細(xì) 長(zhǎng) 軸 時(shí) 易 產(chǎn) 生 彎 曲 和 振 動(dòng) ， 增 大 主 偏 角 減 小背 向 力 ， 使 用 跟 刀 架 或 中 心 架 增 加 工 件 剛 度 。 但 在 進(jìn) 給力 作 用 下 ， 會(huì) 因 “ 壓 桿

39、 失 穩(wěn) ” 而 被 壓 彎 ； 在 切 削 熱 的 作 用下 ， 工 件 會(huì) 變 長(zhǎng) ， 也 將 產(chǎn) 生 變 形 。措 施 ： 采 用 反 向 進(jìn) 給 的 切 削 方 法 ， 使 用 彈 性 的尾 座 頂 尖 。 2. 轉(zhuǎn) 移 原 始 誤 差如 鏜 孔 時(shí) 鏜 桿 與 主 軸 采 用 浮 動(dòng) 連 接 ， 使 用 鏜 模 將 機(jī) 床 誤 差 轉(zhuǎn) 移 到 新 裝 置 上 加 以 控 制 ； 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 的 轉(zhuǎn) 位 誤 差 轉(zhuǎn) 移 到 誤 差 不 敏 感 方 向 3. 誤 差 分 組 法4.誤 差 補(bǔ) 償 法如 精 密 孔 軸 配 合 將 公 差 擴(kuò) 大 加 工 再 測(cè) 量 分 組 裝 配 ；

40、 上 道 工 序 誤 差 太 大 ， 將 工 件 分 組 再 分 別 調(diào) 整 加 工利 用 原 有 誤 差 或 制 造 誤 差 來(lái) 抵 消 原 始 誤 差 。 如 龍 門 銑床 因 銑 削 頭 自 重 產(chǎn) 生 下 凹 變 形 ， 刮 研 橫 梁 導(dǎo) 軌 使 上 凸 ；加 工 曲 軸 時(shí) 前 后 刀 架 同 時(shí) 切 削 ， 徑 向 力 方 向 相 反 ；精 磨 磨 床 床 身 導(dǎo) 軌 預(yù) 加 載 荷 ， 用 配 重 代 替 工 作 時(shí) 的 部 件 5. 就 地 加 工 （ 自 干 自 ）6. 自 動(dòng) 測(cè) 量 補(bǔ) 償 、 恒 溫 控 制 等機(jī) 床 零 件 裝 到 工 作 位 置 上 再 精 加 工 ， 消 除 誤 差 影 響 。如 牛 頭 刨 、 龍 門 刨 工 作 臺(tái) 面 裝 配 在 自 身 機(jī) 床 上 進(jìn) 行“ 自 刨 自 ” 精 加 工 ， 以 保 證 對(duì) 滑 枕 、 橫 梁 的 平 行 度 ；平 面 磨 床 工 作 臺(tái) 面 在 裝 配 后 作 “ 自 磨 自 ” 精 加 工 ；在 機(jī) 床 上 修 正 卡 盤 平 面 的 平 直 度 ， 卡 爪 的 同 軸 度