機(jī)械加工精度 (2)

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1、 55 第二章機(jī)械加工精度及其控制 本章提要 機(jī)叁零件的加工質(zhì)量是要臺(tái)機(jī)器質(zhì)量的基礎(chǔ).機(jī)器零件的加 工用量一般用機(jī)械加工箱度和加工表面質(zhì)量?jī)蓚€(gè)重要指標(biāo)表示, 兩項(xiàng)指標(biāo)直接影嘀整臺(tái)機(jī)叁的使用性能和壽命. ■I影響加工精度的因素 ■ I工藝系統(tǒng)幾何精度 ■ I工藝系統(tǒng)受力變形 ■I工藝系統(tǒng)熱變形 陳中中 ■ I加工澳差姚計(jì)分析 zzchen@ ■ 保證和提高加工精度的途徑 加工質(zhì)量 5 —尺寸.度 「（通?；礌钕龆?在位?公■內(nèi): （加工精度彩狀相度位?公，限制在尺寸公■內(nèi)〉 位置■度 裳面朝/度 波度

2、我而幾何形狀精度獻(xiàn)理方匍 ,表面質(zhì). 飭痕（劃?、,蚊、砂?等） 表層加工硬化 衰面缺陷展衰層金相蛆帆變化 衰層殘余應(yīng)力  公* 公差：加工過(guò)程中有很多因素影響加工精 度.實(shí)際加工不可能把零件做得與理想零件完 全一致，總會(huì)產(chǎn)生大小不同的偏差.從保證產(chǎn) 品的使用性能分析，也沒(méi)有必要把每個(gè)零件都 加工得絕對(duì)精確，而只要求它在某一規(guī)定的范 圍內(nèi)變動(dòng)，這個(gè)允許變動(dòng)的范圍就是公差. ［制造③ 制造者的任務(wù)就是要使加工誤差小于圖樣上 規(guī)定的公差. 加工誤差：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、 形狀和相互位置）對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離依

3、稱為加工誤 差.加工誤差的大小表示了加工精度的高低,加工誤差 是加工精度的度量. 保證和提高加工精度的問(wèn)題，實(shí)際上就是控制和減 少加工誤差的問(wèn)題.  2. 1, 1加工制成的極含 加工精度：指零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何 參數(shù)的接近程度.實(shí)際值愈接近理想值，加工精度就愈 高.加工精度包含尺寸.形狀和位置精度三方面內(nèi)容.  2.L2影響加工精度的原始誤差及分類 1.狹瓊尺寸椅皮的方法 ?原始誤差——引起加工誤差的根本原因是工藝系統(tǒng)存在 M.所以將工藝系統(tǒng)的?差稱力原始諛差. 就是建過(guò)試切.Aft.輯再祓切. 原始 誤差 ，與工藝恭筑原始狀 態(tài)有關(guān)的■妁褒裳 （幾何

4、 原理決■] 定位■■ ■■nm 刀具"差 夾具侵聾 工體■乃于刀具■止?fàn)顡粝? nwi 機(jī)床gut ,導(dǎo)就導(dǎo)向囊， 傳動(dòng)?■爰 工件,對(duì)于 刀JUi動(dòng)狀 宓下一慢型 與工藝過(guò)程有關(guān)的, 原始侯》（幼篌*， 工藝”受力變彩（包括夾餐叟號(hào)） 刀IUHS ■量,差 （工件殘余應(yīng)力引起的受影 宣進(jìn)行到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法. 4 這種方法的效率低,據(jù)作者的技術(shù)水平暮求商. 主要適用于單件、小批生產(chǎn)?（動(dòng)?演示 刀具的相應(yīng)尺寸來(lái)保證工件被加工部位尺寸k 方法,如收孔、拉孔和攻?tt等.這種方法的加 卬 工精度.主要決定于刀具的制造、刃?及*和切 削用量?其優(yōu)點(diǎn)是生

5、產(chǎn)率較高.但刀具制造較短 常用于孔、■敢和成形表面的加工. . 先M整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置,并在一 妣冬件的加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不支,以保證被 加工尺寸的方法?調(diào)鱉法廣泛用于各類半自動(dòng)、自 動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上.適用于大批大融的生產(chǎn) 2）定尺寸刀具 31調(diào)整法 4）自動(dòng)控制法 這種方法是用度■裝置、進(jìn)蛤機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu) 成加工過(guò)程的自動(dòng)循環(huán).即自動(dòng)完成加工中的切 削、度量、樸健IW等一系列的工作,當(dāng)工件達(dá) 到要求的尺寸時(shí),機(jī)床自動(dòng)退刀停止加工. 2 .獲價(jià)形狀楮皮的方法 （1）軌跡法：加工精度則與機(jī)床的精度關(guān)系密切.例 如，車削國(guó)柱類零件時(shí)，其圓度、圓柱度等形狀精 度，

6、主要決定于主軸的回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度以 及主軸回轉(zhuǎn)軸心線與導(dǎo)軌之間的相互位置精度? （2）成形法：加工精度主要取決于刀刃的形狀精度.  3 .獲停4王位st精戊的方法 零件的相互位置精度，主要由機(jī)床精度、 夾具精度和工件裝夾精度來(lái)保證. 如平面上鉆孔，孔中心線對(duì)平面的垂直 度，取決于鉆頭進(jìn)給方向與工作臺(tái)或夾具定位 面的垂直度. （3）展成法：常用于各種齒輪加工，其形狀精度與刀 具精度以及機(jī)床傳動(dòng)精度有關(guān).  （1） 一次裝夾獲得法，主要取決于機(jī)床有關(guān)部件的相互 位置精度? （2）多次裝夾獲得法？主要取決于安裝精度?

7、 2 影響機(jī)械加工精友的因素 1.齒輪齒形一般為漸開(kāi)線 成形法和展成法? .齒形加工方法主要有 成形法《 齒齒齒齒齒 讀捆剃防磨 齒齒齒 鐵拉磨 「軋制（熱軋/〉 」齒面的無(wú)扁加工J冷擠齒《精軋齒》 糟去俄地齒能 零件的機(jī)械加工是在由機(jī)床.夾具.刀具和工件 也成的工藝系統(tǒng)中進(jìn)行的.工藝系統(tǒng)中凡是能直接 引起加工誤差的因素都稱為原始誤差.原始誤差使 工藝系統(tǒng)各組成部分之間的位置關(guān)系或速度關(guān)系偏離 了理想狀態(tài)，致使加工后的零件產(chǎn)生了加工誤差?若 原始誤差是在加工前已存在9即在無(wú)切削負(fù)荷的情況 下檢驗(yàn)的，稱為工藝系統(tǒng)為誤差,若在有切削負(fù)荷情 況下產(chǎn)生的則稱為工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差.

8、 2.2 工藝系跳的幾何精度對(duì)加工4度 的** 一、加工原理供W 例h在數(shù)控銃床上采用球頭刀銃削復(fù)雜形面零件 S = J 8,- x-^--*T*p-r、 式中K—球頭7）半役： ? ■，多「J―— h —允許的殘留高度. V 感理送爰是由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或刀刃形狀而產(chǎn)生 的.例如，的切斑開(kāi)心齒形就存在兩項(xiàng)原理誤差:一是為便于制 造，用阿基米?基本蝴柏田法向宜霖基本第桿,來(lái)代替滾逾基 相蛆而產(chǎn)生的誤差；另一個(gè)是由于滾刀刀刃數(shù)有限，濠切出的 齒形不是連陡光滑的漸開(kāi)線，而是由若干短線蛆成的折線?  原理認(rèn)

9、W例2 在趣8M進(jìn)行齒輪加工時(shí)（成形院）-理論上要 求加工不同模數(shù).齒數(shù)的齒輪，就應(yīng)該用不同模數(shù). 齒數(shù)的銃刀.生產(chǎn)中為了減少模數(shù)鐵刀的數(shù)量，每一 種模數(shù)只設(shè)計(jì)制造有限幾把（例如8把? 15把.26 把）模數(shù)鐵刀，用以加工同一模用不同齒數(shù)的齒輪. 因此當(dāng)所加工齒輪的齒數(shù)與所選模數(shù)鐵刀刀刃所 對(duì)應(yīng)的齒數(shù)不同時(shí),就會(huì)產(chǎn)生就會(huì)產(chǎn)生原理誤差（齒 形誤差）? 琉似加工方法在實(shí)際加工中 的應(yīng)用 理論上應(yīng)當(dāng)采用理想的加工原理，來(lái)獲得精確的加 工表面.但生產(chǎn)中這樣做會(huì)使機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以保 證機(jī)床剛度和精度，或使刀刃輪廓不易制造,這樣不 僅不能保證加工精度，甚至

10、還會(huì)降低加工效率.因此采 用近似的加工方法,往往可以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和刀具的 形狀，并能i * lc. 因此只要能把加工誤差限制在規(guī)定的范圍內(nèi)（一般 原理誤差應(yīng)小于工件公差值的10%?15% ）,便可以 采用近似的加工方法.  二、以整鐵證 在機(jī)械加工過(guò)程中，必須要對(duì)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)進(jìn) 行調(diào)整工作.例如調(diào)整夾具在機(jī)床上的位置，調(diào)整刀 具相對(duì)于工件的位置等. 調(diào)整誤差:由于調(diào)整不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，由此產(chǎn)生 的誤差稱為調(diào)整誤差. 如調(diào)整時(shí)所用刻度盤、樣板或樣件等的制造誤差， 測(cè)量用的儀表,量具本身的誤差等.加工中保證零件 尺寸的調(diào)集方法主要有試切法和調(diào)整法?

11、 （一）試切wge r就是理過(guò)祓切、■量.輯整.再試 切 反復(fù)送行到裱加工尺寸延到要求 為止的加工方法.這種方法的效率低，操作 者的技術(shù)水平要求育，主要適用于單件、小 1 .測(cè)量誤差 ▼ 測(cè)量誤差是工件的測(cè)量尺寸與實(shí)際尺寸的差值.當(dāng)加工 二零件時(shí)，測(cè)一誤差可占工序尺寸公差的心。 ILlOi加工^比金件時(shí).測(cè)量誤差可占工序尺寸公差的必 左右. 量具本身的制造誤差 量具的使用環(huán)境造成的誤差 操作人員的主觀因素  2 .微進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移的影響 試切最后一刀時(shí)，總是要調(diào)整一下車刀:或砂輪｝的徑 向進(jìn)給量.這時(shí)常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的“履行”現(xiàn)象，造成刀

12、 具實(shí)際徑向移動(dòng)比手輪上轉(zhuǎn)動(dòng)的刻度數(shù)要偏大或偏小些,以 致源于控制尺寸的精度，造成了加工誤差. 3 .試切與正式切削時(shí)切削層厚度不同的影響 粗加工一二尺寸偏大（欠加工） 精加工一二尺寸偏?。ㄟ^(guò)加工）  （二董法 先用律件預(yù)先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相 對(duì)位置，并在一批零件的加工過(guò)程中保持這個(gè) 位置不變,以確保加工尺寸的方法?調(diào)整法廣 泛用于各類半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上,適 用于大批大量的生產(chǎn)? 此外，影響調(diào)整精度的因素還有： （1_定程機(jī)構(gòu)誤差 .（2）樣件或樣板誤差 （3）抽樣平均尺寸誤差  三、機(jī)床隊(duì)W 在加工中，刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)通常都 是通過(guò)機(jī)

13、床完成的，因此工件的加工精度在很大程 度上取決于機(jī)床的精度.抗床誤差是在無(wú)切削負(fù)荷 下，來(lái)自機(jī)床本身的制造誤差、安裝誤差和使用中 的磨損所引起的?機(jī)床誤差的項(xiàng)目很多，其中對(duì)加 工精度影響較大的有： （一）機(jī)床導(dǎo)機(jī)導(dǎo)向恨姓 昱如星姆度J是指機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)件實(shí) 際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合程度.兩者之 間的偏差值稱為導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差。 床身導(dǎo)軌既是機(jī)床主要部件的裝配基準(zhǔn)，又是保證刀 具與工件間導(dǎo)向精度的基準(zhǔn)?因此，導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差直接影 響工件的加工精度.直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差一般包括： n導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差； 2）導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差；

14、 3）前后兩導(dǎo)軌間的平行度誤差； 4）導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線的// （或，）誤差  1）導(dǎo)機(jī)在水平E內(nèi)的立山無(wú)猥箍 此項(xiàng)誤差使刀尖在水平面內(nèi)產(chǎn)生移Ay,造成工件 在半徑方向的誤差A(yù)R、（此時(shí)AR、= Ay）,使工件表 面產(chǎn)生圓柱度誤差」 0.1mm.科?^^-0.曲。2&^ 即結(jié) ?彳。0% 對(duì)于 車削虹 導(dǎo)物嬴陰?內(nèi)皿0肛對(duì)加工瓠順舲而大. ：&）〃2m 起工件半徑的變化量 A %為： 5 b〃 ~iT 2）導(dǎo)機(jī)在■■ 平鹵內(nèi)的立統(tǒng)度供餐 此VH咫ME刀尖產(chǎn)生?直隹舞&（4 ?切，迪虹件在華出方向產(chǎn) 竺曲陽(yáng)—3’

15、A血 若  3）用后西導(dǎo)機(jī)間的療慶懾編 由于導(dǎo)軌發(fā)生了扭 曲，使刀尖相對(duì)于工件 在水平和垂直兩個(gè)方向 上產(chǎn)生偏移.設(shè)車床中 心高為H,導(dǎo)軌寬度為 B,則導(dǎo)軌扭曲量A引 通常,一般車床H/B12/3；外圓磨床H/B-1,可見(jiàn)該 誤差對(duì)加工精度影晌很大，會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生I■柱度誤差. 4）導(dǎo)軌對(duì)主軸 回 粒牯焦的 仔/?JUC 若車床導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線在水里面內(nèi)有平行度誤 差,車出的內(nèi)外圓柱面就產(chǎn)生維度I若在垂直面內(nèi)有平 行度誤差，則圓柱面成雙曲線回轉(zhuǎn)體,而其誤差非敏感 方向可忽略.  （二）機(jī)床主植回林限裳 1 .回轉(zhuǎn)誤差的基本概念 機(jī)床主軸是用來(lái)裝夾工件或刀具，并

16、將運(yùn)動(dòng)和 動(dòng)力傳給工件或刀具的重要零件.對(duì)主軸的精度要求 度主要的就是主軸回轉(zhuǎn)箱度（機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)時(shí)能保持 軸線的位置穩(wěn)定不變的程度），即要求主軸回轉(zhuǎn)時(shí)能 保持物線的位置穩(wěn)定不變. 主軸回特誤差即指的是主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)理想 回轉(zhuǎn)軸線的漂移，它直接影響到工件的形狀稽度、位 置精度和表面粗糙度? 主植回轉(zhuǎn)供餐 的三科后式 徑向跳動(dòng)二瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線 始終平行于平均回轉(zhuǎn)軸線,但 沿、軸和/軸方向有徑向運(yùn)動(dòng). 傾角擺動(dòng)=11時(shí)回轉(zhuǎn)軸 線與平均回轉(zhuǎn)粕線成一變化 的傾斜角，但其交點(diǎn)位置固 定不變的角向擺動(dòng). 實(shí)際上三稗形式是同時(shí)存在的，它們於合影響著工件的

17、加工精度. 2.主柚回轉(zhuǎn)飲W對(duì)加工的彩臉 工件回轉(zhuǎn)類- 車床誤差敏就向希口 [ ] ■ 一 ]加工時(shí)誤差敏感方向 刀具回轉(zhuǎn)類一?篌床-3普鬻鼓蟹主軸 ①純徑向跳動(dòng)對(duì)車削和檢削加工精度的影響 鎮(zhèn)孔，設(shè)由于主軸純徑向跳動(dòng)而使軸線在Y坐標(biāo)方向上作倚諧 宜微運(yùn)動(dòng)y= Acos，，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，振幅為A.又 設(shè)刀尖處于水平位置時(shí)，主軸中心偏移最大（=A）.當(dāng)餞刀轉(zhuǎn) 過(guò)某一角度。時(shí)，刀尖軌跡的水平和垂直分量分別為， y= Acos，+ Reos $ = （A^R）cos 6 z= Rsln 0 兩式平方相加可得：源（A+R?+為俾=1 裊明此時(shí)11出的孔為楠圓孔

18、 ?J 車削：設(shè)主軸軸線仍沿、方向作筒諧直線運(yùn)動(dòng)，則工件1處切出的 半徑比在2、4處小一個(gè)振幅A,而在工件3處切出的半徑則比2. 4 處大一個(gè)振幅A.這樣在工件的上述4點(diǎn)直徑都相等,在其它各點(diǎn) 處的直徑誤差也很小，故車削出的工件表面接近于一個(gè)真園. 可見(jiàn)主H的級(jí)徑向趺動(dòng)對(duì)車削加工工件的Bl度影晌很小. 軸常引起的加工誤差 面跳動(dòng) （b） ?距產(chǎn)生同期誤差 ②純軸向竄動(dòng)對(duì)加工精度的影響 主軸的純軸向束動(dòng)對(duì)內(nèi)、外國(guó)加工幾乎沒(méi)有影響，主姿影響 端面彩狀精度；加工?稅時(shí)影響?距精度. ③純角度擺

19、動(dòng)對(duì)加工精度的影響 t 車削加工時(shí)工件每一橫械面內(nèi)的圓度誤差很小，但軸平面 圓柱度誤差（傕度）. 車外Hh得到IS形工件，但產(chǎn)生HI柱度誤差（錐體） 車端面：產(chǎn)生平面度誤差 像孔時(shí)，由于主軸的鈍角度擺動(dòng)使得主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作 導(dǎo)軌不平行,使俊出的孔呈柿BI形. 。一工件孔中心線0nl一主軸回轉(zhuǎn)中心線  3 .影響主柚回粒精度的主要因素 由于主軸系統(tǒng)自身存在著各種誤差，因此在主軸回 轉(zhuǎn)時(shí)，主軸曲蓼軸承座孔以及釉承等的制造誤差和 配合質(zhì)量、潤(rùn)滑條件等各種舒態(tài),動(dòng)態(tài)因素的影響. 使得每一瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的空間位置都在變化? ①軸豕軼維的

20、影響 軸承誤差主要是指主軸頸和軸承內(nèi)孔的趣度誤性和遨度? ＜滑動(dòng)軸承 主軸采用滑動(dòng)軸承時(shí)，軸承誤差主要是指主軸頸 和軸承內(nèi)孔的超度誤差和滋度. 蔻畫(huà)8遮度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，波長(zhǎng)L與波 高H之比＜50. L/H在50?1。0。范圍內(nèi)的幾何形狀誤差，稱為波度. L/H ＞ 100的幾何形狀誤差，稱為宏觀幾何形狀誤差.  主軸采用滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)時(shí)，主軸軸頸在軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn).對(duì)于工 件回轉(zhuǎn)類機(jī)床:如車床.磨床等），因切削力的方向不變，主軸 軸31被壓向軸套表面某一位置，因此主軸軸頸的圓度誤差將 直接傳給工件，而軸套孔的形狀誤差影響較小.對(duì)于刀具回轉(zhuǎn) 類機(jī)床如鏡床等，，由于作用

21、在主軸上的切削力是隨舞刀的旋 轉(zhuǎn)而變化的，故軸套孔的圓度誤差將傳給工件,而軸頸的圓 度誤差對(duì)加工精度的，響不大. 。滾動(dòng)軸承 主軸采用滾動(dòng)軸承時(shí)，主軸回轉(zhuǎn)精度不僅取決 于滾動(dòng)軸承本身的精度，而且還與軸承配合件的精 度關(guān)系密切. 軸承內(nèi)、外圈浪道的圓度誤差和波度、浪動(dòng)體 的尺寸誤差會(huì)引起主軸回轉(zhuǎn)的叁包皿及：推力軸 承滾道端面誤差會(huì)造成主軸的落面即端動(dòng)? 回轉(zhuǎn)誤 車床上車削 鏡床上像削 贊Kr「入 ?二孔?蜴面 近似真BI 徑跳 ?理論上為 無(wú)影響 心臟線形, 無(wú)影響 橢1孔 ，每轉(zhuǎn)跳動(dòng)一 次時(shí)? 無(wú)影響 軸竄 無(wú)影響 Q,L

22、端 面凸輪形， 近似■柱 角擺，理論上為 影響極小 距諛差 無(wú)影響 桶Ri柱孔 （每轉(zhuǎn)擺動(dòng) 口」 D 馬鞋形 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 我能力降低.當(dāng)工作條件（跳荷.轉(zhuǎn)速等）變化時(shí),油楔厚度 變化較大，主軸軸線漂移*增大. 由于軸承內(nèi).外的或軸瓦是薄壁件，受力后易變形， 因此與之相配合的軸頸或箱體支承孔的圓度諛差,會(huì)使軸 承圖或軸瓦發(fā)生變形而產(chǎn)生圓度誤差. ④主精轉(zhuǎn)逮約影響 ⑤主枕徑胸不*削皮粕痣變形 4 .加T主植回榜精度的措施 ①提高主軸部件制造精度 0提

23、高軸承的回轉(zhuǎn)精度，提高箱體支承孔,主軸軸 頊和與軸承相配合有關(guān)表面的加工精度. ②對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊 0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，可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度. ③使主軸回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上 0加工過(guò)程中的回轉(zhuǎn)精度不依陵于主軸，是保證工 件形狀精度的最簡(jiǎn)單.有效的方法. 1一支架? 2—導(dǎo)套? 3. 4—定位元件.5. 8—壓板. 6——夾^?釘1 7——可調(diào)支承? 9—誼粕1：——浮動(dòng)接頭 采用浮動(dòng)接頭與機(jī)床主*相連

24、.位桿1上撥動(dòng)第3插入接頭體2的槽 中.倭桿與按頭體之間留有浮動(dòng)間朦，接頭體的律柄安裝在主軸修孔 中，能自動(dòng)補(bǔ)償鍵桿軸線和機(jī)床主軸軸線間的角度偏差和平移偏差. 主軸回轉(zhuǎn)現(xiàn)過(guò)接頭體.撥動(dòng)銷傳給僮桿. 該形式僮桿剛度好，加工精度高，裝卸工件和更換刀具方便. （三）傳勸錢傳動(dòng)誤裳 :. 機(jī)床的傳劭K 為在機(jī)床上得到所需的運(yùn)動(dòng)，必須通過(guò)一系列的傳動(dòng)件 把動(dòng)力源和執(zhí)行件或執(zhí)行件與執(zhí)行件聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)成一 個(gè)具有傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件，稱為傳動(dòng)鏈。 n按傳動(dòng)鏈的功用：主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈

25、等。 n按傳動(dòng)聯(lián)系的性質(zhì)：外聯(lián)系傳動(dòng)鏈和內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈?  傳運(yùn)鏈傳動(dòng)誤差 傳運(yùn)鏈傳動(dòng)誤差：指內(nèi)氏本的傳動(dòng)避中首、末兩蟠 傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差. 傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差一般不影響圓柱面和平面的加工精 度,而在加工工件和刀具運(yùn)動(dòng)間存在內(nèi)聯(lián)系的表面,如 車床車螺紋.滾齒.插齒.磨齒，其加工是通過(guò)機(jī)床上 的復(fù)合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,主軸（工件或濠刀）和刀架（車 刀）或工作臺(tái)（被加工齒輪）之間為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，該 傳動(dòng)鏈的誤差即為影響加工精度的主要因素. 傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差是螺紋、齒輪、蝸輪以及其它按展 成法加工時(shí)影響加工精度的主要因素.一般用傳動(dòng)性未 端元件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量.

26、 （1）外聯(lián)系傳動(dòng)鏈：動(dòng)力源f執(zhí)行件 O聯(lián)系動(dòng)力源和執(zhí)行件（主軸或刀架），使執(zhí)行件得到 運(yùn)動(dòng)，并能改變運(yùn)動(dòng)的速度和方向，但不要求動(dòng)力源 和執(zhí)行件間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比? Ug：車床車外圓  ⑵內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，執(zhí)行件f執(zhí)行件 0聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動(dòng)內(nèi)的各個(gè)分解部分，傳動(dòng)鏈所聯(lián)系的執(zhí)行件 間相對(duì)速度（相對(duì)位移）有嚴(yán)格要求，用以保證運(yùn)動(dòng)軌跡。 車■蚊:時(shí).從電機(jī)到車床主 軸的傳動(dòng)低，只決定車 速度快慢,而不影響■這表 面成形? 車螺蚊時(shí)聯(lián)系主軸與刀架之 間的媒蚊物動(dòng)鏈,就是一條 有嚴(yán)格傳動(dòng)比的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng) 為保證所需螺紋的導(dǎo)程 大小，主軸（工件）轉(zhuǎn)一周 時(shí)，車刀必須沿工件軸

27、向移 動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程. 區(qū)別：外鏈功能是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，或把動(dòng)力源接到內(nèi)鏈; 內(nèi)鍵是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件之間嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系的復(fù)合運(yùn)動(dòng)? 1 .傳動(dòng)篋精度分析 0當(dāng)傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)元件如齒輪、蝸輪、蝸桿、絲杠、 ■母等具有制造誤差、裝配誤差和磨損時(shí),就會(huì)破壞正確 的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，使工件產(chǎn)生誤差. 在加工螺紋或用展成法加工齒輪時(shí)，必須保證工件與 刀具之間嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系,以滾齒為例： 5三生父里包丁三裁再丁三仃 當(dāng)轉(zhuǎn)速比，與機(jī)床絲杠導(dǎo)程7存在誤差時(shí)，工件導(dǎo)程S 將出現(xiàn)誤差. 4.減少傳動(dòng)健傳動(dòng)鐵W的指施 0盡可能縮短傳動(dòng)鏈，減少誤差源數(shù)〃; 0保證

28、傳動(dòng)精度的■要原則：盡可能采用降速傳動(dòng) G 1）；盡可能使末端傳動(dòng)副采用大的降速比： eg精密濠齒機(jī)分度蝸輪齒數(shù)＞100齒 0提高傳動(dòng)元件，尤其是末端傳動(dòng)元件的加工和 裝配精度。 另外：還可以采用校正機(jī)構(gòu)及微機(jī)控制的自動(dòng)補(bǔ) 償裝置來(lái)提高傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度. 人為地加入一誤差,大小與傳動(dòng)健的誤差數(shù)值相等而方向 相反，使其相互抵消? 1.1.4 夾具的制造恨證與r磨損 夾具的作用是使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床具有正 確的位置?夾具的制造誤差對(duì)工件的加工精度｛技 別是位置精度:有很大影響」 在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，凡影響工件精度的有關(guān)技術(shù)要 求必須給出嚴(yán)格的

29、公差。一般精加工用夾具可取工 件上相應(yīng)尺寸或位置公差的四人生 粗加工用夾具 mi/5-I/lO. 夾具磨損使夾具的誤差增大，從而使工件的加 工誤差也相應(yīng)增大.必須注意提高夾具易磨損件的 耐磨性；磨損到一定限度后須及時(shí)更換. 1.1.5 刀具妁制琉詼W與磨損 刀具制迨婚立 刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類的不同而異. ①采用定尺寸刀具（如鉆頭、校刀.便槽銃刀、圓拉刀等）加工 時(shí)，刀具的尺寸送差和磨損將直按影響工件尺拉廛. ② 采用成形刀具（如成形車刀.成形恍刀、齒輪模數(shù)枕刀.成形 砂輪等）加工時(shí)，刀具的形狀誤差和磨損將直接影響工件的形 狀精度? ③ 展成刀具刀刃形狀必須是加工表面

30、的共寬曲線,因此刀具的形 狀誤差及刃磨、安裝不正確，都會(huì)影響加工表面的形狀精度. ④ 對(duì)于一般單刃刀具（如車刀.像刀、鐵刀），其制造諼差對(duì)工 件加工精度無(wú)宜按影響.因?yàn)榧庸け砻娴男螤钪饕蓹C(jī)床運(yùn)動(dòng) 精度來(lái)保證，加工表面的尺寸主要由調(diào)整決定.  刀具■損的影響 n刀具在切削過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生磨損，引起工件 尺寸和形狀誤差. 0用成形刀具加工時(shí)，刀具刃口的不均勻磨損將 直接復(fù)映到工件上.造成形狀誤差, 0加工較大表面（一次走刀需較長(zhǎng)時(shí)間）時(shí)，刀具 的尺寸磨損會(huì)嚴(yán)重影響工件的形狀精度； 。調(diào)整法加工一批工件時(shí)，刀具的磨損會(huì)擴(kuò)大工 件尺寸的分散范圍.

31、 刀具的磨損，除了對(duì)切削性能.加工表面質(zhì)量 有不良影響外，也直接影響加工精度,這種影響主 要來(lái)源于刀刃在加工表面法向上的磨損量，即刀具 的尺寸磨損.車削外圓時(shí),刀具的逐漸磨損會(huì)使工 件產(chǎn)生錐度誤差.  刀具磨損量口與切削路程S有關(guān).在初期磨損階 段（S

32、* 八采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償. 機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、工件等環(huán)節(jié)蛆成的工藝系統(tǒng)， 在夾禽力.切削力、重力以及慢性力等的作用下，將產(chǎn)生變形 （彈、量性變形）和振動(dòng)，破壞刀具和工件之間的正確位置而形 成加工誤差，并使加工表面的表面粗糙度哥化. 例如在朝閾長(zhǎng)軸時(shí),工件在切削力的作用下彎曲變形，加 T后臺(tái)產(chǎn)生岐形的*度談著. 工藝系統(tǒng)在外力作用下產(chǎn)生變形的大小，不僅 取決于外力的大小，而且和工藝系統(tǒng)抵抗外力的 能力，即工藝系統(tǒng)的剛度有關(guān). 232工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算 是指加工表面法向切削分力與刀

33、具切削刃在切削力作用下相對(duì)工件. 在此方向位移的比值，單位N/m.,二 &=Fp/y - 須指出，法皿ti除了受卜,影_ 外.還要受到其他兩個(gè)方向切削力的「 響，即是在切削合力作用下工藝系統(tǒng) 方向的變形.  剛度的倒數(shù)稱為柔度C (mm/N)： c = 1 / K系統(tǒng)=y / Fp 由于力與變形一般都是在靜態(tài)條件下進(jìn)行考慮 和測(cè)量的，故上述剛度、柔度分別稱為靜剛度和 靜柔度.靜剛度是工藝系統(tǒng)本身的屬性，在線性 范圍內(nèi)可認(rèn)為與外力無(wú)關(guān). 由于工藝系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)在外力作用下都會(huì) 產(chǎn)生變形，故工藝系統(tǒng)沿加工表面法向變形值的 總和為： 、統(tǒng)=

34、y機(jī)床+y夾具+y刀具+y工件 根據(jù)剛度定義，K強(qiáng)=七八神：K^=Fy/y^： K夾具=Fy/y"； K刀具=Fy/y刀* K工件=Fy/yH件； 因此可得，I I I I = + + + k k k k k 工藝系統(tǒng)剛度等于系統(tǒng)各盥成環(huán)節(jié)剛度的倒數(shù)之和的倒數(shù). 工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的剛度.  233 工藝系維用皮對(duì)*Afr皮的影響 工藝系統(tǒng)受力變形不但影響工件的加工精度，而且還影 響表面質(zhì)量，限制切削用量和生產(chǎn)率的提育. 如車的長(zhǎng)軸時(shí),在切削力作用下工件因彈性變形而產(chǎn)生 “讓刀”現(xiàn)象，在零件全長(zhǎng)上吃刀深度先由多交少,再由少交 多.零件產(chǎn)生圓柱度誤差,加工出的

35、工件呈*鼓形。 如車削也缸件時(shí)，機(jī)床床頭,3降力變形,零件產(chǎn) 生加工誤差，加工出的工件呈第豌? 如在車床上加工薄壁零件的內(nèi)孔,零件因三爪卡盤夾緊 而彈性變形，加工后取下零件,變形得到恢復(fù)，內(nèi)孔產(chǎn)生圈 度誤差j (一)切削力作用點(diǎn)位直支化引起的工件形狀誤整 ?切削過(guò)1S中，工藝系跳的剛度會(huì)隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而 變化,因此工藝系統(tǒng)受力變形亦看之文化,引起工件形狀誤差? 機(jī)床變形引起的加工誤差可由下式表達(dá)： 式中X*——機(jī)床總變形； F,——吃刀抗力? 勺—— 機(jī)床前頂尖處剛度； J —機(jī)床后頂尖處剛度: 勺一機(jī)床刀架剛度， L—工件

36、全長(zhǎng)? Z—刀尖至工件左端距商 工件交彩■受力點(diǎn)文化Ml 工件加工后成馬被形 ?工件變形引起的加工溟差 匚 九二K7-I- 式中X,——工件變影： —工件材料彈性?！? J——工件假面慣性矩： A> L. Z——含義同前. 機(jī)床受力變影引起的加工誤差 ?車削削度發(fā)短的倒長(zhǎng)軸,工藝系統(tǒng) 的娜主要是工件變形?可按面文果 進(jìn)行計(jì)算， 當(dāng)工時(shí)和\=L時(shí).產(chǎn)仇當(dāng)\=17 2時(shí)\ y=F.L>/(4SElu It時(shí)工件皇?那? 工藝系新總變形是一個(gè) 二次拋物線方程.車出 工件沿軸向呈鼻■? 工件受力變彤引起的加工誤差

37、 在三臺(tái)車床上分別加工三批工件的外園表面,加工后經(jīng)測(cè) 量，三批工件分別產(chǎn)生了如圖所示的形狀誤差，祓分析產(chǎn)生上 述形狀誤差的主要原因. （二）切刖力大小變化對(duì)加工稽戊妁影* X? P) C) .，在兩頂尖同車場(chǎng)長(zhǎng)”時(shí).由于工件■長(zhǎng)，剛度小,在切劑力作用下,其支形大大 0過(guò)機(jī)床、夾具和刀具所產(chǎn)生的變形.因此在工件兩",即工件剛度?大，交唐最 小I在工件中修剛度?小,交愚?大.由于變形大的地方，從工件上切去的金屬層 .文帝小的地方,切去的金■層厚,因此出現(xiàn)兩*蒯、中間相的皴形. 采用? ?篦中心架球胤刀柒.切削時(shí)反向進(jìn)的《從主tra向尾座方向送給）? b雙■■回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生■因是主

38、■一貨與導(dǎo)，在■良倒內(nèi)不平行地成的. 果用，■整主軸箱狀與甘,在星宜HI內(nèi)的平行度. C ■頂尖與旋轉(zhuǎn)■微網(wǎng)軸，后旗尖在水平面內(nèi)偏移.使被加工表面奉成幡形. 采用，加逑機(jī)床■件剛度，避免II尖移動(dòng)? 切削過(guò)程中，材料硬度不均或 加工余量的變化將引起切削力大 小的變化，而此時(shí)K^t是常=, 所以變形不一致將導(dǎo)致零件的加 工誤差.如車削有機(jī)圓形圓度誤 差的短圓柱毛坯外園，刀尖調(diào)整 到要求的尺寸（圖中虛線），在 工件的每一轉(zhuǎn)中切削深度由毛坯 長(zhǎng)半徑的最大值變化到短半徑的 ，小值降一%”切削力也就由最 大的1變化到最小的1/,由 Y=FJ K可知切削力變化引起對(duì)應(yīng) 的讓刀變形〉一力?

39、 “課卷復(fù)映” 由此可見(jiàn)，當(dāng)車削具有圓度誤差距|3,2 的毛坯時(shí)，由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化 而使工件產(chǎn)生相應(yīng)的圓度誤差”?力，這種 現(xiàn)象叫做“誤差復(fù)映”。 誤差復(fù)映規(guī)律 誤差復(fù)映規(guī)律可以表達(dá)為： 冊(cè)件二"例「02）去卜快 式申：△工伸為一次走刀后工件的誤差;即工件變形量=Y,-Y:, ,一 5為毛坯誤差， C—與刀具幾何介敷及切削條件有關(guān)的系數(shù) 2——復(fù)映識(shí)差系數(shù)（^<1） ①減小C或地林都能使8減小。 ②增加走刀次敷可大大減小工件的梵映誤差. ③當(dāng)工件毛坯有形狀誤差或相互

40、位置誤差，加工后仍 然會(huì)有同類的加工誤差出現(xiàn)? 識(shí)*復(fù)映系數(shù) “誤差復(fù)映系數(shù)” 一e定量地反映了毛坯誤差 經(jīng)加工后減小的程度，一般說(shuō)來(lái)「<1?可以看出， 工藝系統(tǒng)剛度超高，2值減??；也就是復(fù)映在工件 上的誤差越小. 同樣，當(dāng)加工過(guò)程分成幾次走刀進(jìn)行時(shí)，總的 復(fù)映系數(shù)為每次走刀的復(fù)映系數(shù)之和?工件經(jīng)多道 工序或多次走刀加工之后，工件的誤差就會(huì)減小到 工件公差所許可的范圍內(nèi).  以上懾拄X映的分材/推廣出下列幾點(diǎn)： I）每一件毛坯的形狀誤差，不論是因度、圓柱度、同軸度,垂 直度誤差等都以一定的復(fù)映系數(shù)復(fù)映成工件的加工誤差，這 是由于切削余量

41、不均勻引起的? 2）在車削的一般情況下，由于工藝系統(tǒng)剛度比較高,復(fù)映系數(shù) 遠(yuǎn)小于1,尤其是第2次、第3次走刀時(shí)的進(jìn)給量常常是遞減 的，復(fù)映系數(shù)之和也就遞M?因此在2?3次走刀后毛坯誤差 下降很快.所以一般車削時(shí)，只有在粗加工時(shí)用諛差復(fù)映規(guī) 律估算加工誤差才有實(shí)際意義. 3）大批量生產(chǎn)中都是采用定尺寸調(diào)整法進(jìn)行加工的,即刀具在 調(diào)整到一定的切深后，就一件件地連城加工.這樣，對(duì)于一 批尺寸大小有差異的毛坯而言,每件毛坯的加工余量都不一 樣,因此諛差復(fù)映也就造成了一批工件的“尺寸分?jǐn)?shù)”.為了 保持尺寸分散不超出允許的公差荒用.就0須查明謖差魚(yú)映 的大小? （三）—力和重力51a的加工也一

42、工件在裝夾時(shí)，由于工件剛度較低或夾緊力作用點(diǎn)選擇 不當(dāng),會(huì)使工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤差?  磨削薄片工件時(shí)，假定毛坯件發(fā)生爆曲,當(dāng)其被電磁工作 臺(tái)吸震時(shí).就產(chǎn)生彈性變形,磨削后取下工件，由于律性恢復(fù) 使匕磨平的表面又產(chǎn)生翹曲? 具體改進(jìn)方法是，在工件和工作臺(tái)之間被入一層很薄的檢 皮（。.5mm以下），當(dāng)吸震工件時(shí)，橡皮墊受到不均勻的壓 縮，使工件變形減小而便于將趣曲部分磨去.俄過(guò)正.反面的 多次磨削.就可獲得比較平直的表面」 4.傳動(dòng)力對(duì)加工精度的影響 傳動(dòng)力在撥盤的每T中不斷改交方向,切削力作用于工件幾何 軸C,廢而乂受傳動(dòng)力作用

43、.使之不斷交換位置. 此時(shí)只要切削分力F八F,不變，整個(gè)工件將在空 間作圓錐運(yùn)動(dòng)，即以后固定頂尖為頂點(diǎn),前頂尖帶著 工件在空間畫(huà)出一個(gè)畫(huà)錐形.這就是主抽幾何軸 線（前、后頂尖的連線）相對(duì)于平均軸線（?！c后頂 尖的連線）在空間呈一定錐角的瞰軌跡擺動(dòng)的一種 情況.  b.慣性力的影響 如果工藝系統(tǒng)中在高速仞削時(shí)有不平禽的高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件.則 會(huì)產(chǎn)生離心力?和傳動(dòng)力一樣，在工件的每一轉(zhuǎn)中離心力方向不 斯變化，引起工件幾何軸線作上述相同

44、形式的角擺，因此理論上 不會(huì)造成工件HI度誤差. 但是當(dāng)不平衡質(zhì)量的高心力大于切削力時(shí)，車床主軸軸頸和 軸青內(nèi)孔寰面的接觸點(diǎn)就會(huì)不斷地變化,軸套孔的圓度誤差將傳 給工件的回轉(zhuǎn)軸心. 比外，周期變化的慣性力還常會(huì)引起工藝系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng). 具體加工中，可采用,?對(duì)?平IT,方法來(lái)消除這種影響,即在 不平衡質(zhì)量的反向加配重塊，使兩者的離心力相互抵消.必要時(shí) 亦可適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速.以減少離心力的影響. 利用平衡微調(diào)螺釘調(diào)整到最高平衡等級(jí) 23.4機(jī)床部件則度 ■國(guó)waiter F4O5O HCD快刀 （-）機(jī)床部件剛度測(cè)定 在工藝系統(tǒng)中，工件

45、、 刀具一股為簡(jiǎn)單構(gòu)件，其剛 度可用材料力學(xué)有關(guān)公式進(jìn) 行計(jì)算?而機(jī)床結(jié)構(gòu)要雜， 目前尚無(wú)合適的簡(jiǎn)易計(jì)算方 法，其剛度目的主要還是用 實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定.右圖所 示除剛度測(cè)定法就是一種最 簡(jiǎn)單的測(cè)定方法. 車床部件靜剛度的測(cè)定 1.靜森費(fèi)定法 剛度曲線 剛度曲線 i.加&立影島線 i.加我電彭島汽 凹感曲成的特點(diǎn)是開(kāi)始 變形H人.建浙剛度殳好. 四彤曲或可僮是在帆心 成部件中存4有剛度很處的 >z1. f < ? 。 件變杉變小.川小個(gè)出女仇 格上升。 大舌曲外可能

46、人現(xiàn)力兩某一是M影尚氨, W色學(xué)曲伐.  火電曲線可能人現(xiàn)力的K 一上巧號(hào)朝久, F.形山線的特點(diǎn)是開(kāi)始初 度較好,劭石收益的加入.胡 雙怒火愈空. ? 移曲Hi"，| ，，川H歡J?“板荷如1何緊 力可，劑我a劇變毛? t L正員如雙與彩曲典 U.止力網(wǎng)加短 h.以赦 產(chǎn)牛類似砥潛”足較 c.反力向如彼 <1 ,卻③ 被個(gè)加卸貨過(guò)程最 后不時(shí)收點(diǎn).最終 不大間隙量為y. hi. 5次q復(fù)加卯戰(zhàn)史彭曲］ 從—一次就女加利 找父出的淺中療出的三 次加加械的情況,我方 舊以了割到： 弟次!Th」效， ??”現(xiàn)，Ji* ? 以后逐奇M小. 加筑時(shí)/件接觸西阿的摩

47、殖力阻止變彩的4hn.。或時(shí)?播力■止讀變 淮杓回黛.這也是制度實(shí)斕?立■中加，阿??0不一致的?因之一? 遑過(guò)三次加/卸栽曲線圖，可知機(jī)床部件剛度具有以下特點(diǎn)， I）變形與荷不成線性關(guān)系，曲線上各點(diǎn)的實(shí)際剛度（各點(diǎn) 斜率）不同，這說(shuō)明機(jī)床部件的變形不純粹是彈性變形? 2）加栽曲線和卸載曲線不重合，卸轂曲線滯后于加栽曲線:  2.工作狀態(tài)■定法（誤差&映現(xiàn)fc舉例） ?，F(xiàn)切刖陸樣1同的見(jiàn)沐.y 切削陶怫1時(shí)的外代交形 外切削階悌2門的叨源.V；切削階梯2時(shí)的伸性交形

48、 4 f % M大階圖后的高度差力? "-a二 0廣一"二 國(guó)為： 尸r =cq （c-系牧） d_ M-8 A. %一m 弓: F/」。他） ,T"T", k △】二風(fēng)■?力 A1：匚 =% 匕=殳 1 K 3 J： b .中間處 c.，從尾架處 試方:復(fù)映系數(shù)「足 小于1的.它的值愈小. 則系統(tǒng)因收值點(diǎn)島、  反to前處的希鐵剛度的不同?沃 就試件上:用防杯處可以有到: 個(gè)不"的誤養(yǎng)力映系數(shù)， 忒小復(fù)映誤差、提高精度的方法:

49、i.多次走刀 c = c： n為上刀次數(shù) ii.提一系統(tǒng)剛懂 （二）影響機(jī)床部件剛度的因素 刀架外形尺寸雖然看起來(lái)很大，但它是由許許 多多零件組裝而成，零件間有間隙，結(jié)合面間有接 觸變形，由于這些因索的影響，總的變形就大了。 1）聯(lián)結(jié)表面間的接觸變形（接觸剛度） 2）薄弱零件本身變形 3）間隙的影響 4）摩擦的影響 描述 零件表面都有一定的形狀誤差和表面粗施度,故零件間的 實(shí)際接觸面積，僅是名義接觸面積的一小部分.而真正接觸的 又只是這部分面積中表面粗糙度形成的若干凸峰.在外力作用 下，這些接觸點(diǎn)產(chǎn)生了較大的應(yīng)力和變形

50、.這種接觸變形中不 僅有表面層的彈性變形，還有局部的量性變形，故造成部件的 剛度曲線不呈直戰(zhàn)，這也正是部件刖度遠(yuǎn)比實(shí)體零件剛度低的 原因之一. 接觸表面的廈性變形還導(dǎo)致殘余變形，經(jīng)多次加就、卸羲 后才趨于穩(wěn)定? 出現(xiàn)殘余變形的另一原因是接觸面之間存在油膜,經(jīng)過(guò)幾 次加■后才能逐漸排除，這種現(xiàn)象在滑動(dòng)軸承副中較為明顯?  *現(xiàn)壽件本，的克形 刀架及車床溜板中常用的楔鐵，結(jié)構(gòu)薄而長(zhǎng)，剛 度很差，不易加工得很平直，裝配后接觸面積小，在 外力作用下易產(chǎn)生較大的變形（圖4_,使部件剛度 降低.圖（bUf示為軸承套和軸頸及箱體孔的接觸 情況，軸承套形狀誤差造成的局部接觸使軸承套受力 后產(chǎn)生較大

51、變形，因而降低了軸承的剛度? 接合西間院的影響 實(shí)際加工中若僅是單向受力，等件間的間隙對(duì)部件剛度無(wú)影 響?若采用鏡頭或行星式磨頭加工孔時(shí)，刀桿受力方向經(jīng)常改 變，則間隙引起的變形對(duì)加工精度就產(chǎn)生較大影響.下圖為在 正.反兩個(gè)方向上交替加/卸我的實(shí)■剛度曲線，以為殘留變形. 另一方面，機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中隨著零件溫度的升高，接合 面間的間隙會(huì)逐漸減小，使得機(jī)床剛度增大.  23.5 *小工T7JK*費(fèi)力支型的選徑 要減小工藝系統(tǒng)變形，就應(yīng)提離工藝系統(tǒng)剛度, 減小切削力及其變動(dòng)幅值.顯然，減小切削力往往會(huì) 使生產(chǎn)率受到影響，因此提高工藝

52、系統(tǒng)中薄崩環(huán)節(jié)的 剛度是最積極、有效的方法。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際中具體的 情況應(yīng)采取的基本措施主要有： 1.提高工藝系統(tǒng)剛度 ①合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)裝備時(shí)應(yīng)切實(shí)保證關(guān)健零部件的剛度，在機(jī)床 和夾具中應(yīng)保證支承件（如床身.立柱、橫梁.夾具體 等）、主軸部件和傳動(dòng)件有足夠的剛度.比如基礎(chǔ)件. 支承件的設(shè)計(jì)中應(yīng)合理地選擇零件結(jié)構(gòu)和截面形狀. ②提高聯(lián)結(jié)表面的接觸剛度 提高配合面的接觸剛度可以大幅度地提高機(jī)床剛度， 并防止因個(gè)別零件剛度較差而使整個(gè)機(jī)床剛度下降；其具 體措施有以下幾點(diǎn)， 0提高機(jī)床部件中零件間接合表面的質(zhì)量： 通過(guò)提高導(dǎo)軌等結(jié)合面的刮研質(zhì)量

53、、形狀精度并降低 表面粗糙度，以增加接觸面積； 0合理地調(diào)整機(jī)床，給機(jī)床部件預(yù)加段荷（適當(dāng)預(yù)鬟）； 0提高工件定位基準(zhǔn)面的精度和減小其表面粗糙度值； O合理選用材料或表面強(qiáng)化以t表面抗接觸變形的能力  ③采用合理的裝夾和加工方式 左下圖所示的夾紫力作用點(diǎn)位置,會(huì)使工件產(chǎn)生 較大的變形，改進(jìn)后支承部分的剛性大，夾緊也比較 可靠. 右下圖鐵削角鐵零件時(shí)，改進(jìn)后的裝夾、加工方 式使得刀桿、工件的剛度都好.  牝外：提木刀具與工件網(wǎng)友 刀縣J常采用增加輔助支承.增大刀桿直徑等措施來(lái)I懸仲量?如 鉆孔.豌孔時(shí)，為t刀具剛度采用鉆套或贓,車削中常用導(dǎo)套、 導(dǎo)桿等輔助支承來(lái)增強(qiáng)轉(zhuǎn)塔車

54、床刀架的剛度? 跟刀架中心架 出_車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)工件剛度相對(duì)較低，可使用魔刀柒成中心集以 t工件剛度：枕削桿叉類工件時(shí)在工件剛度薄弱處設(shè)置輔助支承。 2,★小敬荷及其文化(切用力及其文化) 對(duì)工件材料進(jìn)行合理的盛處理以改善材料的 切削性能；改善毛坯制造工藝，以減小加工余 量；合理地選擇刀具材料，適當(dāng)增大前角和主 偏角,都可使切削力減小. 為控制和減小切削力的變化幅度，應(yīng)盡量使 一批工件的材料性能和加工余量保持均勻? 2.3.6工件內(nèi)應(yīng)力引■的 1 .內(nèi)應(yīng)力的概念 內(nèi)應(yīng)力也稱殘余應(yīng)力,是指在沒(méi)有外力作用下或去 除外力后工件內(nèi)存留的應(yīng)力?工件一旦產(chǎn)生內(nèi)應(yīng) 力，就會(huì)處于一種高能位的不穩(wěn)

55、定狀態(tài)，必定要向 低能位轉(zhuǎn)化,其轉(zhuǎn)化的速度取決于外界條件. 2 .內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 內(nèi)應(yīng)力是由于材料內(nèi)部相鄰組織發(fā)生了不均勻的體 積變化而產(chǎn)生的?主要原因有： (1) ?坯制垃和依處疝atai中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 (2)冷桂*尸生嶼內(nèi)應(yīng)力 剛度較差容易變形的軸類器件,常采用冷校直? *校直后的工件雖然減少了彎曲,但是依然處于不穩(wěn)定狀 態(tài)，還會(huì)產(chǎn)生新的彎曲交形. 在鑄造.鍛壓、焊接等熱處理加工中，由于工件里 屋不均、冷卻不均或金相組織轉(zhuǎn)變等原因,都會(huì)使工 件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力. 3 3） 5削加工笫東妁內(nèi)應(yīng)力 如果工件內(nèi)部存

56、在拉、壓平衡的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過(guò)加工后， 原有的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞，工件就將通過(guò)變形窗新建 立新的應(yīng)力平衡.  殘余應(yīng)力檢測(cè) 盲孔法：在工件被測(cè)部位貼上應(yīng)交花（計(jì)），在成支花中心打 02mm左右的小盲孔.引起殘余應(yīng)力的算放，由夷就儀，出鼻放量 并計(jì)算得出該部位的殘余廢力大小和方向. ?) b) o) d) a）仲件內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài) b）領(lǐng)去一層材料時(shí)應(yīng)力狀態(tài) c）通過(guò)變形立新的應(yīng)力平衡 d）工件的變形情況 注歐琉減少內(nèi)應(yīng)力的希施 0合理安排熱處理工序 得件、鍛件、焊接件在進(jìn)入機(jī)*加工之■, ?安挎退火、回火等熱 處理工序：對(duì)箱體.床身等值要零件，在粗加工之后須安排時(shí)

57、政工*. O合理安排工藝過(guò)程 工件中如有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生,必然會(huì)有變形發(fā)生.但遲變不如早交.故 應(yīng)使內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的交痢在進(jìn)行機(jī)■加工之防或在粗加工階段 盡早完成，不讓內(nèi)應(yīng)力變形發(fā)生在精加工階段或精加工之后. 0合理設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu) 在設(shè)計(jì)零件錯(cuò)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量做到壁厚均勻.笛構(gòu)對(duì)稱，以減小內(nèi)應(yīng) 力的產(chǎn)生. 。盡量不采用冷校直工藝 對(duì)精密等件應(yīng)嚴(yán)禁使用冷校宜? 2.4工藝系軟的短支超 機(jī)械加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下會(huì) 產(chǎn)生復(fù)雜的變形，破壞了工件與刀具相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn) 動(dòng)的準(zhǔn)確性，引起加工誤差,在現(xiàn)代的高速度,高精 度、自動(dòng)化加工中，工藝系統(tǒng)熱變形問(wèn)題越來(lái)越突出， 已成為制造

58、技術(shù)的重要研究課題. 工藝系統(tǒng)主要熱源為系統(tǒng)內(nèi)部的摩擦熱、切削熱和 處好熱源輻射及傳導(dǎo)等. 2.4.1 工藝JU線的熱? 引起工藝系統(tǒng)變形的熱源可分為內(nèi)部熱源和外部 熱源兩大類。 切內(nèi)部熱源 內(nèi)部熱源來(lái)自工藝系統(tǒng)內(nèi)部，其熱量主要是以熱 傳導(dǎo)的形式傳遞的?主要包括： 1.切削熱 切削熱對(duì)工件加工精度的影響最為直接.切削熱 的僂壁情況隨切削條件不同而不同，如車削加工中 切削熱將隨著切削速度的不同而按不同的百分比傳 到工件、刀具和切屑中去。  2,摩擦熱和能量損耗 工藝系統(tǒng)因運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生摩擦熱和因動(dòng) 力源工作時(shí)的能量損耗而發(fā)熱.盡管這部分熱比切削 熱少，但它們有時(shí)會(huì)使工

59、藝系統(tǒng)的某個(gè)關(guān)健部位產(chǎn)生 較大的變形，從而破壞工藝系統(tǒng)原有的精度. 干切削 極微?潤(rùn)滑I M nl mal Quant 11 y Lubrl cat I on9簡(jiǎn)稱MX)技術(shù)是將 極微量的切削泊與具有一定壓力的 壓縮空氣混合并霧化,然后一起噴 向切削區(qū),對(duì)刀具與切屑和刀具與 工件的接觸界面進(jìn)行澗清,以減少 摩擦和防止切屑粘到刀具上，同時(shí) 也冷卻了切削區(qū)并有利于掉肩，從 而顯著地改善切削加工條件? 干切削應(yīng)用 美Leblond M

60、ckin。公司研發(fā)的“紅月牙"(Red Crescent) 儲(chǔ)鐵干切削技術(shù)就是利用陶瓷或CBN刀具進(jìn)行高速就削加 Z.由于切削速度和進(jìn)給量很高，產(chǎn)生的熱量很快聚集在刀 具前端，使該處的工件材料達(dá)到紅照狀態(tài),其屈服強(qiáng)度下 降，可大大提高切削效率. 通常符鐵金屬切除率為 16cnP/mint采用紅月牙 干切削加工可使其提高到 149cnP/min 干切削應(yīng)用 ⑵外部熱源 鉆削時(shí)鉆頭處于半封閉空間中，產(chǎn)生大量熱量的同時(shí)切 局也必須從孔中排出，因此干鉆削就顯得更為困難. 德國(guó)GUhring公司開(kāi)發(fā)了一 種新型4涂層.即在硬涂層外 面再加涂一層軟涂層?利用其 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中密制零

61、件進(jìn)行離速 干鉆削加工研究，取得了顯著 的經(jīng)濟(jì)效益.  1）環(huán)境溫度 以對(duì)流傳遞為主要傳遞形式的環(huán)境溫度的 變化影響工藝系統(tǒng)的受熱均勻性，從而影響工 件的加工精度。 2）福射熱 以輻射為傳遞形式的輻射熱，因其對(duì)工藝 系統(tǒng)輻射的單面性或局部性而使工藝系統(tǒng)的熱 變形發(fā)生變化，從而影響工件的加工精度. 空調(diào)器 四大部件 空調(diào)工作原理 育溫高壓氣體 低溫低壓氣體 什么用?禽（升=過(guò)■） > 什公是?冷（PHIfiS） . 通過(guò)氣杳冷酷從室外空氣中吸收熱 液森冷媒在低壓的董發(fā)1中迅重?fù)]友為 量，氏,成■寄，井向室內(nèi)放熱 氣態(tài)，

62、從生內(nèi)空，中吸收熱■并向塞外 ?便里Mh開(kāi)到所要求帆度? 放的，使室■下降到所要求溫度? 散熱 熱管的相當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)10八、 /mt,為一般金屬材料的數(shù) 百倍至上千倍?？蓪⒋罅繜崃?通過(guò)很小的段面積遠(yuǎn)距離地傳 輸而無(wú)需外加動(dòng)力. 2.4.2工，熱衰用k加工精度的影^ 工件主要受切削熱影響而產(chǎn)生變形，因此若工件在受 熱膨脹狀態(tài)下能夠達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，其冷卻后尺寸一 定會(huì)縮小甚至超出公差范圍,工件熱變形有均勻受熱 （車.磨外

63、圓等）和不均勻受熱（就、磨平面等）兩種. 前者一般只彩畫(huà)火寸標(biāo)度,其變形量可按下式計(jì)算I A L= a LA t A D= a D A t 式中.a——工件的線膨脹系數(shù)； L——工件原有長(zhǎng)度, D——工件原有直徑, At—退升 工件熱變形對(duì)精加工的影響較大，特別是長(zhǎng)度 較長(zhǎng)而精度要求很高的零件? 磨削絲杠舉例?如絲杠長(zhǎng)度 為2m,每磨一次其溫度相對(duì) 于機(jī)床母絲杠就升高的3。。， JW絲杠的伸長(zhǎng)量： a L At =1.17X10- 5X2000X3 =0. 07（ mrt: b級(jí)絲杠的螺距累積誤差全長(zhǎng) 上不許超過(guò)。。2mm ? 2

64、.4.3刀JI我*&對(duì)加工格度的短* 刀具熱變形的熱源主要是切削熱.雖然一般情況下切削 熱傳遞給刀具的比例不大，但由于刀具尺寸小，熱容量小， 刀具尤其是刀頭部位溫升明顯，過(guò)高的溫度變化引起刀具的 熱伸長(zhǎng)而產(chǎn)生加工誤差? 連續(xù)切削時(shí)，刀具熱變形在切削初期增加很快，隨后較為 鐐慢，稍后便趨于熱平衡狀態(tài)，此后熱變形*的變化就很小? 粗加工時(shí)，刀具熱變形量可達(dá)。?03?O.O5mm,對(duì)加工精度 影響一般可以不考慮? 間斷切削時(shí)，刀具有短哲的冷卻時(shí)間，熱變形量還要小. 在車削長(zhǎng)軸時(shí)，由于刀具熱伸長(zhǎng)而導(dǎo)致工件的維度誤差. 車削時(shí)車刀的熱伸長(zhǎng)量與切削時(shí)間的關(guān)系 車刀熱更彩曲線 ——槍伸長(zhǎng)公，

65、 《一―達(dá)到JBPFIB熱伸長(zhǎng)■: T—切削時(shí)卿. L —時(shí)間常敷（由伸長(zhǎng)量為修平幅第 體長(zhǎng)量的63a的時(shí)間.常取A4分姓）? 具逐漸受焦伸長(zhǎng)，連接曲線 A）.使得工件產(chǎn)生圓柱度誤差 或端面平面度誤差. 成批生產(chǎn)小型工件時(shí)每個(gè) 工件切削的時(shí)閶較短，刀具新 續(xù)工作,刀具受效和冷卻是交 普進(jìn)行的?間斷曲線R）? 連接加工時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),刀 對(duì)每一個(gè)工件來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生 的形狀誤差是較小的；對(duì)一批 工件來(lái)說(shuō)，在刀具未達(dá)到熱平 衡時(shí).加工出的一批工件尺寸 有一定的誤差.造成一批工件 的尺寸分散.

66、 提高刀具壽命還是提高切削速度? 為了減小工件.刀具的熱變形，通常 用合理選擇刀具角度、切削用■,并使 粗、用加工分開(kāi)以及充分供給切削液等方 法，來(lái)降低切削熱? 電主軸將本參敷和主襄 規(guī)格包括?者筒直徑， ■商轉(zhuǎn)速，輸出功率. 扭矩和刀具接口等.其 磁■浮釉承 中青管亶徑為電主軸主 晏叁敷? 2.4.4 負(fù)支身對(duì)加工精度的影響 主要短級(jí)JL主柚箱的機(jī)床 車、恍、鉆、鍍等機(jī)床的主M熱源是主軸箱.圖示車床主軸 箱的■升將使主軸升高I由于1.主軸前軸承發(fā)效量大于后 軸承發(fā)熱量,???主軸黃姆將比后墻離使得主軸候斜：入主 軸箱的熱量經(jīng)油池傳到床身，導(dǎo)致床身導(dǎo)軌不均勻上拾，從 而使得床身中凸.更促使主軸嫉向上傾斜.量終影響主軸回 轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌的平行度，使加工后零件產(chǎn)生國(guó)柱度誤差? 車床受熱變形 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h P、木虺 KO6O4O2I> 磨床熱變形 機(jī)床