加工质量分析与控制

1、机械加工质量分析及控制一、内容概述本章将机械制造质量分成加工精度和外表质量两个方面来研究。随着科学技术的开展和 市场竞争的加剧， 对零件机械加工质量的要求也越来越高， 因此， 对机械加工质量的深入 研究及解决，不仅已成为机械制造工艺师的首要任务，而且是机械制造工艺学的核心内容， 机械加工质量分析及控制就成为本课程内容中十分重要的一章。二、本章重点1在加工误差的单因素分析中，着重掌握机床误差、工艺系统受力变形、热变形及工件剩余应力等原始误差对加工误差的影响； 2在加工误差的统计分析中，着重掌握分布图在误差分析中的应用。三、课时分配本章课时：讲课： 16 学时，实验： 4 学时第一节 概述 1 学

2、时加工误差的来源，原始误差和加工误差的关系。第二节 影响加工精度的因素 8 学时一、原理误差二、机床的几何误差三、工艺系统其它几何误差四、工艺系统受力变形引起的加工误差工艺系统刚度、部件刚度及其特点、切削力作用点位置变化对加I :误差的影响、误差复映五、工艺系统热变形引起的加工误差六、工件内应力引起的变形第三节 加工误差的统计分析 3 学时第四节机械加工外表质量 4 学时第四节 机械加工中的振动 4 学时四、授课方式多媒体教学五、实验 三向刚度测定法 加工误差统计分析六、习题及思考题4 1试分析在卧式车床上加工时，产生下述误差的原因：1在卧式车床上镗孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。2在

3、卧式车床（用三爪自定心卡盘）上镗孔时，弓I起内孔及外圆同轴度误差、端面及外 圆的垂直度误差的原因。4-1a、b、c所示的误差4 2在卧式车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图 是什么原因，分别采用什么方法来减少或消除？h)4- 3设一工艺系统的误差复映系数为0. 25,工件在本工序前有圆度误差0. 45mm ,假设本工序形状精度规定允差0. Olmm，试问至少要走刀几次方能使形状精度合格？4 4在车床上加工丝杠，工件总长为 2650mm，螺纹局部的长度 L=200mm，工件材料 和母丝杠材料都是 45钢，加工时室温为 20 C，加工后工件温度升至 45 C,母丝杠温升至 30C。试求工件全

4、长上由于热变形引起的螺距累积误差。4-5试说明磨削外圆时，采用死顶尖磨削的目的是什么？哪些因素引起外圆的圆度和锥度误差4 2图4 24 6在车床或磨床上加工一样尺寸及一样精度的内外圆柱外表时，加工内孔外表的走 刀次数往往多于外圆面，试分析其原因。4 7在卧式铳床上铳削键槽（图4-3），经测量发现靠工件两端深度大于中间，且都比调 整的深度尺寸小。试分析这一现象的原因。48在车床上加工一批工件的孔，经测量实际尺寸小于要求的尺寸而必须返修的工件数占22. 4%，大于要求的尺寸而不能返修的占1. 4%,假设孔的直径公差 T=0 . 2mm，整批工件尺寸服从正态分布，试确定该工序的标准差b并判断车刀的调

5、整误差是多少？图4 36-9在自动机上加工一批尺寸要求为$8± 0. 09mm的零件，机床调整后试切50件,测得尺寸如下（表4-1）:表4-1惬件号尺寸/mmBC件号尺寸/mtn轼啊号尺+加E尺寸Anna1147.99R277.9574018.0127,970138.007287.975418.02437.980)68.022297.985427 0247,990n8,MOM7.992437.96557,99 J8,080319.W447.98A6a.oos32H.012457.9B87a.oi*7*973338.024467,995217.895348.045478.0049227

6、.992阳7.W488.027W236.000r.m117,9701450377.88WS.D17127.992251.012317,«4137.9912A5.0408.0024 10机械加工外表质量包括哪几方面内容？外表质量对机器使用性能有哪些影响？4 11高速精镗45钢工件的内孔时，采用主偏角kr=75 °、畐骗角k'r=15 °的锋利尖刀, 当加工外表粗糙度要求 Rx=3.26. 3mm时，问：1在不考虑工件材料塑性变形对外表粗糙度影响的条件下，进给量/应选择多大适宜？2分析实际加工外表粗糙度及计算值是否一样，为什么 ？3进给量f越小，外表粗糙度值是

7、否越小？412为什么切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？413磨削外圆外表时，如果同时提高工件和砂轮的速度，为什么能够减轻烧伤且又 不会增大外表粗糙度？414 机械加工中，为什么工件外表层金属会产生剩余应力？磨削加工工件外表层产生剩余应力的原因及切削加工产生剩余应力的原因是否一样？为什么？6- 15 一长方形薄板钢件（假设加工前工件的上、 下面是平直的）,当磨削平面A后，工 件产生弯曲变形（图4 4），试分析工件产生中凹变形的原因。第四章机械加工质量分析及控制产品质量是指用户对产品的满意程度。它有三层含义：一是产品的设计质量； 二是产品的制造质量；三是效劳。 以往企业质量管理中，强调较多的往往

8、是制造质量，它主要指产品 的制造及设计的符合程度。现代的质量观，主要站在用户的立场上衡量。设计质量，主要反 映所设计的产品及用户顾客的期望之间的符合程度。设计质量是质量的重要组成局部。零件的机械制造质量包括零件几何精度和零件外表层的物理机械性能两个方面。零件的几何误差包括尺寸误差、几何形状误差和位置误差。几何形状误差又可分为宏观几何形状误 差、波度和微观几何形状误差。机械加工精度主要介绍影响加工精度的各种因素及加工误差的统计分析方法；通过分析原始误差及加工误差的关系， 使学生掌握单因素原始误差对加工误差的影响规律；通过加工误差统计分析方法的学习， 使学生掌握产生加工误差的综合因素进展分析；因此

9、在学习本章后，应着重让学生掌握影响零件加工质量的因素及其分析方法，能对具体的：工艺问题进展分析，并提出改良产品质量工艺途径。第一节机械加工精度概述1 加工精度的概念加工精度是指零件加工后的实际几何参数尺寸、形状和位置及理想几何参数的符合程度。2 加工精度及加工误差的关系在机械加工中，由于工艺系统中各种因素影响，使加工出的零件不可能及理想的要求完全符合。零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。其符合程度愈高，加工误差愈小，即加工精度愈高；偏离程度愈大，加工误差愈大。由此可见，加 工精度和加工误差是从两个不同的角度来评定加工零件的几何参数。应让学生在学习时抓住以下要点：1必

10、须切实弄清“理想几何参数'的正确含义。即，对于尺寸是图纸规定尺寸的平均值；对于形状和位置，那么是绝对正确的形状和位置，如绝对的圆和绝对的平行等等。2加工精度是零件图纸或工艺文件以公差T给定的，而加工误差那么是零件加工后的实际测得的偏离值。一般说，当<T时，就保证了加工精度。3零件三个方面的几何参数，就是加工精度和加工误差的三方面的内容。即，加工精度误差包括尺寸精度误差、形状精度误差和相互位置精度误差。从保证机器使用性能出发，机械零件应具有足够的加工精度，但没有必要把每个零件都做得绝对准确。设计时应根据零件在机器上的功用，将加工精度规定在一定范围内是完全允许的。即加工精度的规定均以

11、相应的标准公差数值标注在零件图上，加工时只要零件的加工误差未超过其公差范围，就能保证零件的加工精度要求和工作要求。二、原始误差零件加工精度主要取决于工件和刀具在切削过程中相互位置的准确程度。由于多种因素的影响，由机床、夹具、刀具和工件构成的工艺系统中的各种误差，在不同的条件下，以不 同的方式反映为加工误差。工艺系统的误差是 “因，是根源；加工误差是“果，是表现。因此，把工艺系统的误差称之为原始误差。加工中可能产生的原始误差综合如下：原始误差原理误差工件安装误差机床误差夹具误差刀具误差调整误差工艺系统受力变形工艺系统受热变形刀具磨损工件内力引起的变形测量误差三、研究机械加工精度的万法加工误差的研

12、究方法，通常分为：分析计算法又称因素分析法和统计分析法两种。分析计算法，是分别研究各原始误差对加工精度的影响。研究某一确定因素时，一般不考虑其它因素的同时作用。通过分析、计算或实验、测试，得出该因素及加工误差之间的关系，即找出它们之间的变化规律。统计分析法，是对某一具体加工条件下加工的一批工件，进展实际测量，然后以数理统计学为根底来处理、分析误差的性质和变化规律。可见，前一种方法主要是分析各项误差单独的变化规律，后一种方法主要是研究各项误差综合的变化规律，且只适用于大批大量的生产条件。在实际生产中，这两种方法往往要结合起来应用。 一般先用统计分析法找出误差的出现 规律，初步推断产生加工误差的可

13、能原因， 然后，运用分析计算法找出影响加工误差的关键 因素，再进展实验验证。第二节 影响加工精度的因素一、原理误差原理误差作一般了解加工原理误差是因采用了近似的加工运动或近似的刀刃轮廓血产生的。举例：滚切渐开线齿轮有两种原始误差：用阿基米德根本蜗杆滚刀或法向直廓根本由于蜗杆滚刀，代替渐开线根本蜗杆滚刀，由于滚刀刀刃形状误差会引起的加工误差； 滚刀刀刃数有限，滚切出的齿形不是连续光滑的渐开线，而是由假设干短线组成的折线。在生产实际中，采用近似的加工方法， 可以简化机床构造和刀具的形状，并能提高生产率，降低加工本钱。因此，只要把原理误差限制在规定的范围内，采用近似的加工方法是完 全允许的。二、机床

14、的几何误差机床误差是最根本的原始误差之一。分析和研究机床误差及其对加工精度的影响，无论在理论上或是实际应用上都具有重要的意义。因此，这一节是本章的重点，必修切实掌握。机床误差是由机床的制造误差、安装误差和磨损等引起的。它是保证工件加工精度的根底，机床误差的工程很多，下面着重分析对工件加工精度影响较大的误差：如导轨导向误差、主轴回转误差和传动链误差等。1 机床主轴回转误差机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具， 主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差不仅对加工外表的形状和位置精度影响较大，而且对加工外表的粗糙度和波度影响亦较大。尤其是在精细加工中，它是决定工件

15、圆度的主要因素。主轴回转误差讨论的内容包括：1主轴回转误差的概念；2主轴回转误差的根本形式及其产生的加工误差；3主轴回转误差的来源；4减少主轴回转误差及其对加工精度影响 的措施；1主轴回转误差的概念正确的理解和掌握主轴回转误差的概 念，是讨论其它问题的机床，因此必须首 先切实弄清有关轴线的概念。即，主轴几 何轴线、主轴实际回转轴线、主轴理想回 转轴线和主轴平均回转轴线等的概念及其 相互关系。所谓主轴回转误差 是指主轴实际回转 轴线对其理想回转轴线的漂移量。通常把 主轴的回转误差分解为径向跳动、轴向窜 动和角度摆动三种根本形式。如图4 一 12主轴回转误差对加工精度的影响对于不同的加工，不同形式

16、的主轴回转图4 1误差对加工精度的影响是不同的。这里应让学生注意掌握一样 不同形式的主轴回转误差，对不同机床和加工外表将产生不同一样形式的加工误差。1主轴的纯径向跳动它会使工件产生圆度误差， 但加工方法不同如车削和镗削影响程度不尽一样。镗孔情况图4 2设因主轴纯径向跳动而使轴线在y坐标方向上作简谐直线运动，其频率及主轴转速一A丨，当镗刀转过某一 0样，振幅为A ;设刀尖处于水平位置时，主轴中心偏移最大等于 角时，此时刀尖轨迹的水平和垂直分量分别是：y = Acos 0 +Rcos 0= A+Rcos0;2二1。这是一个椭圆方程式，说明镗出的R2z = Rcos 0 将上两式平方相加可得:孔是一

17、个椭圆孔。图42镗孔时纯径向跳动对圆度的影响图4 3车削时纯径向跳动对圆度的影响车削外圆情况图4 3工件1处的切出半径比在 2、4处小一个振幅 A，而在工件3处的切出半径那么比 2、4 处大一个振幅A。这样在工件的上述四点直径都相等， 在其它各点处的直径误差也甚小， 故 车削出的工件外表接近于一个真圆。2主轴的纯轴向窜动它对内外圆加工没有影响，但当加工端面时，会使车出的端面及圆柱面不垂直图4 4，端面对轴线的垂直误差随切削半径的减小而增大。加工螺纹时，轴向窜动会产生螺距周期性误差。图44主轴端面跳动引起的加工误差a工件端面跳动b螺距周期误差3主轴的纯角度摆动主轴回转时的纯角度摆动，在车削外圆时

18、仍然可以得到一个圆形工件，但工件是一个圆图4 5纯角度摆动对镗孔的影响O工件孔轴心线；On主轴回转轴心线3影响主轴回转误差的主要因素在众多影响主轴回转误差的因素中， 最主要的是：主轴支承轴颈、轴承孔、滚动轴承滚 道等的圆度误差；主轴支承轴颈的轴肩、 止推滚动轴承的滚道及轴线的垂直误差； 以及轴承 的间隙等。当主轴采用滑动轴承时，主轴回转精度，主要是受到主轴颈和轴承内孔的圆度误差和 波度的影响图4 6。当主轴采用滚动轴承时，主轴回转精度不仅取决于滚动轴承本身的 精度包括内、外圈滚道的圆度误差， 滚动体的形状、尺寸误差，而且还及轴承配合件 主 轴颈、轴承座孔的精度密切相关图4 7。图4 6图4 7

19、4提高主轴回转精度的措施1提高主轴部件的制造精度首先应提高轴承的回转精度，如选用高精度的滚动轴承，或采用高精度动压滑动轴承多油楔和静压轴承等。其次是提高配合外表如箱体支 承孔、主轴轴颈的加工精度。实际生产中，常采用定向装配和分组选配，使误差相互补偿 或抵消，以减小轴承误差对主轴回转精度的影响。2对滚动轴承进展预紧适当预紧可以消除间隙，并产生微量过盈，提高轴承的接触刚度，并对轴承内外圈滚道和滚动体的误差起均化作用，从而提高主轴的回转精度。3使主轴的回转误差不反映到工件上直接使工件在加工过程中的回转精度不依赖于主轴，是保证工件形状精度的最简单而又有效的方法。如在外圆磨床上磨削外圆柱面时， 为防止工

20、件头架主轴回转误差的影响，工件由头架和尾架的两个固定顶尖支承，头架主轴只起传动作用，工件的回转精度完全取决于顶尖和中心孔的形状精度、同轴度。在镗床上加工箱体类零件上的孔时， 可采用镗模加工，刀杆及主轴为浮动联接， 那么刀杆的回转精度及机 床主轴回转精度无关，工件的加工精度仅由刀杆和导套的配合质量决定。2 机床导轨误差机床导轨是机床各主要部件相对位置和运动的基准，它的精度直接影响机床成形运动 之间的相互位置关系。因此，它是产生工件形状误差和位置误差的主要因素之一。机床导轨误差的工程包括：导轨在水平面内和垂直面内的直线度误差；前后导轨在垂直面内的平行度扭曲度误差。1车床导轨在水平面内的直线度误差它

21、使刀具在水平面内产生位移厶 y图4 8，造成工件在半径方向上的误差厶R=Ay。当车削长工件时，还会使工件外表产生圆柱度误差。图4 8车床导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响2车床导轨在垂直面内的直线度误差此项误差使刀具在垂直平面内产生位移AZ图4 9，会引起工件在半径方向的误差A R= A Z2/ 2R。由于A Z很小，A Z2更小，一般可忽略不计。但对平面磨床龙门刨床及 铳床等，导轨在垂直面内的直线度误差会引起工件相对于砂轮刀具产生法向位移，其误图4 10龙门刨床导轨垂直面内的直线度误差对加工精度的影响由此可见：原始误差所引起的刀刃及工件间的相对位移，假设产生在加工外表的法线方向，那么

22、对加工精度有直接影响；假设产生在切线方向，就可以忽略不计。这个概念在分析加工精度问题时经常要用到它。例如：假设原始误差所引起的刀刃及工件之间在加工外表的 法线方向产生厶y的相对位移，那么工件在半径方向上的误差为R= A y图4 11a；。而在切线方向产生 Z的相对位移时图 4 11b，产生的加工误差为R=A Z2/(2R)。设：A Z= A y =0.01mm,R=50mm，那么由于法向原始误差而产生的加工误差AR= 0.01mm,由于切向原始误差而产生的加工误差A R= 0.000001mm，此值完全可以忽略不计。一般把原始误差对加工精度影响 最大的那个方向即通过刀刃的加工外表的法线方向称为

23、误差敏感方向。 分析各种原始误差对加工精度的影响时，应着重分析在误差敏感方向的影响。3车床前后导轨在垂直面内的平行度扭曲度误差平行度扭曲度误差，会使那么导轨产生扭曲图4- 12，使刀尖相对于工件在水平和垂直两个方向上产生偏移。 设车床中心高为 H,导轨宽度为B，那么导轨扭曲量引起 工件半径的变化量 R为： R/ H / B; R H / B。一般车床H (2/ 3)B，外圆磨床H=B，可见此项误差对加工精度影响很大。图412导轨扭曲对加工精度的影响分析导轨误差及其对加工精度的影响时，总结以下几点：1车床导轨在水平面内的直线度误差，是1 : 1的直接反映到工件的半径上去，即 R= y ;而在垂直

24、面内的直线度误差产生的加工误差，那么为二次小误差，即 R= Z2/2R可忽略不计。在此应注意，不是各种机床导轨在垂直面内的直线度误差所引起的加工误差，都可以忽略不计。例如，卧轴矩台平面磨床床身导轨在垂直面内的直线度误差，就不能忽略不计。由此引出的“误差敏感方向的概念十分有意义。所谓“误差敏感方向是指通过刀刃的加工外表的法线方向。即,产生加工误差最大的那个方向。要会应用这一概念来解释为什么对某些机床，分析导轨误差对加工精度的影响时，就不分水平和垂直两个方向？还应会运用它来改变装刀方位减小加工误差。2判断导轨误差产生的工件形状误差，对于初学者来说，往往是比拟困难的。分析判断时，首先要弄清楚导轨误差

25、工程、所在平面及弯曲方向或不平行及不垂直的方向，以及导轨全长各点处的误差值；然后，再查明工件被加工外表所对应的导轨部位和长度段。这样才能最终断定加工后的工件，是鼓形、鞍形或双曲面体形。3机床导轨误差，对不同的机床、不同的加工方式和加工对象，其产生的加工误差 的形式是不同的。3.机床传动链误差传动链误差讨论的内容包括：1传动链误差的概念；2传动链误差的传递；3传动链误差的估算及传动链误差对加工精度的影响；4减少传动链误差的措施。1传动链误差的概念传动链误差是指内联系传动链中首、末两端传动件之间相对运动的误差。当加工工件外表如螺纹车削、齿轮滚齿、插齿、磨齿时，通过机床上的复合运动实现，即主轴工件

26、或滚刀和刀架车刀或工作台被加工齿轮间为内联系传动链，该传动链的误差是影 响加工精度的主要因素。2传动链误差的传递S 弘75® T iii2i3i4T iTZ2 Z4 Z6 Z8传动链末端元件产生的转角误差。它的大小对车、磨、铳螺纹，滚、插、磨展成法磨齿齿轮等加工会影响分度精度， 造成加工外表的形状误差，如螺距精度、齿距精度等。 例如，车螺纹时，要求主轴及传动丝杠的转速比恒定图示，即i12ZiZ22 i12 1假设齿轮Z1有转角误差3，造成Z2的转角误差为12= >12 3 1传到丝杠上的转角误差为31n，即：Z13 13 1n=i1 n3 1Z2 3 23 2n=>2n3

27、 2Zn 3 n3n丫 1n 2nnnjl jnj 1nn=i nn3 n在任一时刻，各齿轮的转角误差反映到丝杠的总误差为：传动链误差是由传动链 中各传动件的制造误差、装配误差、加工过程中由于力和热而产生变形以及磨损引起的。各传动件在传动链中的位置不同，影响程度不同，其中末端元件的误差对传动链的误差影响最大。各传动件的转角误差将通过传动比反映到工件上。当传动链为升速传动时，那么传动件的转角误差将扩大，反之为降速传动时，其转角误差将缩小。3减少传动链误差的措施为减小传动链误差对加工精度的影响，可以采取以下措施:1尽量缩短传动链，即减少传动元件的数量，以减少误差来源。2采用降速传动u<1 ,

28、 u为机床中的传动比，如滚齿机的展成链末端传动副，即传 开工作台的蜗杆蜗轮副采用大降速比u=1/72。能有效地减小传动误差。3提高传动元件，尤其是末端传动元件的加工精度和装配精度。4采用校正装置图 4- 13以及微机控制的传动误差自动补偿装置等。图 4 - 13三、工艺系统其它几何误差1 刀具误差该局部内容只作一般介绍， 主要让学生了解刀具误差对加工精度的影响，随刀具种类的不同而不同。1一般刀具如普通车刀、单刃镗刀和面铳刀等的制造误差对加工精度没有直接影响，但磨损后对工件尺寸或形状精度有一定影响图4 14。2定尺寸刀具定尺寸刀具如钻头、铰刀、圆孔拉刀等的尺寸误差直接影响被加工工件的尺寸精度。

29、刀具的安装和使用不当，也会影响加工精度。3成形刀具成形刀具如成形车刀、成形铳刀、盘形齿轮铳刀等的误差主要影响被加工面的形状 精度。4展成法刀具展成法刀刀、工的 有 会 轮切削路程(km)具如齿轮滚 插齿刀等力口 齿轮时，刀刃 几何形状及 关尺寸精度 直接影响齿 加工精度。图4-14车刀的尺寸磨损及车刀磨损过程2.夹具误差和工件安装误差夹具的误差主要是指:1定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等零件的制造误差。2夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差。3夹具在使用过程中工作外表的磨损。图例工件的安装误差包括定位误差和夹紧误差。具体内容在？机械制造装备？课程中讲述。夹具误差和工件安装误

30、差可通过图4 15的夹具实例说明对加工精度的影响。图 4 163 测量误差1量具、量仪和测量方法本身的误差2环境条件的影响温度、振动等3测量人员主观因素的影响视力、测量力大小等4正确选择和使用量具，以 保证测量精度4 调整误差1试切法调整?测量误差?进给机构位移误差爬行现象?加工余量的影响余量很小时，刀刃打滑2定程机构调整大批量生产时常采用行程挡块、靠模、凸轮作为定程机构，其制造精度和调整精度产生 调整误差3样板、样件调整样件、样板的制造精度和安装精度、对刀精度产生调整误差4夹具安装调整影响工件在机床上占有正确的加工位置四、工艺系统受力变形引起的加工误差工艺系统受力变形现象通过两个实例来说明工

31、艺系统受力变形对零件加工精度的影响。图4 17受力变形对工件精度的影响a）车长轴b）磨内孔由此看来，为了保证和提高工件的加工精度，就必须深入研究并控制以至消除工艺系统及其有关组成局部的变形。一工艺系统的刚度1. 工艺系统刚度的概念工艺系统整体抵抗其变形的能力。其大小为：背向力Fp 旧标准中为径向切削分力Fy及工艺系统在该方向上的变形yxt的比值，即：kxt = Fp/yxt注意：这里变形yxt是总切削力的三个分力 Fc、Fp、Ff旧标准中为Fz、Fy、Fx综合 作用的结果。要向学生交代清楚引起yxt变化外力的含义。负刚度现象简要介绍，只向学生说明负刚度现象产生的原因及对加工的影响假设出现变形方

32、向及Fp方向不一致的情况，如 Fp及yxt方向相反，工艺系统就处于负刚度状态。?刀架系统在Fp力作用下引起同向变形 y图a?在Fc力作用下引起的变形 y及Fp方向相反图b负刚度现象对保证加工质量是不 利的，此时车刀的刀尖将扎入工件扎刀的外圆外表，弓I起刀具的破损和振动，应尽量防 止。2. 系统刚度及环节刚度工艺系统的刚度是由组成工艺系统各部件的刚度决定的。工艺 系统的总变形量为：yxt= yjc+ydj+yjj+ygjkxt=Fp/yxt, kjc= Fp/yjc , kdj= Fp/ydj , kjj = Fp/yjj, kgj= Fp/ygj 工艺系统刚度的一般式为：kxt= 1/(1/k

33、 jc+1/ kdj+1/ kj+1/kj7 1假设工艺系统各组成局部的刚度即环节刚度，就可以求出工艺系统的刚度。3. 机床部件的刚度及其特点机床构造复杂，组成的零部件多，各零部件之间有不同的 联接和运动方式，因而机床部件的刚度问题就比拟复杂。它的计算至今还没有适宜的方法，需要通过实验来测定。图4-18是单向加载时车床刚度测定示意图。主轴部件、尾座及刀架的变形可分别从千 分表2、3和6读出。这种方法测得的y方向位移是背向力Fp作用下引起的变形。30I JL 00002 I亘3第二次. 科吭t -图 4 184050图4 19 车床刀架部件刚度的实测曲线 图4- 19为用实验方法测得车床刀架部件

34、刚度曲线，其特点为： 1变形及作用力不是线性关系，说明部件的变形不纯粹是弹性变形。 2加载及卸载曲线不重合，说明在加载一卸载值环中有能量损失。 3卸载后曲线不能回到原点。说明有残留变形。4部件的实际刚度远比按实体可能估算的小。造成部件刚度具有上述特点的原因主要有以下几个方面： 连接外表间的接触变形图4 20连接外表间的接触变形 薄弱零件本身的变形图4 21机床部件刚度的薄弱环节 间隙的影响 摩擦的影响二工艺系统受力变形对加工精度的影响1.切削力大小变化对加工精度的影响加工过程中，由于工件的加工余量发生变化工件材质不均等因素引起的切削力变化, 使工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。图4 -

35、22 毛坯形状误差的复映假设毛坯A有椭圆形状误差如右图。 让刀具调整到图上双点划线位置，由图可 知，在毛坯椭圆长轴方向上的背吃刀量为 api，短轴方向的背吃刀量为 ap2。由于背吃 刀量不同，切削力不同，工艺系统产生的让 刀变形也不同，对应于api产生的让刀为yi,对应于ap2产生的让刀为y2,故加工出来的工 件B仍然存在椭圆形状误差。由于毛坯存在 圆度误差毛=api-ap2，因而引起了工件的圆 度误差工=yi-y2,且毛愈大，工愈大，这 种现象称为加工过程中的 毛坯误差复映现象。工及毛之比值£称为误差复映系数，它是误W m称为误差复映系数，vi差复映程度的度量。尺寸误差包括尺寸分散和形状误差都存在复映现象。如果我们知道了某加工工序的 复映系数，就可以通过测量毛坯的误差值来估算加工后工件的误差值。讨论：?增加走刀次数，可减小误差复映，提高加工精度，但生产率降低了。?提高工艺系统刚度，对减小误差复映系数具有重要意义。?毛坯的各种形状误差圆度、圆柱度、同