影響機(jī)械加工精度的因素

1、第二節(jié)影響機(jī)械加工精度的因素機(jī)械加工系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)工藝系統(tǒng)）的組成：機(jī)床、夾具、刀具和工件。影響加工精度的主要因素有：l）工藝系統(tǒng)的幾何誤差，包括機(jī)床、夾具和刀具等的制造誤差及其磨損。2）工件裝夾誤差。3）工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差。4）工藝系統(tǒng)受熱變形引起的加工誤差。5）工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形。6）其他誤差，包括原理誤差、測(cè)量誤差、調(diào)整誤差等。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差（一）機(jī)床的幾何誤差加工中，刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)，通常都是通

2、過(guò)機(jī)床完成的。工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差中對(duì)工件加工精度影響較大的誤差有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)誤差。1主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床主軸是用來(lái)裝夾工件或刀具，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具的重要零件，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的形狀精度和位置精度。主軸回轉(zhuǎn)誤差：是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng)三種不同形式的誤差。（1）徑向圓跳動(dòng)：圖42a）是主

3、軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的變動(dòng)量。車(chē)外圓時(shí)它使加工面產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差。產(chǎn)生徑向圓跳動(dòng)誤差的主要原因有：主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承工作表面的圓度誤差等。圖43（2）軸向圓跳動(dòng)：圖42b）是主軸回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的變動(dòng)量。車(chē)端面時(shí)它使工件端面產(chǎn)生垂直度、平面度誤差。產(chǎn)生軸向國(guó)跳動(dòng)的原因是主軸軸肩端面和推力軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。（3）角度擺動(dòng)：圖42c）主軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角度的運(yùn)動(dòng)。

4、車(chē)削時(shí)，它使加工表面產(chǎn)生圓柱度誤差和端面的形狀誤差。提高主軸及箱體軸承孔的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。2導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機(jī)床中確定各主要部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)。（1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度的影響導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差Δy時(shí)，在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上刀具相對(duì)于工件的正確位置將產(chǎn)生Δy的偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR=Δy的誤差。導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直

5、線度誤差將直接反映在被加工工件表面的法線方向（誤差敏感方向）上，對(duì)加工精度的影響最大。導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有直線度誤差Δz時(shí)，也會(huì)使車(chē)刀在水平面內(nèi)發(fā)生位移，使工件半徑產(chǎn)生誤差ΔR。與Δz值相比，ΔR屬微小量，由此可知，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度影響很小，一般可忽略不計(jì)。（3）導(dǎo)軌間的平行度誤差對(duì)加工精度的影響當(dāng)前后導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)有平行度誤差（扭曲誤差）時(shí)，刀架將產(chǎn)生擺動(dòng)，刀架沿床身導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間

6、曲線，使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。導(dǎo)軌間在垂直方向有平行度誤差時(shí)，將使工件與刀具的正確位置在誤差敏感方向產(chǎn)生偏移量，使工件半徑產(chǎn)生ΔR=Δy的誤差，對(duì)加工精度影響較大。除了導(dǎo)軌本身的制造誤差之外，導(dǎo)軌磨損是造成機(jī)床精度下降的主要原因。選用合理的導(dǎo)軌形狀和導(dǎo)軌組合形式，采用耐磨合金鑄鐵導(dǎo)軌、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌以及對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行表面淬火處理等措施均可提高導(dǎo)軌的耐磨性。圖47滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖３傳動(dòng)鏈誤差傳動(dòng)鏈誤差：是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件相

7、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。機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差是影響表面加工精度的主要原因之一。提高傳動(dòng)元件的制造精度和裝配精度，減少傳動(dòng)件數(shù)，均可減小傳動(dòng)鏈誤差。圖（二）刀具的幾何誤差刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類(lèi)的不同而不同。采用定尺寸刀具（例如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、圓拉刀等）加工時(shí)，刀具的尺寸誤差和磨損將直接影響工件尺寸精度。采用成形刀具（例如成形車(chē)刀、成形銑刀、齒輪模數(shù)銑刀、成形砂輪等）加工時(shí)，刀具的形狀誤差和磨損將直接

8、影響工件的形狀精度。對(duì)于一般刀具（例如車(chē)刀、健刀、銑刀等），其制造誤差對(duì)工件加工精度無(wú)直接影響。刀具的尺寸磨損量NB是在被加工表面的法線方向上測(cè)量的。刀具的尺寸磨損NB與切削路程l的關(guān)系如圖4－8所示。新刃磨刀具切削初期，刀具磨損較劇烈，這段時(shí)間的刀具磨損量稱(chēng)為初期磨損量NB；進(jìn)入正常磨損階段后，磨損量與切削路程成正比，其斜率稱(chēng)為相對(duì)磨損，相對(duì)磨損表示每切削1000m路程刀具的尺寸磨損量；當(dāng)切削路程時(shí)，磨損急劇增加，這時(shí)應(yīng)停止切削。圖刀

9、具的尺寸磨損量可用下式計(jì)算選用新型耐磨刀具材料，合理選用刀具幾何參數(shù)和切削用量，正確刃磨刀具，正確采用冷卻潤(rùn)滑液等，均可減少刀具的尺寸磨損。必要時(shí)，還可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。（三）夾具的幾何誤差?yuàn)A具的作用是使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的位置，夾具的幾何誤差對(duì)工件的加工精度（特別是位置精度）有很大影響。在圖4－9所示鉆床夾具中，影響工件孔軸線a與底面B間尺寸L和平行度的因素有：鉆套軸線與夾具定位元件支承平面C間的距離和

10、平行度誤差；夾具定位元件支承平面C與夾具體底面d的垂直度誤差；鉆套孔的直徑誤差等。圖在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)夾具上直接影響工件加工精度的有關(guān)尺寸的制造公差一般取為工件上相應(yīng)尺寸公差的1／2－1／5。夾具元件磨損將使夾具的誤差增大。為保證工件加工精度，夾具中的定位元件、導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件等關(guān)鍵易損元件均需選用高性能耐磨材料制造。二、裝夾誤差裝夾誤差包括：定位誤差、夾緊誤差。（一）定位誤差定位誤差：因定位不正確而引起的誤差。定位誤差的產(chǎn)生：是由于定

11、位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位面和定位元件制造不準(zhǔn)確而引起。圖定位誤差的組成：由基準(zhǔn)不重合誤差和定位副（含工件定位基面和定位元件）制造不準(zhǔn)確誤差兩部分組成。定位誤差值為上述兩項(xiàng)誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)和：（二）夾緊誤差工件或夾具剛度過(guò)低或夾緊力作用方向、作用點(diǎn)選擇不當(dāng)，都會(huì)使工件或夾具產(chǎn)生變形，造成加工誤差。例如：用三爪自定心卡盤(pán)裝夾薄壁套簡(jiǎn)鏜孔時(shí)，夾緊前薄壁套筒的內(nèi)外圓是圓的，夾緊后工件呈三棱圓形；鏜孔后，內(nèi)孔呈圓形；但松開(kāi)三爪卡盤(pán)

12、后，外圓彈性恢復(fù)為圓形，所加工孔變成為三棱圓形，使鏜孔孔徑產(chǎn)生加工誤差。為減少由此引起的加工誤差，可在薄壁套筒外面套上一個(gè)開(kāi)口薄壁過(guò)渡環(huán)，使夾緊力沿工件圓周均勻分布。三、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差（一）工藝系統(tǒng)剛度　　1工藝系統(tǒng)剛度機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、傳動(dòng)力、慣性力和重力等的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)變形使工件產(chǎn)生加工誤差。工藝系統(tǒng)在外力作用下產(chǎn)生變形的大小，不僅取決于作用力的大小，還取決于工藝系統(tǒng)的剛度。圖垂直作用于工件加工

13、表面的背向力與工藝系統(tǒng)在該方向上的變形y的比值，稱(chēng)為工工藝系統(tǒng)剛度（N／㎜）工藝系統(tǒng)在某一位置受力作用產(chǎn)生的變形量應(yīng)為工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在此位置受該力作用產(chǎn)生的變形量的代數(shù)和，即根據(jù)剛度定義知：，，，，將它們代入上式得由式（4－6）知，工藝系統(tǒng)剛度的倒數(shù)等于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)剛度的倒數(shù)之和。若已知各組成環(huán)節(jié)的剛度，即可由式（4－6）求得工藝系統(tǒng)剛度。工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的剛度。2機(jī)床剛度機(jī)床結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，它由許多零、部件組成，其剛

14、度值迄今尚無(wú)合適的簡(jiǎn)易計(jì)算方法，目前主要還是用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)得機(jī)床部件剛度、、之后，就可以通過(guò)計(jì)算求得機(jī)床剛度。由剛度定義，上式可寫(xiě)為機(jī)床剛度與各組成部件的剛度的關(guān)系式為:分析上式可知，機(jī)床剛度取決于其組成部件的剛度，并主要取決于薄弱部件的剛度，提高機(jī)床剛度要從提高弱剛度部件的剛度人手。3機(jī)床部件剛度是一臺(tái)車(chē)床刀架部件的實(shí)測(cè)度曲線圖，曲線反映了三次加載、卸載過(guò)程中的變形情況。分析圖4－14所示刀架剛度試驗(yàn)曲線可知，機(jī)床部件剛度具有

15、以下特點(diǎn)；l）變形與載荷不成線性關(guān)系，曲線上各點(diǎn)的實(shí)際剛度（各點(diǎn)斜率）是不同的，這說(shuō)明機(jī)床部件的變形不純粹是彈性變形。如圖2）加載曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線；兩曲線所包容的面積代表加載和卸載循環(huán)中消耗的能量，它消耗于克服部件內(nèi)零件間摩擦力和接觸塑性變形所做的功。3）第一次卸載后，刀架恢復(fù)不到第一次加載的起點(diǎn)，這說(shuō)明有殘余變形存在，經(jīng)多次加載和卸載后，加載曲線起點(diǎn)才和卸載曲線終點(diǎn)重合，殘余變形才逐漸減小到零。4）部件實(shí)測(cè)

16、剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體結(jié)構(gòu)估算值小。一個(gè)外形尺寸很大的刀架，它的實(shí)測(cè)平均剛度值只相當(dāng)于一個(gè)截面積較小的鑄鐵懸臂梁的剛度，其原因在于刀架外形尺寸看起來(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，由于這些因素的影響，總的變形就大了。（二）工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1加工過(guò)程中由于工藝系統(tǒng)剛度發(fā)生變化引起的誤差圖例2由于切削力變化引起的誤差加工過(guò)程中，由于毛坯加工余量和工件材質(zhì)不均等因素，會(huì)引起切削力變化，使工藝系統(tǒng)變形發(fā)

17、生變化。從而產(chǎn)生加工誤差。誤差復(fù)映現(xiàn)象：車(chē)削一具有錐形誤差的毛坯，加工表面上必然有錐形誤差；待加工表面上有什么樣的誤差，加工表面上必然也有同樣性質(zhì)的誤差，這就是切削加工中的誤差復(fù)映現(xiàn)象。圖誤差復(fù)映系數(shù)：加工前后誤差之比值，稱(chēng)為誤差復(fù)映系數(shù)，它代表誤差復(fù)映的程度。分析式（4－11）可知ε與成反比；這表明工藝系統(tǒng)剛度愈大，誤差復(fù)映系數(shù)愈小，加工后復(fù)映到工件上的誤差值就愈小。尺寸誤差和形位誤差都存在復(fù)映現(xiàn)象。如果我們知道某加工工序的復(fù)映系數(shù)，

18、就可以通過(guò)測(cè)量待加工表面的誤差統(tǒng)計(jì)值來(lái)估算加工后工件的誤差統(tǒng)計(jì)值。當(dāng)工件表面加工精度要求高時(shí)，須經(jīng)多次切削才能達(dá)到加工要求。第一次切削的復(fù)映系數(shù)；第二次切削的復(fù)映系數(shù)，…，則該加工表面總的復(fù)映系數(shù)因每個(gè)復(fù)映系數(shù)均小于1，故總的復(fù)映系數(shù)將是一個(gè)很小的數(shù)值。（三）減小工藝系統(tǒng)受力變形的途徑由工藝系統(tǒng)剛度表達(dá)式（4－4）可知，減少工藝系統(tǒng)變形的途徑為：提高工藝系統(tǒng)剛度；減小切削力及其變化。1提高工藝系統(tǒng)剛度提高工藝系統(tǒng)剛度應(yīng)從提高其各組成部分

19、薄弱環(huán)節(jié)的剛度入手，這樣才能取得事半功倍的效果。提高工藝系統(tǒng)剛度的主要途徑是：（1）設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備時(shí)應(yīng)切實(shí)保證關(guān)鍵零部件的剛度在機(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。（2）提高接觸剛度提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。減少組成件數(shù)，提高接觸面的表面質(zhì)量，均可減少接觸變形，提高接觸剛度。對(duì)于相配合零件，可以通過(guò)適當(dāng)預(yù)緊消除間隙，增大實(shí)際接觸面積。（3）采用合理的裝夾方式和加工方法提高

20、工件的裝夾剛度，應(yīng)從定位和夾緊兩個(gè)方面采取措施。2減小切削力及其變化改善毛坯制造工藝，減小加工余量，適當(dāng)增大前角和后角，改善工件材料的切削性能等均可減小切削力。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。四、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)在熱作用下產(chǎn)生的局部變形，會(huì)破壞刀具與工件的正確位置關(guān)系，使工件產(chǎn)生加工誤差。熱變形對(duì)加工精度影響較大，特別是在精密加工和大件加工中，熱變形所引起的加工誤差通常會(huì)占到

21、工件加工總誤差的40％－70％。隨著高精度、高效率及自動(dòng)化加工技術(shù)的發(fā)展，工藝系統(tǒng)熱變形問(wèn)題日益突出。（一）工藝系統(tǒng)的熱源l切削熱切削加工過(guò)程中，消耗于切削層彈、塑性變形及刀具與工件、切屑間摩擦的能量，絕大部分轉(zhuǎn)化為切削熱。切削熱將傳入工件、刀具、切屑和周?chē)橘|(zhì)，它是工藝系統(tǒng)中工件和刀具熱變形的主要熱源。在車(chē)削加工中，傳給工件的熱量占總切削熱的30％左右，切削速度越高，切屑帶走的熱量越多，傳給工件的熱量就越少；在銑削、刨削加工中，傳給工

22、件的熱量占總切削熱的比例小于30％；在鉆削和健削加工中，因?yàn)榇罅康那行紲粼谒庸た字?，傳給工件的熱量往往超過(guò)50％；磨削加工中傳給工件的熱量有時(shí)多達(dá)80％以上，磨削區(qū)溫度可高達(dá)800～1000℃左右。2摩擦熱和動(dòng)力裝置能量損耗發(fā)出的熱機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件（如軸承、齒輪、導(dǎo)軌等）為克服摩擦所做機(jī)械功轉(zhuǎn)變的熱量，機(jī)床動(dòng)力裝置（如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等）工作時(shí)因能量損耗發(fā)出的熱，它們是機(jī)床熱變形的主要熱源。3外部熱源主要是指周?chē)h(huán)境溫度通過(guò)空氣的對(duì)流以

23、及日光、照明燈具、取暖設(shè)備等熱源通過(guò)輻射傳到工藝系統(tǒng)的熱量。外部熱源的熱輻射及環(huán)境溫度的變化對(duì)機(jī)床熱變形的影響，有時(shí)也是不可忽視的?？拷翱诘臋C(jī)床受到日光照射的影響，上下午的機(jī)床溫升和變形就不同，而且日照通常是單向的局部的，受到照射的部分與未經(jīng)照射的部分之間就有溫差。熱平衡：工藝系統(tǒng)在工作狀態(tài)下，一方面它經(jīng)受各種熱源的作用使溫度逐漸升高，另一方面，它同時(shí)也通過(guò)各種傳熱方式向周?chē)橘|(zhì)散發(fā)熱量。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)

24、間內(nèi)傳出和傳人的熱量接近相等時(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)各部分的溫度保持在某一相對(duì)固定的數(shù)值上，工藝系統(tǒng)的熱變形將趨于相對(duì)穩(wěn)定。（二）工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1工件熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)械加工過(guò)程中，使工件產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。對(duì)于精密零件，環(huán)境溫度變化和日光、取暖設(shè)備等外部熱源對(duì)工藝系統(tǒng)的局部輻射等也不容忽視。車(chē)削或磨削軸類(lèi)工件外圓時(shí)，可近似看成是均勻受熱的情況。工件均勻受熱影響工件的尺寸精

25、度，其變形量（mm）可按下式估算：對(duì)于精密加工，熱變形是一個(gè)不容忽視的重要問(wèn)題。熱變形對(duì)精密加工件的影響是很大的。磨削加工薄片類(lèi)工件的平面，所示，就屬于不均勻受熱的情況，上、下表面間的溫差將導(dǎo)致工件中部凸起，加工中凸起部分被切去，冷卻后加工表面呈中凹形，產(chǎn)生形狀誤差。工件凸起量與工件長(zhǎng)度上的平方成正比，且工件越薄，工件的凸起量越大。圖2刀具熱變形對(duì)加工精度的影響使刀具產(chǎn)生熱變形的熱源主要是切削熱。切削熱傳入刀具的比例雖然不大（車(chē)削時(shí)約為

26、5％左右），但由于刀具體積小，熱容量小，所以刀具切削部分的溫升仍較高。粗加工時(shí)，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響一般可以忽略不計(jì)；對(duì)于加工要求較高的零件，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響較大，將使加工表面產(chǎn)生尺寸誤差或形狀誤差。3機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響使機(jī)床產(chǎn)生熱變形的熱源主要是摩擦熱、傳動(dòng)熱和外界熱源傳入熱量。由于機(jī)床內(nèi)部熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件的溫升是各不相同的，機(jī)床零部件間會(huì)產(chǎn)生不均勻的變形，這就破壞了機(jī)床各部件原有

27、的相互位置關(guān)系。不同類(lèi)型的機(jī)床，其主要熱源各不相同熱變形對(duì)加工精度的影響也不相同。車(chē)床、銑床和鉆、鏜類(lèi)機(jī)床的主要熱源來(lái)自主軸箱。車(chē)床主軸箱的溫升將使主軸升高；由于主軸前軸承的發(fā)熱量大于后軸承的發(fā)熱量，故主軸前端比后端高；主軸箱的熱量傳給床身，還會(huì)使床身和導(dǎo)軌向上凸起。磨床通常都有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和高速回轉(zhuǎn)的磨頭，并使用大量切削液，它們都是磨床的主要熱源。圖圖（三）減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑1減少發(fā)熱量機(jī)床內(nèi)部的熱源是產(chǎn)生機(jī)床熱變形的主要熱源。

28、凡是有可能從主機(jī)分離出去的熱源如電動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)和油箱等，應(yīng)盡量放在機(jī)床外部。為了減小熱源發(fā)熱，在相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施改善摩擦條件。例如，選用發(fā)熱較少的靜壓軸承或空氣軸承作主軸軸承，在潤(rùn)滑方面也可改用低粘度的潤(rùn)滑油、鋰基油脂或油霧潤(rùn)滑等。通過(guò)控制切削用量和刀具幾何參數(shù)，可減少切削熱。2改善散熱條件向切削區(qū)加注冷卻潤(rùn)滑液，可減少切削熱對(duì)工藝系統(tǒng)熱變形的影響。有些加工中心機(jī)床采用冷凍機(jī)對(duì)冷卻潤(rùn)滑液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，效果明顯。3均衡溫

29、度場(chǎng)在外移熱源時(shí)，還應(yīng)注意考慮均衡溫度場(chǎng)的問(wèn)題。4改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)1—主軸2—主軸箱3—套筒五、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差（一）內(nèi)應(yīng)力及其對(duì)加工精度的影響1內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力：亦稱(chēng)殘余應(yīng)力，是指在沒(méi)有外力作用下或去除外力作用后殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。工件一旦有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，就會(huì)使工件材料處于一種高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，它本能地要向低能位轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化速度或快或慢，但遲早總是要轉(zhuǎn)化的，轉(zhuǎn)化的速度取決于外界條件。當(dāng)帶有內(nèi)應(yīng)力的工件受到力或熱的作用而失去原有的平

30、衡時(shí)，內(nèi)應(yīng)力就將重新分布以達(dá)到新的平衡，并伴隨有變形發(fā)生，使工件產(chǎn)生加工誤差。2內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因（1）熱加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力在鑄造、鍛壓、焊接和熱處理等加工中，由于工件壁厚不均、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。（2）冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力一些剛度較差容易變形的軸類(lèi)零件，常采用冷校直方法使之變直。3內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形如果工件內(nèi)部存在拉、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)變形重新建立新

31、的應(yīng)力平衡。a）鑄件內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)b）刨去一層材料時(shí)應(yīng)力狀態(tài)c）通過(guò)變形建立新的應(yīng)力平衡d）工件的變形情況（二）減小或消除內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑（1）合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量做到壁厚均勻、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，以減小內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。（2）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，但遲變不如早變，應(yīng)使內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形能在進(jìn)行機(jī)械加工之前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。鑄件、鍛件、焊

32、接件在進(jìn)人機(jī)械加工之前，應(yīng)安排退火、回火等熱處理工序；對(duì)箱體、床身等重要零件，在粗加工之后尚需適當(dāng)安排時(shí)效工序；工件上一些重要表面的粗、精加工工序宜分階段安排，使工件在粗加工之后能有更多的時(shí)間通過(guò)變形使內(nèi)應(yīng)力重新分布，待工件充分變形之后再進(jìn)行精加工，以減小內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。六、其他誤差l原理誤差原理誤差：是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀刃形狀等原因而產(chǎn)生的加工誤差。例如，用模數(shù)銑刀銑齒，理論上要求加工不同模數(shù)、齒數(shù)的齒輪，就

33、應(yīng)該用不同模數(shù)、齒數(shù)的銑刀。生產(chǎn)中為了減少模數(shù)銑刀的數(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)銑刀，用以加工同一模數(shù)各種不同齒數(shù)的齒輪。當(dāng)所加工齒輪的齒數(shù)與所選模數(shù)銑刀刀刃所對(duì)應(yīng)的齒數(shù)不同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生齒形誤差。此種誤差就是原理誤差。機(jī)械加工中，采用近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃形狀進(jìn)行加工，雖然會(huì)由此產(chǎn)生一定的原理誤差，但卻可以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和減少刀具數(shù)，只要加工誤差能夠控制在允許的制造公差范圍內(nèi)，就可采用近似加工方法

34、。2調(diào)整誤差在機(jī)械加工過(guò)程中，有許多調(diào)整工作要做，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(chēng)為調(diào)整誤差。引起調(diào)整誤差的因素很多，例如調(diào)整時(shí)所用刻度盤(pán)、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。3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。加工一般精度的零件時(shí)，測(cè)量誤差可占工序尺寸公差的1／5～110；加工精密零件時(shí)，測(cè)量誤差可占工序尺寸公差的1／3

35、左右。產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因主要有：量具量?jī)x本身的制造誤差及磨損，測(cè)量過(guò)程中環(huán)境溫度的影響，測(cè)量者的測(cè)量讀數(shù)誤差，測(cè)量者施力不當(dāng)引起量具量?jī)x的變形等。七、提高加工精度的途徑1減小和消除原始誤差減小和消除原始誤差是提高加工精度的主要途徑。2轉(zhuǎn)移原始誤差3均分原始誤差加工中如果有因上一道工序的加工誤差過(guò)大，由于誤差復(fù)映等原因，使得本工序不能保證工序加工要求時(shí)，可以采用誤差分組的辦法，將上工序加工的工件按實(shí)測(cè)尺寸分為n組，使每組工件的誤差分散范圍

36、縮小為原來(lái)的1／n，然后按組調(diào)整刀具與工件的相對(duì)位置，就可以顯著減小上工序加工誤差對(duì)本工序加工精度的影響。例如：在精加工齒輪齒圈時(shí)，為保證加工后齒圈與內(nèi)孔的同軸度要求，應(yīng)盡量減小齒輪內(nèi)孔與心軸的配合間隙；為此可將齒輪內(nèi)孔尺寸分為n組，然后配置相應(yīng)的n根不同直徑的心軸，一根心軸相應(yīng)加工一組孔徑的齒輪，這樣做，可顯著提高齒圈與內(nèi)空的同軸度。4誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用十分廣泛。圖4－30是車(chē)精密絲杠時(shí)所用的一套螺距誤差補(bǔ)償裝置。