机械加工精度_.ppt

《机械加工精度_.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械加工精度_.ppt（75页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、机械加工精度_现在学习的是第1页，共75页本章提要本章提要机器零件的加工机器零件的加工质量是整台机器量是整台机器质量的基量的基础。机器零件的加工。机器零件的加工质量一般用量一般用机械加工精度机械加工精度和和加工表面加工表面质量量两个重要指两个重要指标表示，表示，它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。本章研它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。本章研究究机械加工精度机械加工精度的的问题。本章本章讨论的内容有机械加工精度的的内容有机械加工精度的基本概念基本概念、影响加工影响加工精度的因素精度的因素、加工加工误差的差的综合分析合分析及及提高加工精度的途径提高加工精度的途径四四个方面。个方

2、面。现在学习的是第2页，共75页内容提内容提纲3.13.23.33.4机械加工精度的概念机械加工精度的概念获得加工精度的方法得加工精度的方法影响加工精度的因素影响加工精度的因素加工加工误差的分析与控制差的分析与控制现在学习的是第3页，共75页3.1机械加工精度概述机械加工精度概述随着机器速度、随着机器速度、负载的增高以及自的增高以及自动化生化生产的需要，的需要，对机器机器性能的要求也不断提高，因此保性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的加工精机器零件具有更高的加工精度也越度也越显得重要。我得重要。我们在在实际生生产中中经常遇到和需要解决的工常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度

3、，多数也是加工精度问题。研究机械加工精度的目的研究机械加工精度的目的是是研究加工系研究加工系统中各种中各种误差的物理差的物理实质，掌握其，掌握其变化的基本化的基本规律，律，分析工分析工艺系系统中各种中各种误差与加工精度之差与加工精度之间的关系，的关系，寻求提高加工求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工精度的途径，以保征零件的机械加工质量。量。本章本章讨论的内容的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工精度有机械加工精度的基本概念、影响加工精度的因素、加工的因素、加工误差的差的综合分析及提高加工精度的途径四个方面。合分析及提高加工精度的途径四个方面。现在学习的是第4页，共75页 一、一、加工精

4、度与加工加工精度与加工误差差1、加工精度、加工精度是指零件加工后的是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。一与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度越高。一般机械加工精度是在零件工作般机械加工精度是在零件工作图上上给定的，其包括：定的，其包括：1）零件的）零件的尺寸精度尺寸精度：加工后零件的：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相尺寸与零件理想尺寸相符的程度。符的程度。2）零件的）零件的形状精度形状精度：加工后零件的：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符形状与零件理想形状相符的程度。的程度。3）零

5、件的）零件的位置精度位置精度：加工后零件的：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符位置与零件理想位置相符的程度。的程度。现在学习的是第5页，共75页2、获得加工精度的方法得加工精度的方法1）试切法切法：即：即试切切-测量量-再再试切切-直至直至测量量结果达到果达到图纸给定要求的方法。定要求的方法。2）定尺寸刀具法定尺寸刀具法：用刀具的相：用刀具的相应尺寸来保尺寸来保证加工表面的尺寸。加工表面的尺寸。3）调整法整法：按零件：按零件规定的尺寸定的尺寸预先先调整好刀具与工件的相整好刀具与工件的相对位位置来保置来保证加工表面尺寸的方法。加工表面尺寸的方法。4）自自动控制法控制法：使用一定的装置：使用一

6、定的装置(自自动测量或数字控制量或数字控制)，在工，在工件达到要求尺寸件达到要求尺寸时，自，自动停止加工。停止加工。现在学习的是第6页，共75页3、加工、加工误差差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不会有大小不同的偏差，零件加工后的同的偏差，零件加工后的实际几何参数几何参数对理想几何参数的偏离程度，称理想几何参数的偏离程度，称为加工加工误差。差。加工加工误差的大小表示了加工精度的高低。生差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工中用控制加工误差差的方法来保的方法来保证加工精度。加工精度。4、误差的敏感方向差的敏感方向：加工加工误差差对加

7、工精度影响最大的方向，加工精度影响最大的方向，为误差的敏感差的敏感方向方向。当原始。当原始误差方向恰差方向恰为加工表面法加工表面法线方向方向时，引起的加工，引起的加工误差差为最最大；而当原始大；而当原始误差的方向恰差的方向恰为加工表面的切加工表面的切线方向方向时，引起的加工，引起的加工误差差为最小，最小，通常可以忽略通常可以忽略。为了便于分析原始了便于分析原始误差差对加工精度的影响，我加工精度的影响，我们把把影响加工精度最大的那个方向（即通影响加工精度最大的那个方向（即通过刀刃的加工表面的法向）称刀刃的加工表面的法向）称为误差的敏差的敏感方向。当原始感方向。当原始误差的方向与差的方向与误差敏感

8、方向一致差敏感方向一致时，对加工精度的影响最大。加工精度的影响最大。现在学习的是第7页，共75页二、研究机械加工精度的方法二、研究机械加工精度的方法因素分析法因素分析法：通：通过分析、分析、计算或算或实验、测试等方法，研究某一确定因等方法，研究某一确定因素素对加工精度的影响。一般不考加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同其它因素的同时作用，主要是分析作用，主要是分析各各项误差差单独的独的变化化规律。律。统计分析法分析法：运用数理：运用数理统计方法方法对生生产中一批工件的中一批工件的实测结果果进行数据行数据处理，用以控制工理，用以控制工艺过程的正常程的正常进行。主要是研究各行。主要是研究各项误差

9、差综合的合的变化化规律，只适合于大批、大量的生律，只适合于大批、大量的生产条件。条件。现在学习的是第8页，共75页3.2获得加工精度的方法得加工精度的方法一、一、获得尺寸精度的方法得尺寸精度的方法1）试切法切法用于用于单件小批生件小批生产2）调整法整法用于成批大量生用于成批大量生产3）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法生生产率高，刀具制造复率高，刀具制造复杂4）自）自动控制法控制法切削切削测量量补偿调整整现在学习的是第10页，共75页二、二、获得形状精度的方法得形状精度的方法1）轨迹法迹法利用刀尖运利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状迹形成工件表面形状2）成形刀具法）成形刀具法由刀刃的形状形成工件表面形状

10、由刀刃的形状形成工件表面形状3)仿形法仿形法刀具按照仿形装置刀具按照仿形装置进给对工件工件进行加工的方法称行加工的方法称为仿形法仿形法4）展成法）展成法由切削刃包由切削刃包络面形成工件表面形状面形成工件表面形状三、三、获得相互位置精度的方法得相互位置精度的方法主要由机床精度、主要由机床精度、夹具精度和工件的装具精度和工件的装夹精度来保精度来保证现在学习的是第11页，共75页3.3影响机械加工精度的因素影响机械加工精度的因素零件的机械加工是在由机床、零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件具、刀具和工件组成的成的工工艺系系统中中进行的。工行的。工艺系系统中凡是能直接引起加工中凡是能直接引起加工

11、误差的差的因素都称因素都称为原始原始误差。原始差。原始误差的存在，使工差的存在，使工艺系系统各各组成成部分之部分之间的位置关系或速度关系偏离了理想状的位置关系或速度关系偏离了理想状态，致使加工，致使加工后的零件后的零件产生了加工生了加工误差。若原始差。若原始误差是在加工前已存在，差是在加工前已存在，即在无切削即在无切削负荷的情况下荷的情况下检验的，称的，称为工工艺系系统静静误差差；若在；若在有切削有切削负荷情况下荷情况下产生的生的则称称为工工艺系系统动误差差。现在学习的是第12页，共75页一、原始一、原始误差差零件加工的零件加工的误差是由于工件与刀具在切削差是由于工件与刀具在切削过程中相互位置

12、程中相互位置发生生变动而造成。工件和刀具安装在而造成。工件和刀具安装在夹具和机床上，工件、刀具和机床上，工件、刀具、具、夹具、机床构成了一个完整的工具、机床构成了一个完整的工艺系系统。工。工艺系系统的种种的种种误差，是造成零件加工差，是造成零件加工误差的根源，故称之差的根源，故称之为原始原始误差。差。现在学习的是第13页，共75页 原原始始误差差 加工前加工前误差差加工中加工中误差差加工后加工后误差差调整整误差差机床机床误差差刀具制造刀具制造误差差夹具具误差差加工原理加工原理误差差工件装工件装夹误差差工工艺系系统受力受力变形形刀具磨刀具磨损残余残余应力引起力引起变形形测量量误差差工工艺系系统热

13、变形形现在学习的是第14页，共75页二、工二、工艺系系统的几何的几何误差差1、机床、机床误差差加工中，刀具相加工中，刀具相对于工件的成形运于工件的成形运动，通常都是通，通常都是通过机床完机床完成的。工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。成的。工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造机床制造误差中差中对工件加工精度影响工件加工精度影响较大的大的误差有：差有：主主轴回回转误差、差、导轨误差和差和传动误差差。现在学习的是第15页，共75页主主轴回回转误差差理理论上机床主上机床主轴回回转时，回，回转轴线的空的空间位置是固定不位置是固定不变的，即的，即它的瞬它的瞬时速度速度为零。而零。

14、而实际主主轴系系统中存在着各种影响因素，使主中存在着各种影响因素，使主轴回回转轴线的位置的位置发生生变化。将主化。将主轴实际回回转轴线对理想回理想回转轴线漂移漂移在在误差敏感方向上的最大差敏感方向上的最大变动量称量称为主主轴回回转误差差。主主轴回回转误差分解差分解为径向径向圆跳跳动、轴向向圆跳跳动和和角度角度摆动三三种不同形式的种不同形式的误差。差。现在学习的是第16页，共75页现在学习的是第17页，共75页径向径向圆跳跳动是主是主轴回回转轴线相相对于平均回于平均回转轴线在在径向径向的的变动量。量。车外外圆时它使加工面它使加工面产生生圆度和度和圆柱度柱度误差差。产生径向生径向圆跳跳动误差的主要

15、原因有：主差的主要原因有：主轴支承支承轴颈的的圆度度误差、差、轴承工作表面的承工作表面的圆度度误差等。差等。轴向向圆跳跳动是主是主轴回回转轴线沿平均回沿平均回转轴线方向方向的的变动量。量。车端面端面时它使工件端面它使工件端面产生垂直度、平面度生垂直度、平面度误差。差。产生生轴向国跳向国跳动的原因是主的原因是主轴轴肩端面和推力肩端面和推力轴承承承承载端面端面对主主轴回回转轴线有垂直度有垂直度误差。差。现在学习的是第18页，共75页角度角度摆动主主轴回回转轴线相相对平均回平均回转轴线成一成一倾斜角度斜角度的运的运动。车削削时，它使加工表面，它使加工表面产生生圆柱度柱度误差和端面的差和端面的形状形状

16、误差。差。提高主提高主轴及箱体及箱体轴承孔的制造精度，承孔的制造精度，选用高精度的用高精度的轴承，提高主承，提高主轴部件的装配精度，部件的装配精度，对主主轴部件部件进行平衡，行平衡，对滚动轴承承进行行预紧等，均可提高机床主等，均可提高机床主轴的的回回转精度。精度。现在学习的是第19页，共75页导轨误差差导轨是机床中确定各主要部件相是机床中确定各主要部件相对位置关系的基准。位置关系的基准。（1）导轨在水平面内在水平面内的直的直线度度误差差对加工精加工精度的影响度的影响现在学习的是第20页，共75页导轨在水平面内有直在水平面内有直线度度误差差y时，在，在导轨全全长上刀具相上刀具相对于工件的正确位置

17、将于工件的正确位置将产生生y的偏移量，使工件半径的偏移量，使工件半径产生生R=y的的误差。差。导轨在水平面内的直在水平面内的直线度度误差将直接反映在差将直接反映在被加工工件表面的被加工工件表面的法法线方向方向（误差敏感方向）上，差敏感方向）上，对加工精加工精度的影响最大。度的影响最大。现在学习的是第21页，共75页（2）导轨在垂直平面内的直在垂直平面内的直线度度误差差对加工精度的影响加工精度的影响现在学习的是第22页，共75页导轨在垂直平面内有直在垂直平面内有直线度度误差差z时，也会使，也会使车刀在水刀在水平面内平面内发生位移，使工件半径生位移，使工件半径产生生误差差R。与。与z值相比，相比，

18、R属微小量，由此可知，属微小量，由此可知，导轨在垂直平面内的直在垂直平面内的直线度度误差差对加工精加工精度影响很小，一般可忽略不度影响很小，一般可忽略不计。现在学习的是第23页，共75页（3）导轨间的平行度的平行度误差差对加工加工精度的影响精度的影响现在学习的是第24页，共75页当前后当前后导轨在垂直平面内有平行度在垂直平面内有平行度误差（扭曲差（扭曲误差）差）时，刀，刀架将架将产生生摆动，刀架沿床身，刀架沿床身导轨作作纵向向进给运运动时，刀尖的运，刀尖的运动轨迹是一条空迹是一条空间曲曲线，使工件，使工件产生生圆柱度柱度误差。差。导轨间在垂直方向有平行度在垂直方向有平行度误差差时，将使工件与刀

19、具的正确，将使工件与刀具的正确位置在位置在误差敏感方向差敏感方向产生偏移量，使工件半径生偏移量，使工件半径产生生R=y的的误差，差，对加工精度影响加工精度影响较大。大。现在学习的是第25页，共75页除了除了导轨本身的制造本身的制造误差之外，差之外，导轨磨磨损是造成机床精度下是造成机床精度下降的主要原因。降的主要原因。选用合理的用合理的导轨形状和形状和导轨组合形式，采用耐合形式，采用耐磨合金磨合金铸铁导轨、镶钢导轨、贴塑塑导轨、滚动导轨以及以及对导轨进行表面淬火行表面淬火处理等措施均可提高理等措施均可提高导轨的耐磨性。的耐磨性。现在学习的是第26页，共75页图图4-7滚齿机传动系统图滚齿机传动系

20、统图传动链误差差现在学习的是第27页，共75页传动链误差：差：是指是指传动链始末两端始末两端传动元件相元件相对运运动的的误差差。一般用一般用传动链末端元件的末端元件的转角角误差来衡量。机床差来衡量。机床传动链误差是差是影响表面加工精度的主要原因之一。影响表面加工精度的主要原因之一。提高提高传动元件的制造精度和装配精度，减少元件的制造精度和装配精度，减少传动件数，均可件数，均可减小减小传动链误差。差。现在学习的是第28页，共75页 2、刀具的几何刀具的几何误差差刀具刀具误差差对加工精度的影响随刀具种加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用的不同而不同。采用定尺寸刀具定尺寸刀具（例如（例如钻头、

21、铰刀、刀、键槽槽铣刀、刀、圆拉刀等）加工拉刀等）加工时，刀具的尺寸刀具的尺寸误差和磨差和磨损将直接影响工件尺寸精度。采用将直接影响工件尺寸精度。采用成形刀成形刀具具（例如成形（例如成形车刀、成形刀、成形铣刀、刀、齿轮模数模数铣刀、成形砂刀、成形砂轮等）等）加工加工时，刀具的形状，刀具的形状误差和磨差和磨损将直接影响工件的形状精度。将直接影响工件的形状精度。对于一般刀具（例如于一般刀具（例如车刀、健刀、刀、健刀、铣刀等），其制造刀等），其制造误差差对工件加工精度无直接影响。工件加工精度无直接影响。现在学习的是第29页，共75页刀具的尺寸磨刀具的尺寸磨损量量NB是在被加工表面的法是在被加工表面的法

22、线方向上方向上测量量的。新刃磨刀具切削初期，刀具磨的。新刃磨刀具切削初期，刀具磨损较剧烈，烈，这段段时间的刀的刀具磨具磨损量称量称为初期磨初期磨损量量NB；进入正常磨入正常磨损阶段后，磨段后，磨损量量与切削路程成正比，其斜率称与切削路程成正比，其斜率称为相相对磨磨损，相，相对磨磨损表示每切表示每切削削1000m路程刀具的尺寸磨路程刀具的尺寸磨损量；当切削路程量；当切削路程时，磨磨损急急剧增加，增加，这时应停止切削。停止切削。现在学习的是第30页，共75页刀具的尺寸磨刀具的尺寸磨损量可用下式量可用下式计算算选用新型耐磨刀具材料，合理用新型耐磨刀具材料，合理选用刀具几何参数和切削用刀具几何参数和切

23、削用量，正确刃磨刀具，正确采用冷却用量，正确刃磨刀具，正确采用冷却润滑液等，均可减少刀滑液等，均可减少刀具的尺寸磨具的尺寸磨损。必要。必要时，还可采用可采用补偿装置装置对刀具尺寸磨刀具尺寸磨损进行自行自动补偿。现在学习的是第31页，共75页夹具的作用是使工件相具的作用是使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，于刀具和机床占有正确的位置，夹具具的几何的几何误差差对工件的加工精度（特工件的加工精度（特别是位置精度）有很大影响。在如是位置精度）有很大影响。在如图所示所示钻床床夹具中，影响工件孔具中，影响工件孔轴线a与底面与底面B间尺寸尺寸L和平行度的和平行度的因素有：因素有：钻套套轴线与与夹具定位元件

24、支承平面具定位元件支承平面C间的距离和平行度的距离和平行度误差；差；夹具定位元件支承平面具定位元件支承平面C与与夹具体底面具体底面d的垂直度的垂直度误差；差；钻套孔的直径套孔的直径误差等。差等。3、夹具的几何具的几何误差差现在学习的是第32页，共75页现在学习的是第33页，共75页在在设计夹具具时，对夹具上直接影响工件加工精度的有关具上直接影响工件加工精度的有关尺寸的制造公差一般取尺寸的制造公差一般取为工件上相工件上相应尺寸公差的尺寸公差的1215。夹具元件磨具元件磨损将使将使夹具的具的误差增大。差增大。为保保证工件加工精度，工件加工精度，夹具中的定位元件、具中的定位元件、导向元件、向元件、对

25、刀元件等关刀元件等关键易易损元件均需元件均需选用高性能耐磨材料制造。用高性能耐磨材料制造。现在学习的是第34页，共75页（一）工（一）工艺系系统刚度度1、工工艺系系统刚度度机械加工中，工机械加工中，工艺系系统在切削力、在切削力、夹紧力、力、传动力、力、惯性力和重力等的作用下，将性力和重力等的作用下，将产生相生相应变形形,使工件使工件产生加工生加工误差。工差。工艺系系统在外力作用下在外力作用下产生生变形的大小，不形的大小，不仅取决取决于作用力的大小，于作用力的大小，还取决于工取决于工艺系系统的的刚度。度。三、工三、工艺系系统受力受力变形引起的形引起的误差差现在学习的是第35页，共75页现在学习的

26、是第36页，共75页垂直作用于工件加工表面的背向力与工垂直作用于工件加工表面的背向力与工艺系系统在在该方向上的方向上的变形形y的比的比值，称，称为工工工工艺系系统刚度度（N）工工艺系系统在某一位置受力作用在某一位置受力作用产生的生的变形量形量应为工工艺系系统各各组成成环节在此位置受在此位置受该力作用力作用产生的生的变形量的代数和，即形量的代数和，即现在学习的是第37页，共75页根据根据刚度定度定义，知，知，将它将它们代入上式得代入上式得，由式（由式（46）知，工）知，工艺系系统刚度的倒数等于系度的倒数等于系统各各组成成环节刚度度的倒数之和。若已知各的倒数之和。若已知各组成成环节的的刚度，即可由

27、式（度，即可由式（46）求得工）求得工艺系系统刚度。工度。工艺系系统刚度主要取决于薄弱度主要取决于薄弱环节的的刚度。度。现在学习的是第38页，共75页2机床机床刚度度机床机床结构构较为复复杂，它由，它由许多零、部件多零、部件组成，其成，其刚度度值迄今迄今尚无合适的尚无合适的简易易计算方法，目前主要算方法，目前主要还是用是用实验方法方法进行行测定。定。测得机床部件得机床部件刚度度、之后，就可以通之后，就可以通过计算求得机床算求得机床刚度。度。现在学习的是第39页，共75页由由刚度定度定义，上式可写，上式可写为机床机床刚度与各度与各组成部件的成部件的刚度的关系式度的关系式为:分析上式可知，机床分析

28、上式可知，机床刚度取决于其度取决于其组成部件的成部件的刚度，并主要取度，并主要取决于薄弱部件的决于薄弱部件的刚度，提高机床度，提高机床刚度要从提高弱度要从提高弱刚度部件的度部件的刚度入手。度入手。现在学习的是第40页，共75页3机床部件机床部件刚度度如下如下图是一台是一台车床刀架部件的床刀架部件的实测度曲度曲线图，曲，曲线反映了三反映了三次加次加载、卸、卸载过程中的程中的变形情况。分析如形情况。分析如图所示刀架所示刀架刚度度试验曲曲线可知，机床部件可知，机床部件刚度具有以下特点；度具有以下特点；l）变形与形与载荷不成荷不成线性关系，曲性关系，曲线上各点的上各点的实际刚度（各度（各点斜率）是不同

29、的，点斜率）是不同的，这说明机床部件的明机床部件的变形不形不纯粹是粹是弹性性变形。形。现在学习的是第41页，共75页现在学习的是第42页，共75页2）加）加载曲曲线和卸和卸载曲曲线不重合，卸不重合，卸载曲曲线滞后于加滞后于加载曲曲线；两曲；两曲线所包容的面所包容的面积代表加代表加载和卸和卸载循循环中消耗的能量，它中消耗的能量，它消耗于克服部件内零件消耗于克服部件内零件间摩擦力和接触塑性摩擦力和接触塑性变形所做的功。形所做的功。3）第一次卸）第一次卸载后，刀架恢复不到第一次加后，刀架恢复不到第一次加载的起点，的起点，这说明明有残余有残余变形存在，形存在，经多次加多次加载和卸和卸载后，加后，加载曲

30、曲线起点才和卸起点才和卸载曲曲线终点重合，残余点重合，残余变形才逐形才逐渐减小到零。减小到零。现在学习的是第43页，共75页4）部件）部件实测刚度度远比按比按实体体结构估算构估算值小。小。一个外形尺寸很大的刀架，它的一个外形尺寸很大的刀架，它的实测平均平均刚度度值只相当于一个只相当于一个截面截面积较小的小的铸铁悬臂梁的臂梁的刚度，其原因在于刀架外形尺寸看起来很度，其原因在于刀架外形尺寸看起来很大，但它是由大，但它是由许许多多零件多多零件组装而成，零件装而成，零件间有有间隙，隙，结合面合面间有接有接触触变形，由于形，由于这些因素的影响，些因素的影响，总的的变形就大了。形就大了。现在学习的是第44

31、页，共75页（二）工（二）工艺系系统刚度度对加工精度的影响加工精度的影响1加工加工过程中由于工程中由于工艺系系统刚度度发生生变化引起的化引起的误差差现在学习的是第45页，共75页现在学习的是第46页，共75页2由于切削力由于切削力变化引起的化引起的误差差加工加工过程中，由于毛坯加工余量和工件材程中，由于毛坯加工余量和工件材质不均等因素，会引不均等因素，会引起切削力起切削力变化，使工化，使工艺系系统变形形发生生变化。从而化。从而产生加工生加工误差。差。误差复映差复映现象：象：车削一具有削一具有锥形形误差的毛坯，加工表面上差的毛坯，加工表面上必然有必然有锥形形误差；待加工表面上有什么差；待加工表面

32、上有什么样的的误差，加工表面上差，加工表面上必然也有同必然也有同样性性质的的误差，差，这就是切削加工中的就是切削加工中的误差复映差复映现象。象。现在学习的是第47页，共75页误差复映系数：加工前后差复映系数：加工前后误差之比差之比值，称，称为误差复映系数，它代表差复映系数，它代表误差复映的程度。差复映的程度。分析式（分析式（411）可知）可知与与成反比；成反比；这表明工表明工艺系系统刚度愈大，度愈大，误差复映系数愈小，加工后复映到工件上的差复映系数愈小，加工后复映到工件上的误差差值就愈小。就愈小。尺寸尺寸误差和形位差和形位误差都存在复映差都存在复映现象。如果我象。如果我们知道某加知道某加工工序

33、的复映系数，就可以通工工序的复映系数，就可以通过测量待加工表面的量待加工表面的误差差统计值来来估算加工后工件的估算加工后工件的误差差统计值。现在学习的是第48页，共75页当工件表面加工精度要求高当工件表面加工精度要求高时，须经多次切削才能达到加工要多次切削才能达到加工要求。第一次切削的复映系数求。第一次切削的复映系数；第二次切削的复映系数；第二次切削的复映系数，则该加工表面加工表面总的复映系数的复映系数因每个复映系数均小于因每个复映系数均小于1，故，故总的复映系数将是一个很小的数的复映系数将是一个很小的数值。现在学习的是第49页，共75页（三）减小工（三）减小工艺系系统受力受力变形的途径形的途

34、径由工由工艺系系统刚度表达式（度表达式（44）可知，减少工）可知，减少工艺系系统变形的途径形的途径为：提高工：提高工艺系系统刚度；减小切削力及其度；减小切削力及其变化。化。1提高工提高工艺系系统刚度度提高工提高工艺系系统刚度度应从提高其各从提高其各组成部分薄弱成部分薄弱环节的的刚度入手，度入手，这样才能取得事半功倍的效果。提高工才能取得事半功倍的效果。提高工艺系系统刚度的主要途径是：度的主要途径是：现在学习的是第50页，共75页（1）设计机械制造装机械制造装备时应切切实保保证关关键零部件的零部件的刚度度在在机床和机床和夹具中具中应保保证支承件（如床身、立柱、横梁、支承件（如床身、立柱、横梁、夹

35、具体等）。主具体等）。主轴部件和部件和传动件有足件有足够的的刚度。度。（2）提高接触）提高接触刚度度提高接触提高接触刚度是提高工度是提高工艺系系统刚度的关度的关键。减少。减少组成件数，提高接触面的表面成件数，提高接触面的表面质量，均可量，均可减少接触减少接触变形，提高接触形，提高接触刚度。度。对于相配合零件，可以通于相配合零件，可以通过适当适当预紧消除消除间隙，增大隙，增大实际接触面接触面积。现在学习的是第51页，共75页（3）采用合理的装）采用合理的装夹方式和加工方法方式和加工方法提高工件的装提高工件的装夹刚度，度，应从定位和从定位和夹紧两个方面采取措施。两个方面采取措施。现在学习的是第52

36、页，共75页2减小切削力及其减小切削力及其变化化改善毛坯制造工改善毛坯制造工艺，减小加工余量，适当增大前角和后，减小加工余量，适当增大前角和后角，改善工件材料的切削性能等均可减小切削力。角，改善工件材料的切削性能等均可减小切削力。为控制和减控制和减小切削力的小切削力的变化幅度，化幅度，应尽量使一批工件的材料性能和加工余尽量使一批工件的材料性能和加工余量保持均匀。量保持均匀。现在学习的是第53页，共75页四、工四、工艺系系统受受热变形引起的形引起的误差差工工艺系系统在在热作用下作用下产生的局部生的局部变形，会破坏刀具与工件的形，会破坏刀具与工件的正确位置关系，使工件正确位置关系，使工件产生加工生

37、加工误差。差。热变形形对加工精度影响加工精度影响较大，大，特特别是在精密加工和大件加工中，是在精密加工和大件加工中，热变形所引起的加工形所引起的加工误差通常会差通常会占到工件加工占到工件加工总误差的差的4070。随着高精度、高效率及自。随着高精度、高效率及自动化化加工技加工技术的的发展，工展，工艺系系统热变形形问题日益突出。日益突出。现在学习的是第54页，共75页（一）工（一）工艺系系统的的热源源l切削切削热切削加工切削加工过程中，消耗于切削程中，消耗于切削层弹、塑性、塑性变形及刀具与工件、形及刀具与工件、切屑切屑间摩擦的能量，摩擦的能量，绝大部分大部分转化化为切削切削热。切削。切削热将将传入

38、工件、入工件、刀具、切屑和周刀具、切屑和周围介介质，它是工，它是工艺系系统中工件和刀具中工件和刀具热变形的主形的主要要热源。源。现在学习的是第55页，共75页在在车削加工中，削加工中，传给工件的工件的热量占量占总切削切削热的的30左右，切削左右，切削速度越高，切屑速度越高，切屑带走的走的热量越多，量越多，传给工件的工件的热量就越少；在量就越少；在铣削、削、刨削加工中，刨削加工中，传给工件的工件的热量占量占总切削切削热的比例小于的比例小于30；在；在钻削削和健削加工中，因和健削加工中，因为大量的切屑滞留在所加工孔中，大量的切屑滞留在所加工孔中，传给工件的工件的热量往往超量往往超过50；磨削加工中

39、；磨削加工中传给工件的工件的热量有量有时多达多达80以以上，磨削区温度可高达上，磨削区温度可高达8001000左右。左右。现在学习的是第56页，共75页2摩擦摩擦热和和动力装置能量力装置能量损耗耗发出的出的热机床运机床运动部件（如部件（如轴承、承、齿轮、导轨等）等）为克服摩擦所克服摩擦所做机械功做机械功转变的的热量，机床量，机床动力装置（如力装置（如电动机、液机、液压马达等）达等）工作工作时因能量因能量损耗耗发出的出的热，它，它们是机床是机床热变形的主要形的主要热源。源。3外部外部热源源主要是指周主要是指周围环境温度通境温度通过空气的空气的对流以及日光、照流以及日光、照明灯具、取暖明灯具、取暖

40、设备等等热源通源通过辐射射传到工到工艺系系统的的热量。量。现在学习的是第57页，共75页外部外部热源的源的热辐射及射及环境温度的境温度的变化化对机床机床热变形的影响，有形的影响，有时也是不可忽也是不可忽视的。靠近窗口的机床受到日光照射的影响，上下午的。靠近窗口的机床受到日光照射的影响，上下午的机床温升和的机床温升和变形就不同，而且日照通常是形就不同，而且日照通常是单向的局部的，受到照向的局部的，受到照射的部分与未射的部分与未经照射的部分之照射的部分之间就有温差。就有温差。热平衡平衡：工：工艺系系统在工作状在工作状态下，一方面它下，一方面它经受各种受各种热源的作用源的作用使温度逐使温度逐渐升高，

41、另一方面，它同升高，另一方面，它同时也通也通过各种各种传热方式向周方式向周围介介质散散发热量。当工件、刀具和机床的温度达到某一数量。当工件、刀具和机床的温度达到某一数值时，单位位时间内内传出和出和传入的入的热量接近相等量接近相等时，工，工艺系系统就达到了就达到了热平衡状平衡状态。在。在热平衡状平衡状态下，工下，工艺系系统各部分的温度保持在某一相各部分的温度保持在某一相对固定的数固定的数值上，上，工工艺系系统的的热变形将形将趋于相于相对稳定。定。现在学习的是第59页，共75页（二）工（二）工艺系系统热变形形对加工精度的影响加工精度的影响1工件工件热变形形对加工精度的影响加工精度的影响机械加工机械

42、加工过程中，使工件程中，使工件产生生热变形的形的热源主要是切削源主要是切削热。对于精密零件，于精密零件，环境温度境温度变化和日光、取暖化和日光、取暖设备等外部等外部热源源对工工艺系系统的局部的局部辐射等也不容忽射等也不容忽视。车削或磨削削或磨削轴类工件外工件外圆时，可近似看成是均匀受，可近似看成是均匀受热的情的情况。工件均匀受况。工件均匀受热影响工件的尺寸精度，其影响工件的尺寸精度，其变形量形量（mm）可按下式估算：可按下式估算：现在学习的是第60页，共75页对于精密加工，于精密加工，热变形是一个不容忽形是一个不容忽视的重要的重要问题。热变形形对精密加工件的影响是很大的。精密加工件的影响是很大

43、的。磨削加工薄片磨削加工薄片类工件的平面工件的平面,就属于不均匀受就属于不均匀受热的情况，上、下的情况，上、下表面表面间的温差将的温差将导致工件中部凸起，加工中凸起部分被切去，冷致工件中部凸起，加工中凸起部分被切去，冷却后加工表面呈中凹形，却后加工表面呈中凹形，产生形状生形状误差。工件凸起量与工件差。工件凸起量与工件长度度上的平方成正比，且工件越薄，工件的凸起量越大。上的平方成正比，且工件越薄，工件的凸起量越大。现在学习的是第61页，共75页现在学习的是第62页，共75页Y现在学习的是第63页，共75页2刀具刀具热变形形对加工精度的影响加工精度的影响使刀具使刀具产生生热变形的形的热源主要是切削

44、源主要是切削热。切削。切削热传入刀具入刀具的比例的比例虽然不大（然不大（车削削时约为5左右），但由于刀具体左右），但由于刀具体积小，小，热容量小，所以刀具切削部分的温升仍容量小，所以刀具切削部分的温升仍较高。高。粗加工粗加工时，刀具，刀具热变形形对加工精度的影响一般可以忽略不加工精度的影响一般可以忽略不计；对于加工要求于加工要求较高的零件，刀具高的零件，刀具热变形形对加工精度的影响加工精度的影响较大，将大，将使加工表面使加工表面产生尺寸生尺寸误差或形状差或形状误差。差。现在学习的是第64页，共75页3机床机床热变形形对加工精度的影响加工精度的影响使机床使机床产生生热变形的形的热源主要是摩擦源主

45、要是摩擦热、传动热和外界和外界热源源传入入热量。量。由于机床内部由于机床内部热源分布的不均匀和机床源分布的不均匀和机床结构的复构的复杂性，机床各部件性，机床各部件的温升是各不相同的，机床零部件的温升是各不相同的，机床零部件间会会产生不均匀的生不均匀的变形，形，这就破坏了机就破坏了机床各部件原有的相互位置关系。不同床各部件原有的相互位置关系。不同类型的机床，其主要型的机床，其主要热源各不相同源各不相同,热变形形对加工精度的影响也不相同。加工精度的影响也不相同。现在学习的是第65页，共75页车床、床、铣床和床和钻、镗类机床的主要机床的主要热源来自主源来自主轴箱。箱。车床主床主轴箱箱的温升将使主的温

46、升将使主轴升高；由于主升高；由于主轴前前轴承的承的发热量大于后量大于后轴承的承的发热量，故主量，故主轴前端比后端高；主前端比后端高；主轴箱的箱的热量量传给床身，床身，还会使床身和会使床身和导轨向上凸起。向上凸起。磨床通常都有液磨床通常都有液压传动系系统和高速回和高速回转的磨的磨头，并使用大量切削液，并使用大量切削液，它它们都是磨床的主要都是磨床的主要热源。源。现在学习的是第66页，共75页现在学习的是第67页，共75页现在学习的是第68页，共75页（三）减小工（三）减小工艺系系统热变形的途径形的途径1减少减少发热量量机床内部的机床内部的热源是源是产生机床生机床热变形的主要形的主要热源。凡是有可

47、源。凡是有可能从主机分离出去的能从主机分离出去的热源源,如如电动机、液机、液压系系统和油箱等，和油箱等，应尽量尽量放在机床外部。放在机床外部。为了减小了减小热源源发热，在相关零部件的，在相关零部件的结构构设计时应采取措施改采取措施改善摩擦条件。例如，善摩擦条件。例如，选用用发热较少的静少的静压轴承或空气承或空气轴承作主承作主轴轴承，承，在在润滑方面也可改用低粘度的滑方面也可改用低粘度的润滑油、滑油、锂基油脂或油基油脂或油雾润滑等。滑等。现在学习的是第69页，共75页通通过控制切削用量和刀具几何参数，可减少切削控制切削用量和刀具几何参数，可减少切削热。2改善散改善散热条件条件向切削区加注冷却向切

48、削区加注冷却润滑液，可减少切削滑液，可减少切削热对工工艺系系统热变形的形的影响。有些加工中心机床采用冷影响。有些加工中心机床采用冷冻机机对冷却冷却润滑液滑液进行行强制冷却，制冷却，效果明效果明显。3均衡温度均衡温度场在外移在外移热源源时，还应注意考注意考虑均衡温度均衡温度场的的问题。现在学习的是第70页，共75页4改改进机床机床结构构1主轴主轴2主轴箱主轴箱3套筒套筒现在学习的是第71页，共75页五、其他五、其他误差差l原理原理误差差原理原理误差：差：是指由于采用了近似的成形运是指由于采用了近似的成形运动、近似的刀刃形状、近似的刀刃形状等原因而等原因而产生的加工生的加工误差差。例如，用模数。例

49、如，用模数铣刀刀铣齿，理，理论上要求上要求加工不同模数、加工不同模数、齿数的数的齿轮，就，就应该用不同模数、用不同模数、齿数的数的铣刀刀。生。生产中中为了减少模数了减少模数铣刀的数量，每一种模数只刀的数量，每一种模数只设计制造有制造有限几把（例如限几把（例如 8把、把、15把、把、26把）模数把）模数铣刀，用以加工同一模数刀，用以加工同一模数各种不同各种不同齿数的数的齿轮。当所加工。当所加工齿轮的的齿数与所数与所选模数模数铣刀刀刃所刀刀刃所对应的的齿数不同数不同时，就会，就会产生生齿形形误差。此种差。此种误差就是原理差就是原理误差。差。现在学习的是第72页，共75页机械加工中，采用近似的成形运

50、机械加工中，采用近似的成形运动或近似的刀刃形状或近似的刀刃形状进行加工，行加工，虽然然会由此会由此产生一定的原理生一定的原理误差，但却可以差，但却可以简化机床化机床结构和减少刀具数，只构和减少刀具数，只要加工要加工误差能差能够控制在允控制在允许的制造公差范的制造公差范围内，就可采用近似加工方法。内，就可采用近似加工方法。现在学习的是第73页，共75页2调整整误差差在机械加工在机械加工过程中，有程中，有许多多调整工作要做，例如，整工作要做，例如，调整整夹具在机具在机床上的位置，床上的位置，调整刀具相整刀具相对于工件的位置等。于工件的位置等。调整整误差差：由于：由于调整不可能整不可能绝对准确，由此