機(jī)械制造工藝學(xué)第三章 機(jī)械加工精度

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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）加工精度表面質(zhì)量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131：1、加工精度：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。2、加工誤差：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(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，從保證產(chǎn)品使用性能分析允許有一定的加工誤差。3、兩者關(guān)系：兩者從不同角度來(lái)評(píng)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(lái)表示

2、的，保證和提高加工精度問(wèn)題，實(shí)際上是限制和降低加工誤差問(wèn)題。2 4、加工精度的合理制定：一般加工精度越高則加工成本相對(duì)越高，生產(chǎn)效率則相對(duì)越低，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)零件的使用要求，合理規(guī)定零件的加工精度，并盡量提高生產(chǎn)率和降低成本 5、工藝系統(tǒng)：在機(jī)械加工時(shí)，機(jī)床、刀具，夾具和工件構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，為工藝系統(tǒng)。6、原始誤差：工藝系統(tǒng)的各種誤差叫原始誤差。研究加工精度的目的，就是要弄清各種原始誤差的物理，力學(xué)本質(zhì)，以及他們對(duì)加工精度影響的規(guī)律，掌握控制加工誤差的方法，獲得預(yù)期的加工精度，需要時(shí)找出進(jìn)一步提高加工精度的途徑。3工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下的誤差原始誤差與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差(

3、幾何誤差)與工藝過(guò)程有關(guān)的原始誤差(動(dòng)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(cè)量誤差工件殘余應(yīng)力引起的變形工件相對(duì)于刀具運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差傳動(dòng)誤差原始誤差構(gòu)成 4202YYRR（4-1）XRX（4-2）顯然：XYRR RYRYR0ya）誤差敏感方向RR=yYR0yb）5 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(duì)加工精度的影響。通常分析、計(jì)算、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)，得出單因素與加工誤差間的關(guān)系。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。用以控制工藝過(guò)程的正常進(jìn)行，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題是可以

4、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。6 是指采用了近似的成型運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。32式中 R 球頭刀半徑；h 允許的殘留高度。S 行間距行間距例例1：在數(shù)控銑床上采用球頭刀銑削復(fù)雜形面零件SRh空間曲面數(shù)控加工8SR h 7例例2：用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開(kāi)線齒輪 采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開(kāi)線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造型誤差。由于滾刀刀齒有限，實(shí)際加工出的尺形是一條有微小折線組成的曲線，和理論

5、的光滑漸開(kāi)線有差異。8a）b）試切法與調(diào)整法（圖a）：用于用于單件小批生產(chǎn)（圖b）：用于用于大批大量生產(chǎn)9 1、導(dǎo)軌導(dǎo)向精度及其對(duì)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(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向和理想運(yùn)動(dòng)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)床中確定主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動(dòng)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）等。10.111）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度（彎曲）Y 對(duì)于車床和外圓磨床由于刀尖相對(duì)于工件回轉(zhuǎn)軸線在加對(duì)于車床和外圓磨床由于刀尖相對(duì)于工件回轉(zhuǎn)軸線

6、在加工表面徑向方向的變化屬敏感方向，故其對(duì)零件的形狀精度工表面徑向方向的變化屬敏感方向，故其對(duì)零件的形狀精度影響很大。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(duì)工件軸線不能平行。因而工件表面上形成形狀誤差。當(dāng)導(dǎo)軌向后凸時(shí)，工件產(chǎn)生鞍形誤差。當(dāng)導(dǎo)軌向前凸時(shí)，工件產(chǎn)生鼓形誤差。122）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度（彎曲）Z 垂直面內(nèi)直線度誤差垂直面內(nèi)直線度誤差對(duì)車床的影響較小，可以忽略不對(duì)車床的影響較小，可以忽略不計(jì)。計(jì)。但對(duì)于龍門刨床、龍門銑床及導(dǎo)軌磨床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌在但對(duì)于龍門刨床、龍門銑床及導(dǎo)軌磨床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到工件上。垂直面內(nèi)的直線度誤差將直接反映到

7、工件上。R2ZRR0RRR2ZRZ)RR(RZR2222222222 則則：項(xiàng)項(xiàng)忽忽略略133）前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）BHyHyBtgHyBtgsinsin,很很小小，一般車床：一般車床：磨床：磨床：3221BH 1BH 以車床為例142、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(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)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(zhǎng)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(huì)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(zhǎng)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。15

8、3、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(rùn)滑、防護(hù)裝置、采取措施提高導(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(rùn)滑和維護(hù)。16 1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(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線的相符合程度?；剞D(zhuǎn)誤差：機(jī)床主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。機(jī)床主軸是用來(lái)裝加工件或刀具，并傳遞主要切削運(yùn)動(dòng)的重要零件，其回轉(zhuǎn)精度主要影響零件加工表面的幾何形狀精度，位置精度和表面粗糙度。2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(rùn)滑條件，以及回轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力因素的影響。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸

9、線的空間位置在周期性變化。3理想回轉(zhuǎn)軸線：客觀存在，但無(wú)法確定，通常是以平均回轉(zhuǎn)軸線來(lái)代替。174分類：b）端面圓跳動(dòng)a）徑向圓跳動(dòng)c）傾角擺動(dòng)主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式徑向圓跳動(dòng) 端面圓跳動(dòng) 傾角擺動(dòng)185.主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響 主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（鏜孔）考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在y方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)對(duì)鏜孔精度影響式中 R 刀尖回轉(zhuǎn)半徑；主軸轉(zhuǎn)角。()cossinXReYR顯然，鏜出的孔為一橢圓。1920徑向跳動(dòng)對(duì)車外圓精度影響12345678 仍考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在y方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻

10、率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為2e。則刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡接近于正圓。結(jié)論：結(jié)論：主軸徑向跳動(dòng)對(duì)車外圓時(shí)，基本不影響加工表面的加工誤差e 主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（車外圓）2122主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響23主軸傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響24AB影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素圖1 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動(dòng)滑動(dòng)軸承圖2 軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng)1）軸承誤差的影響）軸承誤差的影響253）與軸承配合的零件誤差的影響）與軸承配合的零件誤差的影響2）軸承間隙的影響）軸承間隙的影響 軸承間隙對(duì)回轉(zhuǎn)精度也有影響，如軸承間隙過(guò)大，會(huì)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)，

11、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(huì)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(guò)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(huì)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(huì)使軸承內(nèi)外圈滾道相對(duì)傾斜，同樣也會(huì)引起主軸回轉(zhuǎn)軸線的漂移。264）主軸轉(zhuǎn)速的影響）主軸轉(zhuǎn)速的影響 由于主軸部件質(zhì)量不平衡、機(jī)床各種隨機(jī)振動(dòng)以及回轉(zhuǎn)軸線的不穩(wěn)定隨主軸轉(zhuǎn)速增加而增加，使主軸在某個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)精度較高，超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)

12、，誤差就較大。5）主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形）主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形 主軸系統(tǒng)的剛度，在不同方向上往往不等，當(dāng)主軸上所受外力方向隨主軸回轉(zhuǎn)而變化時(shí)，就會(huì)因變形不一致而使主軸軸線漂移。機(jī)床工作時(shí)，主軸系統(tǒng)的溫度將升高，使主軸軸向膨脹和徑向位移。由于軸承徑向熱變形不相等，前后軸承的熱變形也不相同，在裝卸工件和進(jìn)行測(cè)量時(shí)主軸必須停車而使溫度發(fā)生變化，這些都會(huì)引起主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置變化和漂移而影響主軸回轉(zhuǎn)精度。271）提高主軸部件的制造精度 首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度其次是提高箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配合有關(guān)表而的加工精度。此外，還可在裝配時(shí)先測(cè)出滾動(dòng)軸承及主軸錐孔的徑向圓跳動(dòng)，然后調(diào)

13、節(jié)徑向圓跳動(dòng)的方位，使誤差相互補(bǔ)償或抵消，以減少軸承誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響。2）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，消除間隙 對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊以消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過(guò)盈由于軸承內(nèi)外圈和滾動(dòng)體彈性變形的相互制約，既增加了軸承剛度，又對(duì)軸承內(nèi)外圈滾道和滾動(dòng)體的誤差起均化作用，因而可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。283）使主軸回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上（誤差轉(zhuǎn)移）直接保證工件在加工過(guò)程中的回轉(zhuǎn)精度而不依賴于主軸，是保證工件形狀精度的最簡(jiǎn)單而又有效的方法。如采用兩固定頂尖支承磨削外圓柱面。在鏜床上加工箱體類零件孔。采用前后導(dǎo)向套的鏜模。291傳動(dòng)鏈精度（誤差）：傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)

14、的誤差，它是螺紋、齒輪、蝸輪及其它按展成原理加工時(shí)，影響加工精度的主要因素。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(dòng)關(guān)系。即：滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，這種運(yùn)動(dòng)關(guān)系是由刀具與工件的傳動(dòng)鏈來(lái)保證的。當(dāng)傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)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(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，是被加工工件產(chǎn)生誤差。30齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈z7=z8=16z1=64zn=96z5=z6=23z3=z4=23bz2=16zn-1=1icefacd9614646232323231664fcdgnii分度掛輪傳動(dòng)比差動(dòng)輪系傳動(dòng)比滾刀轉(zhuǎn)角工件轉(zhuǎn)角fcdgnii運(yùn)動(dòng)關(guān)系

15、運(yùn)動(dòng)關(guān)系其中其中31提高傳動(dòng)精度措施32L0.056F710F7k620H 7g 6YZ鉆孔的夾具誤差對(duì)加工精度的影響通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的1/3。1）定位誤差；2）刀具導(dǎo)向（對(duì)刀）誤差；3）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；6）夾具的磨損33343 33 3 1彈性系統(tǒng)：切削加工時(shí)，由機(jī)床、刀具、夾具、工件組成的工藝系統(tǒng)是彈性系統(tǒng)。2工藝系統(tǒng)總位移 1）彈性變形：機(jī)械加工時(shí)，由于切削力、夾緊力以及重力、慣性力等的作用，工藝系統(tǒng)各部分產(chǎn)生的相應(yīng)的變形。2）系統(tǒng)中各元件因其接觸處的間隙還會(huì)產(chǎn)生位移間隙還會(huì)產(chǎn)生位移、3）工藝系統(tǒng)總位移 彈性變形+位移=總位移

16、 4）決定因素：外力的大小和彈性系統(tǒng)抵抗外力及其變形的能力353剛度：物體抵抗欲使其變形的外力的能力 4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Fy的作用下，刀具相對(duì)工件在該方向位移y的比值。yFyk 36 加工中影響加工精度最大的是刀刃在加工表面法線方向的位移。因此計(jì)算時(shí)必須考慮此方向上的切削力和位移。法向位移y除了Fy分力影響外，F(xiàn)y、Fz也對(duì)它有影響。在K一定時(shí)，則Fy越大，則系統(tǒng)變形量越大。對(duì)加工精度影響越大。若工藝系統(tǒng)剛度很大，盡管切削力等外力作用，也能使系統(tǒng)位移減少到最低限度。5加工誤差：由于切削力等引起的工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的彈性變形，使刀具和工件

17、在靜態(tài)下調(diào)整好的相互位置，以及切削成形運(yùn)動(dòng)所需要的正確幾何關(guān)系發(fā)生變化，從而造成加工誤差。376、舉例件剛性差，在加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)出現(xiàn)中間粗，兩頭尖的情況（腰鼓形）如圖所示：無(wú)進(jìn)給磨削38式中 y 工藝系統(tǒng)總變形；yjc 機(jī)床的受力變形；yjj 夾具的受力變形；yd 刀具的受力變形；yg 工件的受力變形。切削加工時(shí)，工藝系統(tǒng)的有關(guān)部件在各種外力的作用下，會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形，使刀具和工件的相對(duì)位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相應(yīng)的加工誤差。工藝系統(tǒng)在某處的法向總變形是各個(gè)組成環(huán)節(jié)在同一處的法向變形的迭加。y=yjc+yjj +yd +yg （1）39 代入1式得工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各組成部分剛度之間的關(guān)系

18、：11111jcjjdgkkkkk式中 k 工藝系統(tǒng)剛度；kjc 機(jī)床剛度；kjj 夾具剛度；kd 刀具剛度；kg 工件剛度。由工藝系統(tǒng)的剛度定義可知，機(jī)床剛度kjc、夾具剛度kjj、刀具剛度kd和工件剛度kg分別為：kjc=Fy/yjc ，kjj=Fy/yjj ，kd =Fy/yd，kg=Fy/yg 40機(jī)床變形引起的加工誤差ydjytjywz工藝系統(tǒng)變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律FpAABBCCxLFAFByxx41機(jī)床的剛度是由各個(gè)部件的剛度決定的，其計(jì)算方法為：設(shè)工件短而粗，剛度很大，其變形可以忽略不計(jì)，安裝在兩頂尖之間，在切削力Fy的作用下，床頭位置由A到A，尾座由B到B，刀架從C到C，其位移

19、量分別為：ytj，ywz，ydj，中心線從AB移到AB。徑向切削力為Fy，由Fy引起的頭架和尾座處的受力為FA和FB，刀架受力為Fy。在距離床頭X處，工件軸線移動(dòng)的距離為yx。tjwztjtjxyyLxyxyy42機(jī)床總的變形量：根據(jù)剛度定義，Ktj，Kwz，Kdj分別為頭架、尾座和刀架的剛度，則：djtjwztjdjxjcyLxyyyyyytjAtjKFy wzBwzKFydjYdjKFy43其中：LxLFFYALxFFYBdjwztjYjcKLxKLxLKFy1.1122 由上式看出，隨著切削力作用點(diǎn)的變化，工藝系統(tǒng)的變形是變化的，這是由于工藝系統(tǒng)的剛度隨著切削力作用點(diǎn)變化而變化djwzt

20、jjcyjcKLxKLxLKyFK11112244當(dāng)x=0時(shí)，djtjyjcKKFy11當(dāng)x=L時(shí)，max11yKKFydjtjyjc當(dāng)x=L/2時(shí)，wzdjtjyjcKKKFy41141LKKKxwztjwz當(dāng) 時(shí)，djwztjyinjcKKKFyy11,451、機(jī)床不變形、機(jī)床不變形的情況2、考慮主軸箱、尾座變形、考慮主軸箱、尾座變形情況3、考慮刀架變形、考慮刀架變形在內(nèi)機(jī)床受力變形引起的加工誤差12346工件變形引起的加工誤差工件為懸臂梁時(shí)工件為懸臂梁時(shí)：EILFyyg33max3max3LEIyFKy加工后工件形狀為加工后工件形狀為：47工件為簡(jiǎn)支梁時(shí)：當(dāng)x=0或x=L時(shí)，yg=0，變

21、形最小當(dāng)x=L/2時(shí)，變形最大，EIlFYyg483max48式中 yg 工件變形；E 工件材料彈性模量；I 工件截面慣性矩；Fy工件受到的切削力 x 受力點(diǎn)到支承點(diǎn)的距離 L工件的長(zhǎng)度49 切削加工中，由于毛坯本身的誤差（形狀或位置）使切削深度不斷變化，從而引起切削力的變化，促使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，因而工件表面上保留了與毛坯表面類似的形狀和位置誤差，但加工后殘留的誤差比毛坯誤差從數(shù)值上大大減少了，這一現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映”50切削力大小變化對(duì)加工精度的影響切削力大小變化對(duì)加工精度的影響51討論：討論：1.=工工/毛毛=C/k系系 2.總是小于總是小于1，有修正誤差的能力，有修正誤差的能力3

22、.多次進(jìn)給多次進(jìn)給=1234.2.k系系越大，越大，就越小，復(fù)映到工件上的誤差越小就越小，復(fù)映到工件上的誤差越小5.3.C減小，減小，就越小，應(yīng)采取減小就越小，應(yīng)采取減小Fy的措施的措施524、增加走刀次數(shù)，可大大減小工件的復(fù)映誤差：、增加走刀次數(shù)，可大大減小工件的復(fù)映誤差：毛坯11g毛坯21212gg毛坯321323gg 若近似假設(shè)近似假設(shè)每次走刀后的誤差復(fù)映系數(shù)都相同，則車外圓時(shí)，工件的圓度誤差與走刀次數(shù)工件的圓度誤差與走刀次數(shù)x的關(guān)系為：的關(guān)系為：毛坯xg）為毛坯的圓度誤差（毛坯21ppaa其中其中53v減少誤差復(fù)映的方法減少誤差復(fù)映的方法1 1）增大工藝系統(tǒng)剛度；）增大工藝系統(tǒng)剛度；2

23、 2）減少）減少進(jìn)給量進(jìn)給量f f，減小切削力；，減小切削力；3 3）增加走刀次數(shù)增加走刀次數(shù)；4 4）減小毛坯誤差值。）減小毛坯誤差值。54夾緊力影響a）b）薄壁套夾緊變形【例1】薄壁套夾緊變形 解決：加開(kāi)口套55【例2】薄壁工件磨削薄壁工件磨削 解決：加橡皮墊56【例】龍門銑橫梁龍門銑橫梁變形龍門銑橫梁變形補(bǔ)償重力影響解決：變形補(bǔ)償5758 靜態(tài)測(cè)定法：在機(jī)床不工作狀態(tài)，模擬車削時(shí)的受力的受力情況對(duì)機(jī)床施加靜載荷，然后測(cè)出機(jī)床部件在不同載荷下的變形，作出各部件的剛度特性曲線并計(jì)算剛度。59 右圖是對(duì)一車床進(jìn)行3次加載和卸載循環(huán)，繪制了他的剛度曲線。車床刀架變形曲線y（m）102030405

24、00123F（KN）60v 非線形關(guān)系，不完全是彈性變形v 加載和卸載曲線不重合，所圍面積表示克服摩擦和接觸塑性變形所作功v 存在殘余變形，反復(fù)加載卸載后殘余變形0v 機(jī)床部件剛度比按實(shí)體估算值小許多，表明其變形受多種因素影響分析剛度曲線的特點(diǎn)：工作狀態(tài)測(cè)定法611）合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)工藝裝備時(shí)，盡量減少連接面數(shù)目，注意剛度的匹配，防止局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件、支承件時(shí)，合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀。2）提高連接表面接觸剛度 提高機(jī)床部件中零件接合表面的接觸質(zhì)量 給機(jī)床部件預(yù)加載荷 提高工件定位基準(zhǔn)的精度和降低表面粗糙度值。3）采用輔助支承（中心架，跟刀架，鏜桿支承等）624）采用合理

25、裝夾和加工方式支座零件不同安裝方法63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(méi)有應(yīng)力的狀態(tài)，即使在常溫下，零件也會(huì)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(guò)程中，零件將會(huì)翹曲變形，原有的加工精度會(huì)逐漸喪失。64原因：在鑄、鍛、焊、熱處理等加工過(guò)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(guò)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)

26、A、C收縮時(shí)B不起阻擋變形的作用，鑄件內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。65 當(dāng)B冷卻到彈性狀態(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(kāi)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。66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(guò)程需較長(zhǎng)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。673、切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力

27、v 設(shè)計(jì)合理零件結(jié)構(gòu)，提高零件剛性，使壁厚均勻。v 合理安排工藝過(guò)程粗、精加工分開(kāi)v 時(shí)效處理68 v 一上班，空轉(zhuǎn)機(jī)床v 坐標(biāo)鏜床在恒溫室內(nèi)v 磨床身導(dǎo)軌，走兩刀休息一下v 冬天加工時(shí)，尺寸合格，夏天就裝不進(jìn)去。v熱變形：機(jī)械加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)會(huì)受到各種熱的影響而產(chǎn)生溫度變形，稱為熱變形。這種變形將破壞刀具與工件的正確幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，造成工件的誤差。69v切削熱：切削時(shí)所作的功幾乎全部轉(zhuǎn)變成熱，其熱量以傳導(dǎo)的形式傳遞，對(duì)刀具和工件影響較大。v摩擦熱：機(jī)械零件的摩擦軸承、導(dǎo)軌的摩擦而產(chǎn)生的熱，液壓傳功、電氣傳功等，都是熱源，對(duì)機(jī)床影響較大，以傳導(dǎo)形式傳遞。v其它熱：指工藝系統(tǒng)外部的，以對(duì)

28、系統(tǒng)傳熱為主的環(huán)境溫度和各種輻射熱。70v各種熱對(duì)加工精度的影響 切削熱：車削時(shí)，切屑帶走熱量可達(dá)50%80%，傳給工件約30%，傳給刀具約5%。銑削、刨削加工，傳給工件30%鉆削和臥鏜，切屑留在孔中，傳給工件大于50%磨削時(shí)，切屑帶走熱量4%，傳導(dǎo)工件84%，工件表面溫度高工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱71摩擦熱：使工藝系統(tǒng)局部發(fā)熱，引起局部溫升和變形，破壞系統(tǒng)原有的幾何精度。外部熱源：大型工件晝夜加工，由于溫差引起工藝系統(tǒng)的熱變形不一樣，照明光、散熱器、日光等也會(huì)引起機(jī)床的局部溫度和變形。72v 溫度場(chǎng)工藝系統(tǒng)各部分溫度分布v溫 度場(chǎng)與熱平衡研究目前以實(shí)驗(yàn)研究為主v

29、熱平衡工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下，溫度逐漸升高，同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周圍散熱，當(dāng)工件、刀具和機(jī)床的溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)散發(fā)的熱量和熱源傳刀的熱量趨于相等，這時(shí)工藝系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)的各部分的溫度保持在一相對(duì)固定的數(shù)值上，各部分的熱變形也相應(yīng)趨于穩(wěn)定731、熱源、熱源：切削熱2 2、工件均勻受熱、工件均勻受熱 應(yīng)用條件：形狀簡(jiǎn)單的軸類，套類，盤類等零件的內(nèi)外圓加工時(shí)，切削熱較均勻的傳入工件，若不考慮溫升后的散熱，其溫度給工件全長(zhǎng)和圓周的分布比較均勻，可近似看作均勻受熱。熱變形的大小LLtDDt圓柱類工件熱變形74式中 L，D 長(zhǎng)度和直徑熱變形量；L，

30、D 工件原有長(zhǎng)度和直徑；工件材料線膨脹系數(shù)；t 溫升。應(yīng)用車削較長(zhǎng)的軸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生圓度誤差，加工精度較高的軸類零件時(shí)，采用彈性或液壓尾頂尖。tDRl2max75531.1 1040014.410()4.4()LLtmmm 5級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng)5m，可見(jiàn)熱變形的嚴(yán)重性3 3、工件不均勻受熱、工件不均勻受熱應(yīng)用條件：銑、刨、磨平面時(shí)，工件單面受熱作用，上下表面間的溫差，將導(dǎo)致工件向上拱起，加工時(shí)，中間凸起被切去，冷卻后工件下凹。熱變形的大小76式中 X 變形撓度；L，S 工件原有長(zhǎng)度和厚度；工件材料線膨脹系數(shù)；t 溫升。28LtXS平面加工熱變形x/4LS結(jié)果結(jié)果：加工時(shí)上表面升溫，工件向上拱起，磨

31、削時(shí)將中凸部分磨平，冷卻后工件下凹。77例例：高600mm，長(zhǎng)2000mm的床身，若上表面溫升為3，則變形量為：221.120003886000.022()LtXSmm此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求解決措施 切削液充分冷卻 高速切削、使傳入工件熱量減少 在精加工前充分冷卻 刀具不要過(guò)分磨鈍 在夾緊狀態(tài)下，有伸縮的自由78 內(nèi)外熱源有影響（其中摩擦熱影響很大），且由于各部件的熱源不同，分布不均勻，以及機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因此不僅各部件的溫升不同，而且同一部件不同位置的溫升也不相同。使機(jī)床各部件之間的相互位置發(fā)生變化，破壞了機(jī)床原有的幾何精度而造成加工誤差。機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，各部件傳入的熱量和散失的

32、熱量基本相等，即達(dá)到熱平衡狀態(tài)，變形趨于穩(wěn)定。在機(jī)床達(dá)到熱平衡之前，機(jī)床幾何精度變化不定，對(duì)加工精度的影響也變化不定。79 機(jī)床各部件由于體積較大，熱量大，因此其溫升一般不大。車床主軸箱60 磨床1525 車床床身與主軸箱結(jié)合處20 磨床床身10 其他精密機(jī)床部件溫升較低 車床、磨床 46h 中小型精密機(jī)床12h 大型精密12h80車、銑、鉆、鏜類機(jī)床：主軸箱中的齒輪，軸承磨擦發(fā)熱，潤(rùn)滑油發(fā)熱是主要熱源，使主軸箱及與之相連部分如床身或立柱的溫度升高而產(chǎn)生較的變形。81車床受熱變形a）車床受熱變形形態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h0 1 2 3 450150100200位移/m20406080溫升/Yy前軸承溫升

33、b）溫升與變形曲線 車床主軸發(fā)熱使主軸箱在垂直面向內(nèi)和水平向內(nèi)發(fā)生偏移和傾斜。在垂直向內(nèi)，主軸箱的溫升使主軸升高，又因主軸前軸承的發(fā)熱量大于后軸承的發(fā)熱量，主軸前端比后端高，由于主軸箱熱量傳給床身，床身導(dǎo)軌向上臺(tái)起，故而加劇了主軸的傾斜。82龍門刨床、導(dǎo)軌磨床等機(jī)床 床身熱變形是影響加工精度的主要因素：因其床身較長(zhǎng)、導(dǎo)軌稍有溫差，就會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲變形。床身上下表面產(chǎn)生溫差的原因，不僅是由于工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱所知，環(huán)境溫度的影響也很大。導(dǎo)軌磨床受熱變形83雙端面磨床：切削熱噴向床身中部的頂面，使其局部受熱而產(chǎn)生中凸變形。使兩砂輪的端面產(chǎn)生傾斜。84立銑床受熱變形形態(tài)立式平面磨床：主軸承和

34、主電機(jī)的發(fā)熱傳到立柱，使立柱內(nèi)側(cè)溫度高于外側(cè)，因而引起立柱的彎曲變形。85v 減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開(kāi)。v 充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。v 分離熱源。對(duì)不能分離的摩擦熱源，盡量采取措施，改善其摩擦特性，減少發(fā)熱。v采用隔熱材料將發(fā)熱部件和機(jī)床大件隔離開(kāi)來(lái)86例例1：磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹解決解決：導(dǎo)軌下加回油槽平面磨床補(bǔ)償油溝87例例2：立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決解決：采用熱空氣加熱立柱后壁（圖4-41）。均衡立柱前后壁溫度場(chǎng)88v高速空運(yùn)轉(zhuǎn)v人為加熱v 恒溫89 前面分析了影響加工精度的原始誤差，從原始誤差 中找出影響加工誤差的規(guī)律，實(shí)際上加工誤差是一綜合因素

35、，如：刀具磨損誤差，反映為磨損Fyy熱量熱變形。同一加工誤差產(chǎn)生的原因可以是多種多樣的，實(shí)際上分析問(wèn)題總是從加工誤差著手，根據(jù)原始誤差作用規(guī)律尋找原始誤差，現(xiàn)在一般采用統(tǒng)計(jì)分析的方法分析加工誤差，找出規(guī)律，在在這些規(guī)律中尋找原始誤差的影響，從而消除原始誤差。90 在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變，或按一定規(guī)律變化的加工誤差。常值系統(tǒng)誤差其大小和方向均不改變。如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形，調(diào)整誤差，機(jī)床、夾具、量具的磨損等因素引起的加工誤差。變值系統(tǒng)誤差誤差大小和方向按一定規(guī)律變化。如機(jī)床、夾具、刀具在熱平衡前的熱變形，刀具磨損等因素引起的加工誤差

36、。91在順序加工一批工件中，其大小和方向隨機(jī)變化的加工誤差。隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機(jī)因素共同作用而引起的。隨機(jī)誤差服從統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機(jī)變化而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等。9293 生產(chǎn)中常以復(fù)雜因素出現(xiàn)加工誤差問(wèn)題，這些誤差不能采用單因素分析法來(lái)衡量其因果關(guān)系，更不能從單個(gè)工件的檢查得出結(jié)論。單個(gè)工件不能暴露出誤差的性質(zhì)和變化規(guī)律，單個(gè)工件不能代表整批工件的誤差大小。一批工件加工中，即存在變值性誤差，也存在隨機(jī)誤差，這時(shí)單個(gè)工件的誤差是不斷變化的，憑單個(gè)工件推斷整批工件誤差是不可靠的，所以采用統(tǒng)計(jì)分析法。94定義：以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)對(duì)

37、許多工件進(jìn)行檢查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，從中找出規(guī)律性的東西，進(jìn)而獲得解決問(wèn)題的途徑。過(guò)程：母體試樣數(shù)據(jù)作圖結(jié)論措施抽樣測(cè)定處理分析研究處理95基本概念：樣本樣本：用于抽取測(cè)量的一批工件 樣本容量樣本容量n n：抽取樣本的件數(shù)；樣本容量通常取 n=50200 隨機(jī)變量隨機(jī)變量x x：任意抽取的零件的加工尺寸。極差極差R R：抽取的樣本尺寸的最大值和最小值之差。R=Xmax-Xmin 組距組距d d：將樣本尺寸按大小順序排列，并分為k組，組距為d 1KRd96頻數(shù)頻數(shù)m mi i：同一尺寸或同一誤差組的零件數(shù)量mi稱為頻數(shù)。頻率頻率f fi i：頻數(shù)與樣本容量的比值。nmfii平均值平

38、均值 ：表示樣本的尺寸分散中心。標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差S S：反映了一批工件的尺寸分散程度11niixxn2111niisxxnx97繪制步驟1）采集數(shù)據(jù)）采集數(shù)據(jù) 樣本容量通常取 n=502002）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值 按教材72頁(yè)表2-2初選分組數(shù) k；確定組距 d：取整，dd 確定分組數(shù) k：maxmin11xxRdkk 確定各組組界、組中值（第一組以Xmin為組中值）統(tǒng)計(jì)各組頻數(shù)1Rkdkjddjx32121min，98-14.5-8.55-3.5y y （頻數(shù)）（偏差值）（平均偏差）-15-10-5（公差帶中心）（公差帶下限）（公差帶上限）3）計(jì)算樣本

39、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差）計(jì)算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差:4）畫直方圖）畫直方圖：以工件尺寸（誤差）為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)。99舉例 磨削批抽徑 的工件，繪制工件加工尺寸的直方圖。軸徑尺寸實(shí)測(cè)圖（單位：軸徑尺寸實(shí)測(cè)圖（單位：um）注：表中數(shù)據(jù)為實(shí)測(cè)尺寸和基本尺寸之差100 1)收集數(shù)據(jù) 本例取nl00件，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)列于上表中找出最大值Xmax=54um，最小值Xmin16um。2)確定分組數(shù)k、組距d、各組組界和組中值 組數(shù)d可查表得，本例取k9。組距：mkxxkRd75.48165411minmax取整 d=5um確定分組數(shù) k：各組組界為：kjddjx32121min，1Rkd=9151654101第

40、一組下界為：.5.1325162minmmdx第一組上界為：ummdx5.1825162min各組組中值為：djx)1(min3）記錄各組數(shù)據(jù)，整理成頻數(shù)分布表4）根據(jù)頻數(shù)分布表列直方圖5）數(shù)據(jù)分析 平均值：標(biāo)準(zhǔn)差：mmA06.60maxmmA01.60minmx00.37ms06.9102103T頻數(shù)+T2-T2工件尺寸TMx0實(shí)驗(yàn)分布曲線0 xmaxxmin理想分布位置實(shí)際分布位置104從本實(shí)驗(yàn)分布曲線可以看出：工件尺寸的工件尺寸的分散范圍分散范圍是是 ；有少量的過(guò)小廢品；有少量的過(guò)小廢品；存在常值系統(tǒng)誤差：存在常值系統(tǒng)誤差：本樣本零件的尺寸基本符合正態(tài)分布規(guī)律。本樣本零件的尺寸基本符合正

41、態(tài)分布規(guī)律。)(minmaxXX105正態(tài)分布 式中和分別為 正態(tài)分布隨機(jī)變量總體平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。平均值=0，標(biāo)準(zhǔn)差=1的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，2121,02xyex yF（z）正態(tài)分布曲線(z=0)x(z)0z-+1062121()2xxF xedxyF（z）正態(tài)分布曲線(z=0)x(z)0z-+其中x：為工件尺寸：為工件平均中心：均方根偏差 ；工件尺寸為x時(shí)出現(xiàn)的概率 n：工件總數(shù) xFnxnii1nxnii12107v決定分布曲線的坐標(biāo)位置，取決于常值誤差，改變常值誤差，曲線在橫坐標(biāo)上移動(dòng)，但曲線形狀不變。XY123對(duì)正態(tài)分布曲線的影響108v均方根偏差，是決定曲線形狀的唯一參數(shù)，是

42、決定分散范圍的唯一參數(shù) 其大小決定了隨機(jī)誤差的影響程度。=1/2=1=2 對(duì)正態(tài)分布曲線的影響109v正態(tài)分布曲線下包含的面積代表了全部工件：()圖中紅色剖面線面積F表示工件尺寸在到x間出現(xiàn)的概率。2122Aexpdxxx()20222210022222xxxxe()d()%X1102121()2xxF xedxxz令：將 z 代入上式，有：稱 z 為標(biāo)準(zhǔn)化變量yF（z）z(x)0 xF（z）為圖中剖面部分的面積對(duì)于不同Z值的F（z），可以查表得到（參見(jiàn)教材P76）。dZezFzz02221vF(z)的意義yF（z）正態(tài)分布曲線(z=0)x(z)0z-+111例：當(dāng)2xF=0.47723xF=

43、0.49865F=0.19155.0 x1xF=0.3413112113v3的含義:當(dāng)z土3,即x一土3,查表得2F(3)0.4986529973。這說(shuō)明隨機(jī)變量落在土3 范圍以內(nèi)的概率為9973，落在此范圍以外的概率僅0.27，此值很小。因此可以認(rèn)為正態(tài)分布的隨機(jī)變量的實(shí)用分散范圍是6。這就是所謂的3原則。右圖中：X114.3的概念，對(duì)研究加工誤差時(shí)應(yīng)用很廣：66的大小代表某個(gè)工序在一定條件下的大小代表某個(gè)工序在一定條件下(如毛坯余量、切削用量、正常的機(jī)床、夾具、刀具等)所能達(dá)到的加工精度所能達(dá)到的加工精度（即工序精度工序精度）。66的大小也代表整批零件的隨機(jī)誤差的大的大小也代表整批零件的隨

44、機(jī)誤差的大??！?。。矗措S機(jī)誤差隨機(jī)誤差）1151、判別加工工誤差性質(zhì)判別加工工誤差性質(zhì) 如前所述，假如加工過(guò)程中沒(méi)有變值系統(tǒng)誤差那么尺寸分布應(yīng)服從正態(tài)分布，這是判別加工誤差性質(zhì)的基本方法。如果實(shí)際分布與正態(tài)分布基本相符，就可進(jìn)根據(jù)樣本平均值 是否與公差帶中心重合來(lái)判斷是否存在常值系統(tǒng)誤差：(與公差帶中心 不重合就說(shuō)明存在常值系統(tǒng)誤差0)。xxMTMTX 0116確定工序能力及其等級(jí)v 所謂工序能力是指工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加工誤差正常波動(dòng)的幅度。當(dāng)加工尺寸服從正態(tài)分布時(shí)，其尺寸分散范圍是6，所以工序能力就是工序能力就是66。v 工序能力等級(jí)是以工序能力系數(shù)工序能力系數(shù)來(lái)表示的，它代表該工序能

45、滿足加工精度要求的程度。當(dāng)工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工序能力系數(shù) Cp按下式計(jì)算:CpCpT T 66117y工藝能力系數(shù)符號(hào)含義x033公差帶T118 工序能力系數(shù) 工序等級(jí) 說(shuō) 明 CP1.67 特級(jí) 工序能力過(guò)高1.67 CP 1.33 一級(jí) 工序能力足夠1.33 CP 1.00 二級(jí) 工序能力勉強(qiáng)1.00 CP 0.67 三級(jí) 工序能力不足 0.67 CP 四級(jí) 工序能力很差工序能力等級(jí)119.當(dāng)當(dāng) 時(shí)，過(guò)大廢品、過(guò)小廢品相等（如下左圖所示）時(shí)，過(guò)大廢品、過(guò)小廢品相等（如下左圖所示）00MTX計(jì)算一批零件的合格率和廢品率的方法計(jì)算一批零件的合格率和廢品率的方法 合格率：合格率：式中：式中：查

46、表（查表（2-5）可得）可得F(Z)則廢品率：則廢品率：且且 )2ZFQ（合格dzeZZ0222120022TTxxZ 合格廢品QQ1過(guò)小過(guò)大QQ過(guò)小的廢品軸和過(guò)大的廢品孔工件，都不可修復(fù)。過(guò)小的廢品軸和過(guò)大的廢品孔工件，都不可修復(fù)。120.F(Z)X0TM=XY00時(shí)X0YTMX00時(shí)0TTF(Z)6Z6ZZ=0Z=0Z（Z）（Z）圖：計(jì)算合格率、廢品率 121.當(dāng)當(dāng) 時(shí)，合格率和廢品率的計(jì)算時(shí)，合格率和廢品率的計(jì)算（如上右圖所示）（如上右圖所示）（過(guò)大廢品與過(guò)小廢品應(yīng)分別計(jì)算）（過(guò)大廢品與過(guò)小廢品應(yīng)分別計(jì)算）過(guò)小廢品率：過(guò)小廢品率：式中式中:02TxxZ 根據(jù)根據(jù)Z的大小，查教材的大小，查

47、教材P76 表表25可得合格可得合格率率 ，代入上式即可算得，代入上式即可算得00MXT dzeZZ022215.0)(5.01ZFQ過(guò)小)(1ZF過(guò)小Q122.同理：過(guò)大廢品率：同理：過(guò)大廢品率：式中：式中：=則總合格率則總合格率 或：總合格率或：總合格率 +XXZ5.0)(5.02ZFQ過(guò)大dzeZZ02221根據(jù)根據(jù)Z的大小，查教材的大小，查教材P76 表表25可得合格可得合格率率 ，代入上式即可算得，代入上式即可算得 。過(guò)小過(guò)大合格QQQ1合格Q)(1ZF)(2ZF02T)(2ZF過(guò)大Q123 在一般情況下，應(yīng)使公差帶的寬度在一般情況下，應(yīng)使公差帶的寬度 。但。但考慮到常值系統(tǒng)性誤差考

48、慮到常值系統(tǒng)性誤差 （如刀具磨損（如刀具磨損、對(duì)刀誤差、對(duì)刀誤差）以及其它因素的影響，至少應(yīng)使以及其它因素的影響，至少應(yīng)使 。從上圖分析可知：從上圖分析可知：6T06T 保證加工系統(tǒng)不出廢品的充分、必要條件是：保證加工系統(tǒng)不出廢品的充分、必要條件是：0026)3(2T6、保證加工系統(tǒng)不出廢品的充分和必要條件保證加工系統(tǒng)不出廢品的充分和必要條件124.計(jì)算例題一：計(jì)算例題一：加工一批零件的外圓，圖紙要求的加工一批零件的外圓，圖紙要求的尺寸為尺寸為200.07 mm，若加工后的尺寸，若加工后的尺寸服從正態(tài)分布，并發(fā)現(xiàn)有服從正態(tài)分布，并發(fā)現(xiàn)有4.58的廢品，的廢品，且其中一半廢品的尺寸小于零件的下偏

49、差。且其中一半廢品的尺寸小于零件的下偏差。試確定該工序所能達(dá)到的加工精度。試確定該工序所能達(dá)到的加工精度。7、計(jì)算例題、計(jì)算例題125.解：解：根據(jù)題意畫尺寸分布計(jì)算圖根據(jù)題意畫尺寸分布計(jì)算圖 126.求均方根誤差求均方根誤差 已知已知 則則 故故 F(Z)=0.4771 查表可知，式中：查表可知，式中：=2 該工序的加工精度為該工序的加工精度為Q2F(z)=10.45895.42%合合 格格dzeZZ02221XXZ02T02T0 140 03544T.66 0035021.mm%58.4廢品Q127.鏜削一批零件的內(nèi)孔鏜削一批零件的內(nèi)孔(計(jì)計(jì)1000件件)，其最大尺，其最大尺寸寸 mm；m

50、m;若整批零件呈若整批零件呈正態(tài)分布，圖紙要求該孔的直徑為正態(tài)分布，圖紙要求該孔的直徑為 。求。求這批零件的常值系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的大小，廢品有這批零件的常值系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的大小，廢品有多少件？能否修復(fù)？并分析產(chǎn)生廢品的原因，提出減多少件？能否修復(fù)？并分析產(chǎn)生廢品的原因，提出減少?gòu)U品的措施。少?gòu)U品的措施。25 030maxD.計(jì)算例題二計(jì)算例題二25 000minD.0 0250 00525.mm 128.解：解：求隨機(jī)誤差的大小求隨機(jī)誤差的大小 根據(jù)已知條件可知：根據(jù)已知條件可知：則均方根誤差則均方根誤差 mm 即隨機(jī)誤差為即隨機(jī)誤差為625 03025 0000 03maxminDD.

51、0 030 0056.60 03.m m 129.求常值系統(tǒng)誤差求常值系統(tǒng)誤差 平均尺寸：平均尺寸：公差帶分布中心：公差帶分布中心：故故 0015.252000.25030.252minmaxDDX25025 24995250102M.T.025 01525 0100 005MxT.130.畫尺寸正態(tài)分布圖畫尺寸正態(tài)分布圖計(jì)算各坐標(biāo)點(diǎn)：計(jì)算各坐標(biāo)點(diǎn)：；根據(jù)各坐標(biāo)點(diǎn)作圖：根據(jù)各坐標(biāo)點(diǎn)作圖：124 995x.225 025x.325 015 3 0 00525 000AxX.030.25005.03015.253XxB131.6xTM0YXTxAx2x1XB1XXA 判斷有無(wú)廢品判斷有無(wú)廢品：無(wú)過(guò)

52、小廢品；無(wú)過(guò)小廢品；存在過(guò)大廢品。存在過(guò)大廢品。（過(guò)大的工件孔不能修復(fù)）（過(guò)大的工件孔不能修復(fù)）2XXB132.計(jì)算廢品率計(jì)算廢品率式中：式中：故當(dāng)故當(dāng) 時(shí)，查表時(shí)，查表4-6得得 則廢品數(shù)量：則廢品數(shù)量：5.0)(5.0ZFQ過(guò)大dzeZZ022210.2005.0005.0203.020TXXZ2 0Z.0 4771F(Z).廢品3.2023.04771.05.0Q件廢品23023.01000Q133.加工誤差分析加工誤差分析 而而 ,即即 工藝系統(tǒng)必出少量廢品。工藝系統(tǒng)必出少量廢品。而而 工藝能力系數(shù)工藝能力系數(shù) 66 0 0050 03.0 03T.00005.062T 0 031 0

53、1 33660 005pT.C.減少?gòu)U品的措施：減少?gòu)U品的措施：采用精度更采用精度更高的工藝裝備。高的工藝裝備?？梢?jiàn)：產(chǎn)生廢品的可見(jiàn)：產(chǎn)生廢品的主要原因是主要原因是：該加工方法的工序精該加工方法的工序精度不足。度不足。134 分布曲線法未考慮零件的加工先后順序，不能反映出系統(tǒng)誤差的變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)；只有一批零件加工完后才能畫出，不能在加工進(jìn)行過(guò)程中提供工藝過(guò)程是否穩(wěn)定的必要信息；發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，對(duì)本批零件已無(wú)法補(bǔ)救。135單值點(diǎn)圖工件序號(hào)b）AABOOB工件尺寸工件尺寸工件序號(hào)a）14024681012公差帶T控制限平均值曲線OO：瞬時(shí)分散中心變值系統(tǒng)誤差起始點(diǎn)O：常值系統(tǒng)誤差A(yù)A，BB：每一瞬

54、時(shí)分散范圍。受隨機(jī)誤差的影響。136xR1221kiiSXxxkxxA RxxA R中線上控制限下控制限R 圖：1121kiiSXRRkRD RRD R中線上控制限下控制限A2、D1、D2 數(shù)值見(jiàn)教材xRxxR圖：x137工藝過(guò)程穩(wěn)定性工藝過(guò)程穩(wěn)定性 點(diǎn)子正常波動(dòng)工藝過(guò)程穩(wěn)定；點(diǎn)子異常波動(dòng)工藝過(guò)程不穩(wěn)定 圖xRR 圖UCL=19.67CL=8.900510樣組序號(hào)1520LCL=00510樣組序號(hào)1520X 圖LCL=11.57UCL=21.89CL=16.73穩(wěn)定性判別穩(wěn)定性判別沒(méi)有點(diǎn)子超出控制限大部分點(diǎn)子在中心線上下波動(dòng)，小部分點(diǎn)子靠近控制限點(diǎn)子變化沒(méi)有明顯規(guī)律性（如上升、下降傾向，或周期

55、性波動(dòng)）v 同時(shí)滿足為穩(wěn)定xR主要反映系統(tǒng)誤差及其變化的趨勢(shì)主要反映系統(tǒng)誤差及其變化的趨勢(shì)R點(diǎn)圖反映隨機(jī)誤差及其變化趨勢(shì)點(diǎn)圖反映隨機(jī)誤差及其變化趨勢(shì)138 在一定程度上代表了瞬時(shí)的分散中心，所以 圖主要反映系統(tǒng)誤差及其變化的趨勢(shì)，R在一定程度上代表了瞬時(shí)的尺寸分散范圍，所以R點(diǎn)圖可以反映出隨機(jī)誤差及其變化趨勢(shì)，xx139誤差預(yù)防：誤差預(yù)防：指減小原始誤差本身或減小原始誤差的影響。即減少誤差源和改變?cè)颊`差源和加工誤差的定量關(guān)系。140a）b）轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移141絲杠加工誤差補(bǔ)償裝置1 工件 2 螺母 3 母絲杠 4 杠桿 5 校正尺 6 觸頭 7 校正曲線 附加位移螺母附加轉(zhuǎn)動(dòng)142龍門銑橫梁變形補(bǔ)償v 以幾何誤差補(bǔ)償受力變形143v 以熱變形補(bǔ)償熱變形以熱變形補(bǔ)償熱變形144謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH