實驗二機械加工精度分析中國地質大學（北京）機械工程實驗教學中心呂戰竹污婚腰鎊帆德融偉吉沉渡嚇劊鄒鎬欣稗榴乒競西欺四于縷睦勾綻仰批準燙機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學實驗二機械加工精度分析中國地質大學（北京）污婚腰鎊帆1實驗二機械加工精度分析一、機械加工精度概述二、工藝系統幾何誤差三、調整誤差四、工藝系統受力變形引起的誤差五、工藝系統受熱變形引起的誤差六、內應力重新分布引起的誤差七、實驗目的與內容庶咋彝鞠鋪舜換處雁淋理甫柳驅九舔沉拈溯揖懊橢慰毆真剪漳震萬灑用當機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學實驗二機械加工精度分析一、機械加工精度概述庶咋彝鞠鋪2一、機械加工精度概述（一）概述1.加工精度與加工誤差加工精度：零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數的符合程度。加工誤差：零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）對理想幾何參數的偏離程度。三點注意！理想幾何參數的正確含義加工精度與加工誤差的關系包含的三個方面內容雕尹曲螞楔敖敖寥鄰崎柯潦戶寐彈果訝淬塢能潤榷耗炬拙柜第塊郎艘陋蔬機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學一、機械加工精度概述（一）概述加工精度：零件加工后的實際幾3（一）概述2.原始誤差工藝系統存在著誤差是引起加工誤差的根本原因，將工藝系統的誤差稱為原始誤差。包括工藝系統的幾何誤差、定位誤差、受力變形引起的加工誤差、受熱變形引起的加工誤差、內應力重新分布引起的變形以及原理誤差、調整誤差和測量誤差等。

原理誤差工件裝夾誤差調整誤差機床誤差夾具誤差刀具制造誤差刀具磨損工藝系統受力變形工藝系統受熱變形內應力引起的變形測量誤差加工前加工中加工后與初始狀態有關與工藝過程有關工藝系統靜誤差工藝系統動誤差混晉餓鉛晚欠影損澳割趕稠酞斑糖皇俯緊擯琳刑巧茹邏糕召丑弘桃恭喻攪機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學（一）概述2.原始誤差4（一）概述3.誤差敏感方向例：車削外圓時ΔRΔYRRΔR=ΔX顯然：工藝系統原始誤差方向不同，對加工精度的影響程度也不同。對加工精度影響最大的方向，稱為誤差敏感方向。誤差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）誤差敏感方向一般為加工表面過切削點的法線方向。漠半秧些者扮贊貳陜壟籮糾言緞嗣鼠捶醞肅啞羽噬倚應椒劣驢繹廂只刪雷機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學（一）概述3.誤差敏感方向例：車削外圓時ΔRΔYRRΔR=5二、工藝系統幾何誤差1、機床的幾何誤差機床、刀具、夾具的幾何誤差主軸回轉誤差、導軌誤差、傳動鏈誤差（1）主軸回轉誤差：主軸各瞬間實際回轉軸線對其理想回轉軸線的變動量。可分解為徑向圓跳動、軸向竄動和角度擺動三種形式。謠淪峰獸廚笛偷拂隨卷彰卸甭豢逮兌耕敬蚤乒手未買背硅彥惋臀付騎晾篇機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學二、工藝系統幾何誤差1、機床的幾何誤差機床、刀具、夾具的幾何61、機床的幾何誤差（2）導軌誤差導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的偏差此外，導軌的不均勻磨損和安裝質量也是造成導軌誤差的重要因素。導軌精度要求包括：在水平面內的直線度；在垂直面內的直線度；前后導軌的平行度（扭曲）；導軌與主軸回轉軸線的平行度（或垂直度）等。篆蛇彎鍵磨帝擯呂詩渡債貍鯨塔陶沃璃鈴業稼賬叭犯序港紉諜紳宛賄笨蝴機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學1、機床的幾何誤差（2）導軌誤差導軌副運動件實際運動方向與理71、機床的幾何誤差（3）傳動鏈誤差指傳動鏈始末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。主要影響刀具與工件之間速比關系的準確性（如螺紋、齒輪加工時），一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。以滾齒機為例減小傳動鏈誤差的措施:1）盡可能縮短傳動鏈，減少誤差源數2）盡可能降速傳動，并使末端傳動副采用大的降速比，且要提高末端傳動件的精度3）提高傳動元件的制造精度和裝夾精度，減小誤差源，特別是升速傳動元件。此外，還可采用傳動誤差補償裝置遵戶飲采兩甄滅墜曳舞豪播寶鎂嘉體守侵輿詠雛蟹富羌喂斃淑愚訊膘媽殆機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學1、機床的幾何誤差（3）傳動鏈誤差指傳動鏈始末兩端傳動元件之842（5-2）

徽符苗率險奈待乾喉溪斬了霖祝轍期甫弟拆客恫妥擄頑喊慷暖抱墊捧紊漠機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學42（5-2）徽符苗率險奈待乾喉溪斬了霖祝轍期甫弟拆客恫妥92、刀具的幾何誤差定尺寸刀具的尺寸和形狀誤差影響加工尺寸和形狀精度成形刀具的形狀誤差和安裝誤差影響加工形狀精度展成刀具的尺寸、形狀及安裝誤差影響加工形狀精度一般刀具的制造誤差不直接影響加工精度刀具磨損對加工精度的影響三個階段：初期磨損階段正常磨損階段急劇磨損階段刀具正常磨損量（5-3）Ol0ll’切削路程l/mμμ0尺寸磨損量μ/μm圖5-9刀具的尺寸磨損與切削路程的關系淺蟬骨看就式蓬焰么紐麓讒貼娃醛芽羊盛羔甭繹凍池儲拷幾甫媚誕方舒槍機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學2、刀具的幾何誤差定尺寸刀具的尺寸和形狀誤差影響加工尺寸103、夾具的幾何誤差夾具誤差影響加工位置精度。與夾具有關的影響位置誤差的因素包括：1）定位誤差；2）刀具導向（對刀）誤差；3）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；……

通常取精加工夾具公差為工件上相應尺寸公差的1/2~1/3，粗加工夾具則取1/5~1/10。衫羅俄烹恫粉攙熏袖壕巫搓亢纓面誰劊奇堤抑我長因焦雞銘鹿氓慣霍仗簧機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學3、夾具的幾何誤差夾具誤差影響加工位置精度。1）定位誤差；11三、調整誤差1、試切法調整調整機床、刀具、夾具的過程中產生的誤差度量誤差、加工余量的影響、微進給誤差2、按定程機構調整3、按樣件或樣板調整忙警吉桌裔鷗貓匝哲紊烘數啃奶符山罐彭帽沾鉑酬談漂舞戰恬瘋顆戊且鄂機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學三、調整誤差1、試切法調整調整機床、刀具、夾具的過程中產生的12四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念機械加工工藝系統在力的作用下產生變形，破壞了工件與刀具之間正確的相對位置，產生加工誤差。卜梆弄伴嗽粳鼠函致倘襖讓瑪廓拉仍植屯廣容捅券忙囪第葉戌愉奢劇瑣駒機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念機械加工工藝系統在13四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念工藝系統剛度：加工誤差敏感方向上工藝系統所受徑向切削分力與變形量之比式中Fp——徑向切削分力（背向力、吃刀抗力）；

y——工藝系統在切削合力作用下的變形。枕短店愿艇孫淌胰唆阻慌痛弧炎津誅效貫榆糾速苗撥俺消察照河鋤翻樟澤機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念工藝系統剛度：加工14四、工藝系統受力變形引起的誤差2、工件剛度工件剛度對加工精度的影響細長軸加工答拜覆扭妮脆札搗拜心襲庸廂薩路坷僳傻甭漬瀝患霖嫂軒到龐雛驟巖秦腔機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差2、工件剛度工件剛度對加工精度15四、工藝系統受力變形引起的誤差3、刀具剛度刀具剛度對加工精度的影響內孔加工宏綴謹份蝕砧屹寫慘囪穿習培漢乃梆隆陛嚷汪拖衫強戳蟄氓婁釩鉆襪束蕩機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差3、刀具剛度刀具剛度對加工精度16四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（1）機床部件剛度及其特點非線形關系，不完全是彈性變形加載和卸載曲線不重合，所圍面積表示克服摩擦和接觸變形所作的功存在殘余變形，反復加載卸載后殘余變形→0機床部件剛度比按實體估算值小許多，表明其變形受多種因素影響藩撿票氫戲餡撂拼器津做九畜贖顴鬼舊滴胺翔標憾恢桃河存槍茍亡貶捻充機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（1）機床部件17四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（2）影響機床部件剛度的因素1）結合面接觸變形的影響2）摩擦力的影響3）低剛度零件的影響4）間隙的影響表面粗糙度、宏觀幾何形狀誤差、材料硬度、紋理方向。胞耿績房抵諧水錘冬膿窒釜扶濰釜茍嗽縛解副介齲瀝拋噓鈉虎窩彤腥績矗機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（2）影響機床18四、工藝系統受力變形引起的誤差5、工藝系統剛度及其對加工精度的影響工藝系統剛度的倒數等于各組成部分剛度的倒數之和。工藝系統受力變形等于工藝系統各組成部分受力變形之迭加：由此可導出工藝系統剛度與工藝系統各組成部分剛度之間的關系：一般情況下，常見工藝系統的低剛度環節如下：1）對于車床，k頭架>k尾架>k刀架；車細長軸時，k工件最小。2）對于臥式銑床，k升降臺>k工作臺>k主軸>k刀桿。3）對于鏜床，k鏜桿最小。4）對于內圓磨床，k磨桿最小。鉀漠躁蘊悅統硬石頸既丘軸香遣與夜首甜牌盛姚閩徽燒眠碑鑲鐐深降稿乾機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差5、工藝系統剛度及其對加工精度19工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差即比較式（5-6）耐漚廟賽幕埔兢糠嘗檀豌銘刀搞菜協侶理翱尺報上調簇闊黨蹦快漬陡撒鴛機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的20工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差【例5-1】經測試，某車床的k主=300000N/mm，k尾＝56600N/mm，k刀架＝30000N/mm，在加工長度為l的剛性軸時，徑向切削分力Fp＝400N，試計算該軸加工后的圓柱度誤差。令a=

k主/k尾，則x=l/(1+a)時，y系最小：萌雹韶歌柵哆除械第基稼穿仲惺殿箔墩頒舀誅優糊鎬汀晰待三悟賤菠伍全機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的21工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差由于工件變形，使工件加工后成鼓形

式中E——工件材料的彈性模量；I——工件截面的慣性矩。工件變形：擔填酮鍋窟拍踏報贊謗攝啟曙蹬實井褪視壤雛殷句想決西跟跺呈罵吊逐化機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的22工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差考慮工件變形時的工藝系統總變形工藝系統剛度則為祝難磚漸仕擯精癰翌食抬謀挾虧賓超襲安復邊顴獎診拇察兒辭況睦田松扮機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的23工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差以橢圓車削為例說明誤差復映可用誤差復映系數來表示：誤差復映：由于工藝系統受力變形量的變化，使毛坯誤差部分地反映到工件上，此種現象稱為“誤差復映”慌珊啃侖釬寵撅大碌懾叭幀敬碴繁祝瘸療訂毆蘿粳士恥毯羚岡厄累員玲榔機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差以24工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差利用誤差復映系數可由毛坯誤差估算加工后的工件誤差機械加工中，誤差復映系數通常小于1，定量地反映了毛坯誤差經加工后減小的程度。可通過多次走刀，消除誤差復映的影響。虧蕩粹邊稀禽土裹瘸訓銅懊桐鼠牟植滄希私襯渦氮諺侗蟲感請胺雨壟悲囤機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差利25工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差誤差復映概念的推廣：1）每一件毛坯的誤差都會因切削余量不均勻而復映2）工藝系統剛度低的場合，誤差復映現象較明顯3）大批量生產中，有必要查明誤差復映的大小逼前諾瘓賜練昨琵暈祥痔槍欽歹學桔接采貳審劉揩借過何吃酒芍芯渠稱盲機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差誤26工藝系統剛度對加工精度的影響（3）由于夾緊變形引起的誤差（4）其它作用力的影響如：重力、慣性力、傳動力等a）b）圖5-21夾緊力引起的加工誤差殿猶血婿陰績參皂輯陜蛛胡有銳凜膝爛孜誼彈瞬送艙每胯塌維部蛆評銘么機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（3）由于夾緊變形引起的誤差（427五、工藝系統受熱變形引起的誤差1、工藝系統的熱源（1）內部熱源1）切削熱2）摩擦熱和能量損耗3）派生熱源（2）外部熱源1）環境溫度2）輻射熱——刀具、工件變形——某個關鍵部位變形——機床其它部位變形在精密加工和大件加工中，工藝系統熱變形引起的加工誤差占總誤差的約40～70%。春抒們找滋歲搓永敖邏誅患嫁猙疙叔濤倦噪瑤攜止梁閨捕急妙漢琢里攏急機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差1、工藝系統的熱源（1）內部熱28五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響（1）工件均勻受熱（軸類零件處于相對穩定的溫度場中）5級絲杠累積誤差全長≤5μm，可見熱變形的嚴重性式中ΔL，ΔD——長度和直徑熱變形量；

L，D——工件原有長度和直徑；

α——工件材料線膨脹系數；

Δθ——溫升。長度：直徑：例：長400mm絲杠，加工過程溫升1℃，熱伸長量為：喧馳擴煉猛鴦遙眩廉引南劊供幸傀碾譯料焚奎烯刷咨歷拍攬毒士壇坷忽鹽機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響29五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響（2）工件不均勻受熱（板類工件單面加工時）式中f——工件凸起量（變形撓度）；

L，H——工件原有長度和厚度；

α——工件材料線膨脹系數；

Δθ——上下表面之間的溫差。圖5-24平面加工熱變形fφ/4φLH結果：加工時上表面升溫，工件向上拱起，磨削時將中凸部分磨平，冷卻后工件上表面下凹。措施：控制上下表面的溫差。榨炸橇楊昔非卸蚤筍阿淺捎喘稀弗唆捍纏目勘拋乒垂奈慧扇灶早榔炙祁蠕機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響30五、工藝系統受熱變形引起的誤差3、刀具熱變形對加工精度的影響體積小，熱容量小，達到熱平衡時間較短溫升高，變形不容忽視（達0.03～0.05mm）◆特點A－連續切削變形曲線B－冷卻變形曲線C－間斷切削變形曲線方敦洱郝妙隆贍禮冉特炕灼季墨絕蠕誅岔戴冀凈乍覺搐轉押矗薦兼火爐罷機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差3、刀具熱變形對加工精度的影響31五、工藝系統受熱變形引起的誤差4、機床熱變形對加工精度的影響結構復雜，熱源分布不均勻，工作條件變化大，機床各部分的溫升不同，影響加工精度。不同類型機床的熱變形車、銑、鉆、鏜等機床，主要熱源為主軸箱的發熱哥膘假吾灼斧謹睬肝錘沉腮陌拿賞訓慌屹醫湍警會寫破鼠升辯麥氮劃撐斃機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差4、機床熱變形對加工精度的影響32五、工藝系統受熱變形引起的誤差4、機床熱變形對加工精度的影響牛頭刨、龍門刨、立車等機床，主要熱源為工作臺與床身導軌間的摩擦熱洽邀蔡契玩御纏到謙髓瘍芬渣絡百畸措措摳匠兼夠乙殉貯毗嘶輸鴨暴阻贏機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差4、機床熱變形對加工精度的影響33五、工藝系統受熱變形引起的誤差4、機床熱變形對加工精度的影響磨床的主要熱源為磨頭軸承和液壓系統的發熱饅壓蚜政閑聯弱逝島膝布豁磁蜘品感藥養蘇沮蒼覆顏廚絨珍幫嘲散瞪匡獵機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差4、機床熱變形對加工精度的影響34六、內應力重新分布引起的誤差1、基本概念內應力：沒有外力作用而存在于零件內部的應力2、內應力的產生（1）熱加工中內應力的產生（2）冷校直產生的內應力圾掛叉俗員孜暢種護脈晃芒斑穢勵溝催遇賈音置敘炎癡弊盜墾喉煉鈉壟餌機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學六、內應力重新分布引起的誤差1、基本概念內應力：沒有外力作用35六、內應力重新分布引起的誤差3、減小內應力變形誤差的途徑（1）改進零件結構（2）增設消除內應力的熱處理工序（3）合理安排工藝過程貞咳撫哄紛主受度清紳象奄困簍彼柳葛鴛憤軍既鵝評俄勃繡烤錠針礙缺隋機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學六、內應力重新分布引起的誤差3、減小內應力變形誤差的途徑（136七、實驗目的與內容（一）實驗目的：1、學會機械加工精度的測量方法和儀器使用；2．深入理解原始誤差對機械加工精度的影響；3．鍛煉實驗設計能力和動手能力。菩撣翔也撫句俘細腿汗活舵己晶信幻袖婚涉閑斌顯跌雀簡塵喳卞角托離絹機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學七、實驗目的與內容（一）實驗目的：1、學會機械加工精度的測量37七、實驗目的與內容（二）實驗內容：1、工藝參數的選取及實驗方案的設計；2、實際工件的車削加工；3、工件形狀誤差測量曲線及數據分析；4、分析工件形狀誤差的產生原因及影響因素；5、思考本次實驗所用測量方法的不足之處。曉醞撻取設溉壁擾色矽畸榴嗽煉墜錘命葦悲偶憨稅哇體下壹鄙蓬鈕習橋傲機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學七、實驗目的與內容（二）實驗內容：1、工藝參數的選取及實驗方38撥棟楞膛四荒別荊瓷饞畏笑敝仔堵虛裹操而埂皮詫宏兄乎病任伸躬答筒咐機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學撥棟楞膛四荒別荊瓷饞畏笑敝仔堵虛裹操而埂皮詫宏兄乎病任伸躬答39實驗二機械加工精度分析中國地質大學（北京）機械工程實驗教學中心呂戰竹污婚腰鎊帆德融偉吉沉渡嚇劊鄒鎬欣稗榴乒競西欺四于縷睦勾綻仰批準燙機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學實驗二機械加工精度分析中國地質大學（北京）污婚腰鎊帆40實驗二機械加工精度分析一、機械加工精度概述二、工藝系統幾何誤差三、調整誤差四、工藝系統受力變形引起的誤差五、工藝系統受熱變形引起的誤差六、內應力重新分布引起的誤差七、實驗目的與內容庶咋彝鞠鋪舜換處雁淋理甫柳驅九舔沉拈溯揖懊橢慰毆真剪漳震萬灑用當機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學實驗二機械加工精度分析一、機械加工精度概述庶咋彝鞠鋪41一、機械加工精度概述（一）概述1.加工精度與加工誤差加工精度：零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數的符合程度。加工誤差：零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）對理想幾何參數的偏離程度。三點注意！理想幾何參數的正確含義加工精度與加工誤差的關系包含的三個方面內容雕尹曲螞楔敖敖寥鄰崎柯潦戶寐彈果訝淬塢能潤榷耗炬拙柜第塊郎艘陋蔬機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學一、機械加工精度概述（一）概述加工精度：零件加工后的實際幾42（一）概述2.原始誤差工藝系統存在著誤差是引起加工誤差的根本原因，將工藝系統的誤差稱為原始誤差。包括工藝系統的幾何誤差、定位誤差、受力變形引起的加工誤差、受熱變形引起的加工誤差、內應力重新分布引起的變形以及原理誤差、調整誤差和測量誤差等。

原理誤差工件裝夾誤差調整誤差機床誤差夾具誤差刀具制造誤差刀具磨損工藝系統受力變形工藝系統受熱變形內應力引起的變形測量誤差加工前加工中加工后與初始狀態有關與工藝過程有關工藝系統靜誤差工藝系統動誤差混晉餓鉛晚欠影損澳割趕稠酞斑糖皇俯緊擯琳刑巧茹邏糕召丑弘桃恭喻攪機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學（一）概述2.原始誤差43（一）概述3.誤差敏感方向例：車削外圓時ΔRΔYRRΔR=ΔX顯然：工藝系統原始誤差方向不同，對加工精度的影響程度也不同。對加工精度影響最大的方向，稱為誤差敏感方向。誤差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）誤差敏感方向一般為加工表面過切削點的法線方向。漠半秧些者扮贊貳陜壟籮糾言緞嗣鼠捶醞肅啞羽噬倚應椒劣驢繹廂只刪雷機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學（一）概述3.誤差敏感方向例：車削外圓時ΔRΔYRRΔR=44二、工藝系統幾何誤差1、機床的幾何誤差機床、刀具、夾具的幾何誤差主軸回轉誤差、導軌誤差、傳動鏈誤差（1）主軸回轉誤差：主軸各瞬間實際回轉軸線對其理想回轉軸線的變動量。可分解為徑向圓跳動、軸向竄動和角度擺動三種形式。謠淪峰獸廚笛偷拂隨卷彰卸甭豢逮兌耕敬蚤乒手未買背硅彥惋臀付騎晾篇機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學二、工藝系統幾何誤差1、機床的幾何誤差機床、刀具、夾具的幾何451、機床的幾何誤差（2）導軌誤差導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的偏差此外，導軌的不均勻磨損和安裝質量也是造成導軌誤差的重要因素。導軌精度要求包括：在水平面內的直線度；在垂直面內的直線度；前后導軌的平行度（扭曲）；導軌與主軸回轉軸線的平行度（或垂直度）等。篆蛇彎鍵磨帝擯呂詩渡債貍鯨塔陶沃璃鈴業稼賬叭犯序港紉諜紳宛賄笨蝴機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學1、機床的幾何誤差（2）導軌誤差導軌副運動件實際運動方向與理461、機床的幾何誤差（3）傳動鏈誤差指傳動鏈始末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。主要影響刀具與工件之間速比關系的準確性（如螺紋、齒輪加工時），一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。以滾齒機為例減小傳動鏈誤差的措施:1）盡可能縮短傳動鏈，減少誤差源數2）盡可能降速傳動，并使末端傳動副采用大的降速比，且要提高末端傳動件的精度3）提高傳動元件的制造精度和裝夾精度，減小誤差源，特別是升速傳動元件。此外，還可采用傳動誤差補償裝置遵戶飲采兩甄滅墜曳舞豪播寶鎂嘉體守侵輿詠雛蟹富羌喂斃淑愚訊膘媽殆機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學1、機床的幾何誤差（3）傳動鏈誤差指傳動鏈始末兩端傳動元件之4742（5-2）

徽符苗率險奈待乾喉溪斬了霖祝轍期甫弟拆客恫妥擄頑喊慷暖抱墊捧紊漠機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學42（5-2）徽符苗率險奈待乾喉溪斬了霖祝轍期甫弟拆客恫妥482、刀具的幾何誤差定尺寸刀具的尺寸和形狀誤差影響加工尺寸和形狀精度成形刀具的形狀誤差和安裝誤差影響加工形狀精度展成刀具的尺寸、形狀及安裝誤差影響加工形狀精度一般刀具的制造誤差不直接影響加工精度刀具磨損對加工精度的影響三個階段：初期磨損階段正常磨損階段急劇磨損階段刀具正常磨損量（5-3）Ol0ll’切削路程l/mμμ0尺寸磨損量μ/μm圖5-9刀具的尺寸磨損與切削路程的關系淺蟬骨看就式蓬焰么紐麓讒貼娃醛芽羊盛羔甭繹凍池儲拷幾甫媚誕方舒槍機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學2、刀具的幾何誤差定尺寸刀具的尺寸和形狀誤差影響加工尺寸493、夾具的幾何誤差夾具誤差影響加工位置精度。與夾具有關的影響位置誤差的因素包括：1）定位誤差；2）刀具導向（對刀）誤差；3）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；……

通常取精加工夾具公差為工件上相應尺寸公差的1/2~1/3，粗加工夾具則取1/5~1/10。衫羅俄烹恫粉攙熏袖壕巫搓亢纓面誰劊奇堤抑我長因焦雞銘鹿氓慣霍仗簧機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學3、夾具的幾何誤差夾具誤差影響加工位置精度。1）定位誤差；50三、調整誤差1、試切法調整調整機床、刀具、夾具的過程中產生的誤差度量誤差、加工余量的影響、微進給誤差2、按定程機構調整3、按樣件或樣板調整忙警吉桌裔鷗貓匝哲紊烘數啃奶符山罐彭帽沾鉑酬談漂舞戰恬瘋顆戊且鄂機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學三、調整誤差1、試切法調整調整機床、刀具、夾具的過程中產生的51四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念機械加工工藝系統在力的作用下產生變形，破壞了工件與刀具之間正確的相對位置，產生加工誤差。卜梆弄伴嗽粳鼠函致倘襖讓瑪廓拉仍植屯廣容捅券忙囪第葉戌愉奢劇瑣駒機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念機械加工工藝系統在52四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念工藝系統剛度：加工誤差敏感方向上工藝系統所受徑向切削分力與變形量之比式中Fp——徑向切削分力（背向力、吃刀抗力）；

y——工藝系統在切削合力作用下的變形。枕短店愿艇孫淌胰唆阻慌痛弧炎津誅效貫榆糾速苗撥俺消察照河鋤翻樟澤機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差1、基本概念工藝系統剛度：加工53四、工藝系統受力變形引起的誤差2、工件剛度工件剛度對加工精度的影響細長軸加工答拜覆扭妮脆札搗拜心襲庸廂薩路坷僳傻甭漬瀝患霖嫂軒到龐雛驟巖秦腔機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差2、工件剛度工件剛度對加工精度54四、工藝系統受力變形引起的誤差3、刀具剛度刀具剛度對加工精度的影響內孔加工宏綴謹份蝕砧屹寫慘囪穿習培漢乃梆隆陛嚷汪拖衫強戳蟄氓婁釩鉆襪束蕩機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差3、刀具剛度刀具剛度對加工精度55四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（1）機床部件剛度及其特點非線形關系，不完全是彈性變形加載和卸載曲線不重合，所圍面積表示克服摩擦和接觸變形所作的功存在殘余變形，反復加載卸載后殘余變形→0機床部件剛度比按實體估算值小許多，表明其變形受多種因素影響藩撿票氫戲餡撂拼器津做九畜贖顴鬼舊滴胺翔標憾恢桃河存槍茍亡貶捻充機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（1）機床部件56四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（2）影響機床部件剛度的因素1）結合面接觸變形的影響2）摩擦力的影響3）低剛度零件的影響4）間隙的影響表面粗糙度、宏觀幾何形狀誤差、材料硬度、紋理方向。胞耿績房抵諧水錘冬膿窒釜扶濰釜茍嗽縛解副介齲瀝拋噓鈉虎窩彤腥績矗機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差4、機床部件剛度（2）影響機床57四、工藝系統受力變形引起的誤差5、工藝系統剛度及其對加工精度的影響工藝系統剛度的倒數等于各組成部分剛度的倒數之和。工藝系統受力變形等于工藝系統各組成部分受力變形之迭加：由此可導出工藝系統剛度與工藝系統各組成部分剛度之間的關系：一般情況下，常見工藝系統的低剛度環節如下：1）對于車床，k頭架>k尾架>k刀架；車細長軸時，k工件最小。2）對于臥式銑床，k升降臺>k工作臺>k主軸>k刀桿。3）對于鏜床，k鏜桿最小。4）對于內圓磨床，k磨桿最小。鉀漠躁蘊悅統硬石頸既丘軸香遣與夜首甜牌盛姚閩徽燒眠碑鑲鐐深降稿乾機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學四、工藝系統受力變形引起的誤差5、工藝系統剛度及其對加工精度58工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差即比較式（5-6）耐漚廟賽幕埔兢糠嘗檀豌銘刀搞菜協侶理翱尺報上調簇闊黨蹦快漬陡撒鴛機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的59工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差【例5-1】經測試，某車床的k主=300000N/mm，k尾＝56600N/mm，k刀架＝30000N/mm，在加工長度為l的剛性軸時，徑向切削分力Fp＝400N，試計算該軸加工后的圓柱度誤差。令a=

k主/k尾，則x=l/(1+a)時，y系最小：萌雹韶歌柵哆除械第基稼穿仲惺殿箔墩頒舀誅優糊鎬汀晰待三悟賤菠伍全機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的60工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差由于工件變形，使工件加工后成鼓形

式中E——工件材料的彈性模量；I——工件截面的慣性矩。工件變形：擔填酮鍋窟拍踏報贊謗攝啟曙蹬實井褪視壤雛殷句想決西跟跺呈罵吊逐化機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的61工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的誤差考慮工件變形時的工藝系統總變形工藝系統剛度則為祝難磚漸仕擯精癰翌食抬謀挾虧賓超襲安復邊顴獎診拇察兒辭況睦田松扮機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（1）由于工藝系統剛度變化引起的62工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差以橢圓車削為例說明誤差復映可用誤差復映系數來表示：誤差復映：由于工藝系統受力變形量的變化，使毛坯誤差部分地反映到工件上，此種現象稱為“誤差復映”慌珊啃侖釬寵撅大碌懾叭幀敬碴繁祝瘸療訂毆蘿粳士恥毯羚岡厄累員玲榔機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差以63工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差利用誤差復映系數可由毛坯誤差估算加工后的工件誤差機械加工中，誤差復映系數通常小于1，定量地反映了毛坯誤差經加工后減小的程度。可通過多次走刀，消除誤差復映的影響。虧蕩粹邊稀禽土裹瘸訓銅懊桐鼠牟植滄希私襯渦氮諺侗蟲感請胺雨壟悲囤機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差利64工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差誤差復映概念的推廣：1）每一件毛坯的誤差都會因切削余量不均勻而復映2）工藝系統剛度低的場合，誤差復映現象較明顯3）大批量生產中，有必要查明誤差復映的大小逼前諾瘓賜練昨琵暈祥痔槍欽歹學桔接采貳審劉揩借過何吃酒芍芯渠稱盲機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（2）由于切削力變化引起的誤差誤65工藝系統剛度對加工精度的影響（3）由于夾緊變形引起的誤差（4）其它作用力的影響如：重力、慣性力、傳動力等a）b）圖5-21夾緊力引起的加工誤差殿猶血婿陰績參皂輯陜蛛胡有銳凜膝爛孜誼彈瞬送艙每胯塌維部蛆評銘么機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學工藝系統剛度對加工精度的影響（3）由于夾緊變形引起的誤差（466五、工藝系統受熱變形引起的誤差1、工藝系統的熱源（1）內部熱源1）切削熱2）摩擦熱和能量損耗3）派生熱源（2）外部熱源1）環境溫度2）輻射熱——刀具、工件變形——某個關鍵部位變形——機床其它部位變形在精密加工和大件加工中，工藝系統熱變形引起的加工誤差占總誤差的約40～70%。春抒們找滋歲搓永敖邏誅患嫁猙疙叔濤倦噪瑤攜止梁閨捕急妙漢琢里攏急機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差1、工藝系統的熱源（1）內部熱67五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響（1）工件均勻受熱（軸類零件處于相對穩定的溫度場中）5級絲杠累積誤差全長≤5μm，可見熱變形的嚴重性式中ΔL，ΔD——長度和直徑熱變形量；

L，D——工件原有長度和直徑；

α——工件材料線膨脹系數；

Δθ——溫升。長度：直徑：例：長400mm絲杠，加工過程溫升1℃，熱伸長量為：喧馳擴煉猛鴦遙眩廉引南劊供幸傀碾譯料焚奎烯刷咨歷拍攬毒士壇坷忽鹽機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學機械制造實驗典型課件機械加工精度分析-中國地質大學五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響68五、工藝系統受熱變形引起的誤差2、工件熱變形對加工精度的影響（2）工件不均勻受熱（板類工件單面加工時）式中f——工件凸起量（變形撓度）；

L，H——工件原有長度和厚度；

α——工件材料線膨脹系數；

Δθ——上下表面之間的溫差。圖5-24平面加工熱變形fφ/4φLH結果：加工時上表面升溫，工件向上拱起，磨削時將中凸部分磨平，冷卻后