精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第六章 机械加工质量提纲.....精品文档......误差的复映图6-8 毛坯形状误差的复映设工艺系统的刚度为，则工件的圆度误差 （6-9）由切削原理可知式中： ，一般取λ=0.4；——与工件材料、刀具几何参数及切削条件有关的系数； ——背吃刀量； f——进给量；所以 ，代入式（6-9）得 (6-10)令ε=△g/△m, 即 则 (6-11)ε称为误差复映系数由于总是小于，所以ε是一个小于1的正数它定量地反映了毛坯误差经加工后所减小的程度，并表明工艺系统刚度越高，则ε越小，毛坯复映到工件上的误差也越小减小径向切削力或增大工艺系统刚度都能使ε减小例如，减小进给量f，即可减小ε，又可提高加工精度，但切削时间增长如果设法增大工艺系统刚度，如车削细长轴采用跟刀架，不但能减小加工误差，而且可以在保证加工精度前提下相应增大进给量，提高生产率。
增加走刀次数可大大减小工件的复映误差设…分别为第一、第二、第三次…走刀时的误差复映系数，则总的误差复映系数 … ，则由于工艺系统误差复映系数ε总是远小于1，经多次走刀后，降至一个极小的数值工件加工误差也逐渐降低到允许的范围内3）工艺系统中其它作用力引起的加工误差 在加工过程中，工艺系统除受到总切削力作用外，还受到夹紧力(图6-9)、重力、惯性力、传动力等的作用，在这些力的作用下，工艺系统也将产生变形，进而影响工件加工精度 图6-9 套筒夹紧变形的误差a）第一次夹紧 b）镗孔 c）松开后工件变形 d）采用开口过渡环 e）采用专用卡爪4．减少工艺系统受力变形的措施 由工艺系统刚度表达式（6-1）可知，减少工艺系统变形的途径为：一是提高工艺系统刚度；二是减小切削力及其变化1）提高工艺系统刚度 提高工艺系统刚度的主要途径是：1）提高接触刚度 2）提高工件的刚度图6-17 增加支承提高工件刚度3）提高机床部件的刚度 图6-13 提高机床部件刚度的装置a)采用固定导向支承套 b）采用转动导向支承套1—固定导向支承套 2、6—加强杆 3、4—六角刀架 5—工件 7—转动导向支承套4）合理的装夹方式和加工方法 图6-14 改变装夹与加工方式提高工艺系统刚度（2）减小切削力及其变化（二）工艺系统受热变形引起的误差1．工艺系统的热源引起工艺系统变形的热源可分为内部热源和外部热源两大类。
内部热源包括切削热和摩擦热，外部热源包括环境热和辐射热2．工件热变形对加工精度的影响轴类零件在车削或磨削时，一般是均匀受热，温度逐渐升高，可近似看成是均匀受热的情况工件均匀受热影响工件的尺寸精度，其热变形可以按物理学计算热膨胀的公式求出： （6-12）式中 ——工件变形方向的长度（或直径）（mm）； ——工件材料的热膨胀系数（1/℃），钢的热膨胀系数为1.17 ×10-5/℃，铸铁为l ×10-5/℃，黄铜为1.7×10-5/℃； ——工件的平均温升（℃）精密丝杆磨削时，工件的受热伸长会引起螺距累积误差若丝杠长度为 2m，每一次走刀磨削温度升高约3°C，则丝杠的伸长量=1.17×10-5×2000×3mm=0.07mm（1.17×10-5为钢材的热膨胀系数）而6级丝杠的螺距累积误差在全长上不允许超过0.02mm，由此可见热变形的严重性平面在刨削、铣削、磨削加工时，工件单面受热，上下平面间产生温差而引起热变形，此为工件不均匀受热情况导致工件向上凸起，凸起部分被工具切去，加工完毕冷却后，加工表面就产生了中凹，造成了几何形状误差。
工件凸起量大小可按下式估算： （6-13）式中 ——工件长度（mm）； ——工件厚度（mm）3．刀具热变形对加工精度的影响 刀具热变形主要是由切削热引起的通常传入刀具的热量并不太多，但由于热量集中在切削部分，刀头体积小，热容量小，故刀具温升较高刀，它对加工精度的影响是不能忽视为了减小刀具的热变形，应合理选择切削用量和刀具几何参数，并给以充分冷却和润滑，以减少切削热，降低切削温度4．机床热变形对加工精度的影响 图6-15 几种机床热变形的趋势a）车床 b）铣床 c）平面磨床 d）双端面磨床（1）减少发热和隔离热源 (2)均衡温度场 图6-16 均衡立柱前后壁温度场（3）采用合理的机床部件结构及装配基准（4）保持工艺系统的热平衡 当工艺系统达到热平衡状态时，热变形趋于稳定，加工精度易于保证因此，为了尽快使机床进入热平衡状态，可以在加工工件前，使机床作高速空运转，当机床在较短时间内达到热平衡之后，再将机床速度转换成工作速度进行加工5）控制环境温度 精密机床应安装在恒温车间，其恒温精度一般控制在±1°C以内，精密级为±0.5° C。
恒温室平均温度一般为20°C，冬季可取17°C，夏季取23°C三）工艺系统内应力引起的误差1．毛坯制造中产生的内应力图6-17 铸件内应力引起的变形 2．冷校直带来的内应力 图6-18 冷校直引起的残余应力a）冷校直方法 b）加载时残余应力的分布 c）卸载后残余应力的分布3．切削加工中产生的内应力 4．减少或消除残余应力的措施 （1）合理设计零件结构 （2）合理安排热处理和时效处理 1）自然时效 2）人工时效 3）振动时效 （3）合理安排工艺过程 粗、精加工宜分阶段进行，使粗加工后有一定时间让内应力重新分布，以减少对精加工的影响之有充足时间重新分布残余应力，在使其充分变形后，然后重新用较小的力夹紧进行精加工四）机械加工过程中的振动1．机械加工中的强迫振动（1）强迫振动产生的原因 强迫振动的振源有来自于机床内部的机内振源和来自机床外部的机外振源外部振源：内部振源：（2）强迫振动的主要特点1）强迫振动是在外界周期性干扰力作用下产生的，振动本身并不能引起干扰力的变化当干扰力停止时，则工艺系统的振动也随之停止。
2）不管工艺系统本身的固有频率如何，强迫振动的频率总是等于干扰力的频率或其整数倍3）强迫振动的振幅大小与干扰力的大小、系统的刚度及阻尼系数有关，干扰力越大、系统刚度及阻尼系数越小，振幅就越大；特别是在很大程度上取决于干扰力与系统固有频率的比值λ当λ等于或接近于1时，振幅最大，即通称为“共振”3）减少强迫振动的措施和途径1）减小激振力2）调节振动频率3）增强机床或整个工艺系统的刚度和阻尼4）消振和隔振 2．机械加工中的自激振动（1）自激振动的概念 机械加工中的自激振动不同于受迫振动，它不是外加的激振力作用在系统上，而是由系统本身动力特性的变化而引起的振动，并在工件的加工表面上留下明显的、有规律的振纹这种由系统本身产生和维持的振动称为自激振动2）自激振动的特点1）自激振动所需的交变力是由振动过程本身产生和控制的2）自激振动的频率等于或接近等于系统的固有频率，3）自激振动能否产生以及振幅大小，取决于每一振动周期内系统所获得的能量与所消耗的能量的比值3）自激振动的控制1）合理选择切削用量2）合理选择刀具的几何参数3）合理调整振型的刚度比和方位角图6-23 削扁镗杆1—刀头 2—镗刀 3、4—螺钉 5—镗杆图6-24 削扁镗杆镗孔示意图4）提高工艺系统的抗振性5）采用减振装置常用的减振装置如图6-25，图6-26，图6-27，图6-28所示。
图6-25 干摩擦阻尼器1—工件 2—触头 3—壳体 4—调节杆 5—多层弹簧片 6—跟刀架图6-26 液压阻尼器 图6-27 用于镗杆的吸振器1—调节杆 2—壳体 3—弹簧 1—附加质量 2—微孔橡皮衬垫 3—镗杆4—活塞 5—液压缸后腔 6—小孔7—液压缸前腔 8—柱塞 9—触头 10—工件图6-28 镗杆上用的冲击吸振器1—镗杆 2—镗刀头 3—冲击块 4—端盖第三节加工精度的统计分析一、加工误差的性质根据加工工件时误差出现的规律，加工误差可分为系统性误差和随机性误差两大类1．系统性误差系统性误差可分为常值系统误差和变值系统误差两种在顺序加工一批工件中，其大小和方向保持不变的误差，称为常值系统误差在顺序加工一批工件中，其大小和方向按一定规律变化的误差，称为变值系统误差2．随机性误差在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向的变化是随机性的，称为随机性误差随机性误差是不可避免的，但我们可以从工艺上采取措施来控制其影响）二、加工误差的统计分析1．分布图分析法（1）直方图 采用调整法大批量加工的一批零件中，随机抽取足够数量的工件（称为样本），其件数n称为样本容量。
加工尺寸的测量，由于加工误差的存在，所测零件的加工尺寸或偏差总是在一定范围内变动（称为尺寸分散），亦即为随机变量，用表示按尺寸大小把零件分成若干组，同一尺寸间隔内的零件数量称为频数，用表示；频数与样本总数之比称为频率用表示；频率与组距（尺寸间隔用表示）之比称为频率密度 以零件尺寸为横坐标，以频率或频率密度为纵坐标，可绘出直方图选择的组数和组距要适当组数过多，分布图会被频数随机波动所歪曲；组数太少，分布特征将被掩盖：值一般应根据样本容量来选择（见表6-3所示）表6-3 分组数的推荐值样本n50以下50～100100～250250以上分组数k6～76～107～1210～20下面通过实例来说明直方图的作法：例6-4 磨削一批轴径 mm的工件，经实测后的尺寸如表6-4所示表6-4 轴径尺寸实测值 单位：44204632204052334025433840413036495138342246383042382749454538324548283652324238404238523836374328453650463830404434424722283430363235224035364246425040362016533246202846285418323326464736383049183838注：表中数据为实测尺寸与基本尺寸之差。
作直方图的步骤如下： 1)收集数据，一般取100件左右找出最大值,最小值（表6。