第五章機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制

1、第五章 機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制5.1 加工質(zhì)量5.1.1加工精度1.1加工精度與加工誤差 加工精度是指零件經(jīng)機(jī)械加工后，其幾何參數(shù)（尺寸、形狀、表面相互位置）的實(shí)際值與理想值的符合程度。符合程度愈高，加工精度也愈高。實(shí)際值與理想值之差，稱為加工誤差。加工誤差愈小，加工精度愈高。生產(chǎn)中所謂保證和提高加工精度，就是指控制和減少加工誤差。研究加工精度，就是通過分析各種因素對(duì)加工精度影響的規(guī)律，從而找出減少加工誤差的工藝措施，把加工誤差控制在公差范圍之內(nèi)。 零件的加工精度包括三方面：尺寸精度、形狀精度和相互位置精度，三者之間是有聯(lián)系的。形狀誤差應(yīng)限制在位置公差內(nèi)，位置誤差應(yīng)限制在尺寸公差內(nèi)，一般尺寸精

2、度高，其相應(yīng)的形狀和相互位置精度也高。然而對(duì)于某些配合要求高或有特殊功用的零件，其幾何形狀和相互位置精度則往往有更高的要求。2.獲得加工精度的方法 （1）獲得尺寸精度的方法 1）試切法 就是通過試切、測(cè)量、調(diào)整、再試切，反復(fù)進(jìn)行到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法。這種方法的效率低，操作者的技術(shù)水平要求高，主要適用于單件、小批生產(chǎn)。 2）調(diào)整法 先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過程中保持這個(gè)位置不變，以保證被加工尺寸的方法。調(diào)整法廣泛用于各類半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上，適用于成批、大量生產(chǎn)。 3）定尺寸刀具法 用刀具的相應(yīng)尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法，如鉆孔、拉孔和

3、攻螺紋等。這種方法的加工精度，主要取決于刀具的制造、刀磨質(zhì)量和切削用量。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率較高，但刀具制造較復(fù)雜，常用于孔、螺紋和成形表面的加工。4）自動(dòng)控制法 這種方法使用測(cè)量裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)過程加工過程的自動(dòng)循環(huán)，即自動(dòng)完成加工中的切削、測(cè)量、補(bǔ)償調(diào)整等一系列的工作，當(dāng)工件達(dá)到要求的尺寸時(shí)，機(jī)床自動(dòng)退刀停止加工。 (2)獲得形狀精度的方法1）成形刀具法 就是采用成形刀具加工工件的成形表面以達(dá)到所要求的形狀精度。成形刀具法的加工精度主要取決于刀刃的形狀精度。2）軌跡法 是依靠刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡來獲得工件形狀的。軌跡法的加工精度與機(jī)床的精度關(guān)系密切。例如，車削圓柱類零件時(shí)，其圓度、圓

4、柱度等形狀精度，主要決定于主軸的回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌精度以及主軸回轉(zhuǎn)軸心線與導(dǎo)軌之間的相互位置精度。3）展成法 是利用刀具與工件作展成切削運(yùn)動(dòng)，其包絡(luò)線形成工件形狀的。展成法常用于各種齒形加工，其形狀精度與刀具精度以及機(jī)床傳動(dòng)精度有關(guān)。（3）獲得相互位置精度的方法零件的相互位置精度的獲得，有以下三種方法：直接找正法，劃線找正法和夾具定位法（見1.3.2節(jié)）。其精度主要由機(jī)床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證。3.影響加工精度的因素即原始誤差 機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件等組成的統(tǒng)一體，稱為工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)中凡是能直接引起加工誤差的因素都稱為原始誤差。由于原始誤差的存在，使工件和刀具之間正

5、確的位置關(guān)系或運(yùn)動(dòng)關(guān)系遭到破壞而產(chǎn)生加工誤差。這些原始誤差，一部分與工藝系統(tǒng)的初始狀態(tài)有關(guān)，稱為工藝系統(tǒng)的幾何（靜）誤差。在加工過程中產(chǎn)生的原始誤差，稱為工藝系統(tǒng)的動(dòng)誤差。原始誤差歸納如下：加工原理誤差 調(diào)整誤差 工件裝夾誤差 工藝系統(tǒng)靜誤差 加工前的誤差 機(jī)床誤差 刀具誤差 夾具誤差 原始誤差 工藝系統(tǒng)受力變形 加工中的誤差 工藝系統(tǒng)熱變形 工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差 刀具磨損 加工后的誤差 內(nèi)應(yīng)力引起的變形 測(cè)量誤差4.研究加工精度的方法研究加工精度的方法有兩種：一是通過分析計(jì)算或?qū)嶒?yàn)、測(cè)試等方法，研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響。一般不考慮其它因素的同時(shí)作用。主要分析該因素與加工誤差間單獨(dú)的關(guān)系。二

6、是統(tǒng)計(jì)分析法，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)生產(chǎn)中一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過程的正常進(jìn)行。主要研究各項(xiàng)誤差綜合的變化規(guī)律，一般只適用于大批量生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，這兩種方法常常結(jié)合起來應(yīng)用，一般先用統(tǒng)計(jì)分析法尋找誤差的出現(xiàn)規(guī)律，初步判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運(yùn)用單因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)、以便迅速有效地找出影響加工精度的主要原因。5.1.2 表面質(zhì)量1.加工表面質(zhì)量的概念加工表面質(zhì)量是指零件加工后表面層的狀態(tài)。表面質(zhì)量可從幾何與物理兩方面進(jìn)行評(píng)定。（1）表面層的幾何形狀誤差1） 表面粗糙度 是指加工表面的微觀幾何形狀誤差，其波長(zhǎng)與波高比值一般小于50(見圖5.1)。是由加工中的殘留

7、面積、塑性變形、積屑瘤、鱗刺以及工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)等造成的。2） 波度 是介于宏觀與微觀幾何形狀誤差之間的周期性幾何形狀誤差。其波長(zhǎng)與波高的比值等于501000。主要是由加工中工藝系統(tǒng)的低頻振動(dòng)引起的。 圖5.1 表面粗糙度和波度（2）表面層的物理力學(xué)性能1） 表面層金屬的冷作硬化 是指零件在機(jī)械加工中表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷態(tài)塑性變形后，引起的強(qiáng)度和硬度都有所提高的現(xiàn)象。2） 表面層金屬金相組織的變化 是指在機(jī)械加工過程中，由于切削熱的作用會(huì)引起表面層金屬的金相組織發(fā)生變化的現(xiàn)象。 3） 表面層金屬的殘余應(yīng)力 是指由于加工過程中切削力和切削熱的綜合作用，使表層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力的現(xiàn)象。2.表面質(zhì)

8、量對(duì)機(jī)器零件使用性能的影響（1）表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響1）表面粗糙度 由于零件表面存在微觀不平度，當(dāng)兩個(gè)零件表面相互接觸時(shí)，實(shí)際上有效接觸面積很小，表面越粗糙，有效接觸面積就越小。在兩個(gè)零件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，開始階段由于接觸面小，壓強(qiáng)大，零件表面在初期磨損階段的磨損速度很快，起始磨損量較大（圖5.2）。隨著磨損的發(fā)展，有效接觸面積不斷增大，壓強(qiáng)也逐漸減小，磨損將以較慢的速度進(jìn)行進(jìn)入正常磨損階段。在這之后，由于有效接觸面積越來越大，零件間的金屬分子親和力增加，表面的機(jī)械咬合作用增大，使零件表面又產(chǎn)生急劇磨損而進(jìn)入快速磨損階段，此時(shí)零件將不能使用。表面粗糙度對(duì)零件表面磨損的影響很大。一般說來，表面粗糙

9、度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，潤(rùn)滑液不易儲(chǔ)存，致使接觸面形成半干或干摩擦，甚至接觸面發(fā)生分子粘合，磨損反而加劇。因此，就磨損而言，存在一個(gè)最優(yōu)表面粗糙度值。圖5.3給出了不同載荷條件下表面粗糙度值與磨損量的關(guān)系曲線。圖5.2零件表面的磨損曲線圖5.3表面粗糙度與磨損量的關(guān)系2)冷作硬化 零件加工表面層的冷作硬化減少了摩擦副接觸表面的彈性和塑性變形，從而提高了耐磨性。但當(dāng)表面過度硬化時(shí)，將引起表面層金屬組織的過度“疏松”，甚至產(chǎn)生微觀裂紋和剝落，而降低了耐磨性。圖5.4為表面冷作硬化與磨損量的關(guān)系。圖5.4 冷硬程度與磨損量的關(guān)系(2)表面質(zhì)量對(duì)耐疲勞性的影響1)表面粗糙度 表面

10、粗糙度對(duì)承受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位、劃痕和裂紋容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，零件的耐疲勞性越好。2)表面層物理力學(xué)性能 表面層金屬的冷作硬化能夠阻止已有裂紋的擴(kuò)大和新的裂紋的產(chǎn)生，可提高零件的耐疲勞強(qiáng)度。加工表面層的殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響很大，殘余壓應(yīng)力可部分抵消交變載荷施加的拉應(yīng)力，阻礙和延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生或擴(kuò)大，從而可以提高零件的耐疲勞強(qiáng)度。而殘余拉應(yīng)力容易使零件在交變載荷下產(chǎn)生裂紋，而使耐疲勞強(qiáng)度降低。(3)表面質(zhì)量對(duì)耐腐蝕性的影響1)表面粗糙度 零件表面粗糙度值越大，潮濕空氣和腐蝕介質(zhì)越容易沉積于表面凹

11、坑中而發(fā)生化學(xué)腐蝕，耐腐蝕性能就越差。2)表面層物理力學(xué)性能 當(dāng)零件表面層有殘余壓應(yīng)力時(shí)，能夠阻止表面裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于提高零件表面抵抗腐蝕的能力。（4）表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響 對(duì)于間隙配合，表面粗糙度值越大，磨損越大，使配合間隙很快增大，從而改變?cè)械呐浜闲再|(zhì)，降低配合精度。對(duì)于過盈配合，表面粗糙度值越大，兩表面相配合時(shí)表面凸峰易被擠掉，會(huì)使實(shí)際過盈量減少，降低了連接強(qiáng)度，因此配合精度要求較高的表面，應(yīng)具有較小的表面粗糙度值。5.2 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)幾何誤差的影響分析機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括機(jī)床、夾具、刀具的誤差，是由制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損引起的。下面主要討論機(jī)

12、床主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差、傳動(dòng)鏈誤差和夾具誤差等。5.2.1機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差1.主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的概念與形式機(jī)床主軸是安裝工件或刀具的基準(zhǔn)，并傳遞切削運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。對(duì)主軸的精度要求最主要的就是回轉(zhuǎn)精度，即要求主軸回轉(zhuǎn)時(shí)保證軸線的位置穩(wěn)定不變。主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差，直接影響被加工工件的幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度。主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差，是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線（各瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的平均位置）的變動(dòng)量。主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差可分解為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)、角度擺動(dòng)三種基本形式(圖5.5)。圖5.5主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式a)端面圓跳動(dòng) b）徑向圓跳動(dòng) C）角度擺動(dòng)端面圓跳動(dòng)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線始

13、終沿理想軸線的方向作軸向運(yùn)動(dòng)，如圖5.5a所示。它主要影響被加工工件的形狀精度、位置精度和軸向尺寸精度。徑向圓跳動(dòng)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線始終平行于理想軸線的方向作徑向運(yùn)動(dòng)，如圖5.5b所示。它影響被加工工件圓柱面的形狀精度。角度擺動(dòng)實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想軸線始終傾斜一個(gè)角度作擺動(dòng)，但其交點(diǎn)位置固定不變，如圖5.5C所示。它影響被加工工件圓柱面與端面的加工精度。 主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差實(shí)際上是上述三種運(yùn)動(dòng)的合成，因此主軸不同橫截面上軸心線的運(yùn)動(dòng)軌跡既不相同，也不相似，造成主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的“漂移”。 2.主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的影響因素影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的主要因素有主軸支承軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承

14、的間隙、箱體支承孔的誤差、與軸承相配合零件的誤差及主軸剛度和熱變形等。對(duì)于不同類型的機(jī)床，其影響因素是不相同的。對(duì)于工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床（如車床、內(nèi)圓磨床），因切削力的方向不變，主軸回轉(zhuǎn)時(shí)作用在支承上的作用力方向也不變化。此時(shí)，主軸的支承軸頸的圓度誤差影響較大，而軸承孔圓度誤差影響較小，如圖5.6a所示；對(duì)于刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床（如鉆、銑鏜床），切削力方向隨旋轉(zhuǎn)方向而改變，此時(shí)，主軸支承軸頸的圓度誤差影響較小，而軸承孔的圓度誤差影響較大，如圖5.6b所示。圖5.6 兩類主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響a)工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床 b）刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床3.主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量 （1）靜態(tài)測(cè)量法生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常用的方法是：將精密測(cè)量心棒插人主

15、軸錐孔，在其圓周表面和端部用千分表測(cè)量，如圖5.7所示。此法簡(jiǎn)單易行，但不能反映主軸工作轉(zhuǎn)速下的回轉(zhuǎn)精度。圖5.7 主軸回轉(zhuǎn)精度的靜態(tài)測(cè)量法（2）動(dòng)態(tài)測(cè)量法 圖5.8a所示是用于測(cè)量銑鏜類機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度的裝置，在主軸端部連結(jié)一個(gè)精密測(cè)量球3，球的中心和主軸回轉(zhuǎn)軸線略有偏心e（由擺動(dòng)盤1進(jìn)行調(diào)整），在球的圓周互相垂直的位置上安裝兩個(gè)位移傳感器2、4，并與測(cè)量球之間保持一定間隙。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸線的漂移引起測(cè)量間隙產(chǎn)生微小的變化，兩個(gè)傳感器就發(fā)出信號(hào)，經(jīng)放大器5分別輸人示波器6的水平和垂直的偏置板上。如果測(cè)量球是絕對(duì)的圓，主軸的旋轉(zhuǎn)也是正確的，則示波器的光屏將顯出一個(gè)以測(cè)量球偏心e為半徑的真

16、圓。若主軸的旋轉(zhuǎn)存在著徑向圓跳動(dòng)，則傳感器輸出的信號(hào)中，將其跳動(dòng)量疊加到球心所作的圓周運(yùn)動(dòng)上。此時(shí)，示波器光屏上的光點(diǎn)將描繪出一個(gè)非圓的李沙育圖形，如圖5.8b所示，它是由不重合的每轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)誤差曲線疊加而成。包容該圖形半徑差為最小的兩個(gè)同心圓的半徑差 Rmin即為主軸回轉(zhuǎn)軸線徑向圓跳動(dòng)，它影響加工工件的圓度誤差。圖形輪廓線寬度B表示隨機(jī)徑向圓跳動(dòng)，它影響工件的表面粗糙度。由于測(cè)量時(shí)示波器光屏上的光點(diǎn)是隨主軸回轉(zhuǎn)而描繪出的圖形，直接反映了刀尖的軌跡，因而這種方法能準(zhǔn)確地反映機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。圖5.8 主軸回轉(zhuǎn)精度的動(dòng)態(tài)測(cè)量法4.提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施 (1) 提高主軸部件的制造精度 首先應(yīng)提高軸

17、承的回轉(zhuǎn)精度，如選用高精度的滾動(dòng)軸承，或采用高精度的多油楔動(dòng)壓軸承和靜壓軸承；其次是提高箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承相配合零件有關(guān)表面的加工精度。 （2）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊 對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊以消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過盈。由于軸承內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體彈性變形的相互制約，既增加了軸承剛度，又對(duì)軸承內(nèi)、外圈滾道和滾動(dòng)體的誤差起均化作用，因而可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。（3）采用誤差轉(zhuǎn)移法 采用專用的工裝夾具來保證工件的加工精度，使主軸的回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上去。例如，在外圓磨床上磨削外圓柱面時(shí)，采用兩個(gè)固定頂尖支承，主軸只起傳動(dòng)作用。工件的回轉(zhuǎn)精度完全取決于頂尖和中心孔的形狀誤差和同軸度誤差，而提高頂尖和中

18、心孔的精度要比提高主軸部件的精度容易且經(jīng)濟(jì)得多。5.2.2機(jī)床導(dǎo)軌誤差 機(jī)床導(dǎo)軌副是實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的主要部件，其制造和裝配精度是影響直線運(yùn)動(dòng)的主要因素，直接影響工件的加工精度。1.機(jī)床導(dǎo)軌誤差的形式及對(duì)工件加工精度的影響1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 如圖5.9所示，磨床導(dǎo)軌在X方向存在誤差，磨削外圓時(shí)工件沿砂輪法線方向產(chǎn)生位移。引起工件在半徑方向上的誤差上R=。當(dāng)磨削長(zhǎng)外圓柱表面時(shí)，造成工件的圓柱度誤差。圖5.9 磨床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差2）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差 如圖5.10所示，由于磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)存在誤差，磨削外圓時(shí)，工件沿砂輪切線方向（誤差非敏感方向）產(chǎn)生位移，此時(shí)工件半徑

19、方向上產(chǎn)生誤差R22R，其值甚小。但導(dǎo)軌在垂直方向上的誤差對(duì)平面磨床、龍門刨床、銑床等將引起法向方向（誤差敏感方向）的位移，將直接反映到被加工工件的表面，造成工件的形狀誤差。由此可知，當(dāng)原始誤差值相等時(shí)，法線方向上的加工誤差最大，切線方向上的誤差極小，以致可以忽略不計(jì)。所以我們把對(duì)加工誤差影響最大的方向（即通過刀刃的加工表面的法線方向）稱為誤差敏感方向。這是分析加工精度時(shí)的重要概念。圖5.10 磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差3）導(dǎo)軌的扭曲 若車床前后導(dǎo)軌不平行度（扭曲），使大溜板產(chǎn)生橫向傾斜，刀具產(chǎn)生位移，因而引起工件形狀誤差，如圖5.11所示。由幾何關(guān)系可知，工件產(chǎn)生的半徑誤差值為 。一般車

20、床H/B2/3，外圓磨床HB，因此導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差不容忽視。圖5.11 導(dǎo)軌的扭曲4）導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度或垂直度 若導(dǎo)軌與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行或不垂直，則會(huì)引起工件的幾何形狀誤差，如車床導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)不平行，會(huì)使工件的外圓柱表面產(chǎn)生錐度；在垂直面內(nèi)不平行，會(huì)使工件的外圓柱表面產(chǎn)生馬鞍形誤差。2.機(jī)床導(dǎo)軌誤差的影響因素機(jī)床制造誤差，包括導(dǎo)軌、溜板的制造誤差以及機(jī)床的裝配誤差是影響導(dǎo)軌原有精度的重要因素。機(jī)床的安裝對(duì)導(dǎo)軌的原有精度影響也很大，機(jī)床安裝不正確引起的導(dǎo)軌誤差，往往遠(yuǎn)大于制造誤差。尤其是剛性較差的長(zhǎng)床身，在自重的作用下容易產(chǎn)生變形。因此，若安裝不正確或地基不

21、牢固，都將使床身導(dǎo)軌產(chǎn)生變形。導(dǎo)軌磨損是造成導(dǎo)軌誤差的另一重要原因。由于使用程度不同及受力不均，導(dǎo)軌沿全長(zhǎng)上各段的磨損量不等，就引起導(dǎo)軌在水平面和垂直面內(nèi)產(chǎn)生位移及傾斜。3.提高導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的措施1） 提高機(jī)床導(dǎo)軌、溜板的制造精度及安裝精度。2）提高導(dǎo)軌的耐磨性 可采用耐磨合金鑄鐵、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、導(dǎo)軌表面淬火等措施，以延長(zhǎng)導(dǎo)軌壽命。3）機(jī)床必須安裝正確，地基牢固 機(jī)床在安裝時(shí)應(yīng)有良好的地基，并嚴(yán)格進(jìn)行測(cè)量和校正。使用期間還應(yīng)定期復(fù)校和調(diào)整。 5.2.3機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差 1傳動(dòng)鏈誤差的概念 傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差，是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。它是按展

22、成法原理加工工件(如螺紋、齒輪、蝸輪及其他零件)時(shí)，影響加工精度的主要因素。上述加工時(shí)，必須保證工件與刀具間有嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系。例如在滾齒機(jī)上用單頭滾刀加工直齒輪時(shí)要求：滾刀轉(zhuǎn)一圈，工件轉(zhuǎn)過一個(gè)齒。這種運(yùn)動(dòng)關(guān)系是由刀具與工件間的傳動(dòng)鏈來保證的。對(duì)于圖5.12所示滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，可具體表示為 （5.1）式中 g 工件轉(zhuǎn)角； d 滾刀轉(zhuǎn)角； ic差動(dòng)輪系的傳動(dòng)比，在滾切直齒時(shí)，ic =1；if分度掛輪傳動(dòng)比，if = 。圖5.12 滾齒機(jī)的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。傳動(dòng)鏈中的各傳動(dòng)元件，如齒輪、蝸輪、蝸桿等，都因有制造誤差（主要是影響運(yùn)動(dòng)精度的誤差）、裝配誤差（主要是

23、裝配偏心）和磨損而產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差，這些誤差的累積，就是傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。而各傳動(dòng)元件在傳動(dòng)鏈中所處的位置不同，它們對(duì)工件加工精度（末端件的轉(zhuǎn)角誤差）的影響程度也不同。若傳動(dòng)鏈?zhǔn)巧賯鲃?dòng)，則傳動(dòng)元件的轉(zhuǎn)角誤差將被擴(kuò)大；反之，則轉(zhuǎn)角誤差將被縮小。在圖5.12中可以看出，影響傳動(dòng)誤差最大的環(huán)節(jié)是工作臺(tái)下的分度蝸桿副，其傳動(dòng)比為1/96，在分度蝸桿副之前各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)角誤差，經(jīng)分度蝸桿副降速后就只有原來的1/96了，而分度蝸輪的轉(zhuǎn)角誤差則將1：1地直接反映到工件上。2減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的措施 (1)盡可能減少傳動(dòng)環(huán)節(jié)，縮短傳動(dòng)鏈，就可得到較高的傳動(dòng)精度。(2)提高傳動(dòng)元件，特別是提高末端傳動(dòng)元件（如車床絲桿

24、螺母副、滾齒機(jī)分度蝸桿副）的制造精度裝配精度。此外，可采用各種消除間隙裝置以消除傳動(dòng)齒輪間的間隙。(3)在傳動(dòng)鏈中按降速比遞增的原則分配各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。傳動(dòng)鏈末端傳動(dòng)副的降速比越大，則傳動(dòng)鏈中其余各傳動(dòng)元件誤差的影響就越小。如一些精密滾齒機(jī)的分度蝸輪的齒數(shù)在1000齒以上。(4)采用誤差校正機(jī)構(gòu)。測(cè)出傳動(dòng)誤差，在原傳動(dòng)鏈中人為地加入一個(gè)誤差，其大小與傳動(dòng)鏈本身的誤差相等且方向相反，從而使之相互抵消。例如，高精度絲桿車床常采用的機(jī)械式校正機(jī)構(gòu)，其原理如圖5.13所示。根據(jù)測(cè)量被加工工件1的導(dǎo)程誤差，設(shè)計(jì)出校正尺5上的校正曲線7。校正尺5固定在機(jī)床床身上。加工螺紋時(shí)，機(jī)床母絲杠帶動(dòng)螺母2及與其相

25、聯(lián)的刀架和杠桿4移動(dòng)。同時(shí)，校正尺5上的校正誤差曲線7通過觸頭6、杠桿4使螺母2產(chǎn)生一個(gè)附加轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使刀架得到一個(gè)附加位移，以補(bǔ)償傳動(dòng)誤差。采用機(jī)械式的校正裝置只能校正機(jī)床靜態(tài)的傳動(dòng)誤差。如果要校正機(jī)床靜態(tài)及動(dòng)態(tài)傳動(dòng)誤差，則需采用計(jì)算機(jī)控制的傳動(dòng)誤差補(bǔ)償裝置。圖5.13 絲桿誤差校正機(jī)構(gòu)5.2.4夾具與定位誤差分析5.2.4.1夾具的誤差分析機(jī)械加工時(shí)，工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多。與夾具有關(guān)的因素如圖5.14所示，有工件在夾具上的定位誤差D，刀具與夾具的對(duì)刀誤差T，夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具本身的制造誤差Z。而影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差G。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具

26、相對(duì)與工件的位置不準(zhǔn)確,形成工件的總加工誤差。圖5.14 工件在夾具中時(shí)影響加工精度的主要因素因工件在夾具上定位卻位置不一致而引起的誤差，稱為定位誤差D。因刀具相對(duì)于夾具對(duì)刀導(dǎo)向元件的位置不準(zhǔn)確而引起的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差T。如圖1.55鉆夾具中鉆頭與鉆套的間隙，會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜，造成工件的加工誤差。因夾具在機(jī)床上的安裝不準(zhǔn)確而引起的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差T。如圖1.56銑夾具安裝在銑床工作臺(tái)面上，其定向鍵卡在工作臺(tái)T形槽內(nèi)，由于定向鍵與T形槽的間隙，會(huì)使夾具安裝偏斜，造成工件的加工誤差。因夾具在制造、裝配、調(diào)整的誤差，使夾具上的定位元件、對(duì)刀導(dǎo)向元件及安裝基面三者間的位置不準(zhǔn)確

27、而引起的加工誤差，稱為夾具的制造誤差。如圖1.55鉆夾具中鉆套中心對(duì)定位表面的距離誤差，鉆套中心對(duì)夾具底面的垂直度誤差等，均影響鉆孔時(shí)工件的位置精度。因切削加工中工藝系統(tǒng)其它因素引起的加工誤差，一般統(tǒng)稱為加工方法誤差G。該誤差影響因素多，不便計(jì)算，常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)為工件公差的1/3。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，為保證工件的加工精度，應(yīng)用概率法原理，必須滿足條件： （5.2）5.2.4.2定位誤差分析 一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，由于工件及定位元件存在公差，使各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，加工后形成加工尺寸的不一致，即為加工誤差。這種只與工件定位有關(guān)的加工誤差，稱為定位誤差，用D 表示。1.產(chǎn)

28、生定位誤差的原因：（1）基準(zhǔn)不重合誤差B。 圖5.15a是在工件上銑缺口的工序簡(jiǎn)圖，加工尺寸為 A 和B。圖5.14b是加工示意圖，工件以底面和E面定位。C是確定夾具與刀具相互位置的對(duì)刀尺寸，在一批工件的加工過程中，C的大小是不變的。加工尺寸A的工序基準(zhǔn)是F，定位基準(zhǔn)是E，兩者不重合。當(dāng)一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，受尺寸S土Ts2的影響，工序基準(zhǔn)F的位置是變動(dòng)的。F的變動(dòng)直接影響A的大小，造成A的尺寸誤差。這種因工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，而引起的工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，以B表示。由圖5.15b可知，加工尺寸A的BTS圖5.15上加工尺寸B的工序

29、基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)均為底面，基準(zhǔn)重合，所以B =0。圖5.15 基準(zhǔn)不重合誤差顯然，當(dāng)工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工方向成夾角時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差的大小等于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。若工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間存在n個(gè)環(huán)節(jié)，則 （5.3）（2）基準(zhǔn)位移誤差Y 圖5.16a是在圓柱面上銑槽的工序簡(jiǎn)圖，加工尺寸為A和B。圖5.16b是加工示意圖，工件以內(nèi)孔D在圓柱心軸（直徑為d。）上定位，O是心軸中心，C是對(duì)刀尺寸。 尺寸A的工序基準(zhǔn)是內(nèi)孔軸線，定位基準(zhǔn)也是內(nèi)孔軸線，兩者重合，B=0。但是，由于定位副（工件內(nèi)孔面與心軸圓柱面）有制造公差和最小配合間隙，使得工件定位基準(zhǔn)（工件內(nèi)孔軸線）相對(duì)

30、于刀具（位置不變）產(chǎn)生了變化，定位基準(zhǔn)的位置變動(dòng)影響到尺寸A的大小，造成了A的誤差。這種由于定位副制造誤差而引起的定位基準(zhǔn)相對(duì)于刀具在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍，稱為基準(zhǔn)位移誤差，以Y表示。 由圖5.16b可知，定位心軸水平放置，定位基準(zhǔn)在垂直方向上位移。當(dāng)工件孔的直徑為最大（Dmax），定位銷直徑為最小（d0min）時(shí)，定位基準(zhǔn)的位移量i為最大（imax =001），加工尺寸A也最大（Amax）；當(dāng)工件孔的直徑為最小（Dmin），定位銷直徑為最大（d0max ）時(shí)，定位基準(zhǔn)的位移量i為最?。╥min=OO2），加工尺寸也最?。ˋmin）。因此=001- OO2= ( 5.4)圖5.16 基

31、準(zhǔn)位移誤差當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸的方向不一致，兩者之間成夾角時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍在加工尺寸方向上的投影。即 （5.5）式中 -一批工件定位基準(zhǔn)的位移量。在圖5.16中，設(shè)，根據(jù)式（5.4） ， 綜上所述，定位誤差是由于基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差所引起的工序基準(zhǔn)相對(duì)于刀具在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍?；鶞?zhǔn)不重合誤差、基準(zhǔn)位移誤差與定位誤差的關(guān)系如圖5.17所示。圖5.17 基準(zhǔn)不重合誤差、基準(zhǔn)位移誤差與定位誤差的關(guān)系 2定位誤差的計(jì)算方法（1）合成法根據(jù)定位誤差產(chǎn)生的原因，定位誤差應(yīng)是基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差的合成。計(jì)算時(shí)，先分別算出B 和Y，然后將兩者合成而得

32、D。步驟如下：Y0、B=0時(shí)，則D=YB0、Y=0時(shí)，則D=BY0、B0時(shí)，應(yīng)判斷相關(guān)性（即有無公共變量）：若工序基準(zhǔn)不在定位基面上，即B與Y不相關(guān)，則 若工序基準(zhǔn)在定位基面上，即B與Y相關(guān)，則還應(yīng)判斷方向性：在定位基面尺寸由大變?。ɑ蛴尚∽兇螅r(shí)，分析定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向：在定位基面尺寸作同樣變化時(shí)，設(shè)定位基準(zhǔn)的位置不動(dòng)，分析工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。若上述兩者變動(dòng)方向相同，則若上述兩者變動(dòng)方向相反，則方向性的判斷還有一種很方便實(shí)際的辦法：若工序基準(zhǔn)和定位接觸點(diǎn)在定位基準(zhǔn)的異側(cè)，即為方向相同，若工序基準(zhǔn)和定位接觸點(diǎn)在定位基準(zhǔn)的同側(cè)，即為方向相反，例題5.1 用合成法求圖5.16所示加工尺寸E的定位誤

33、差。解：1）加工尺寸E的工序基準(zhǔn)為工件外圓面的下母線F，而定位基準(zhǔn)為工件內(nèi)孔軸線O，兩者不重合，存在基準(zhǔn)不重合誤差B，其大小等于尺寸OF的公差在加工尺寸方向上的投影，因OF與加工尺寸E方向一致，所以 2）定位心軸水平放置，定位基準(zhǔn)在垂直方向上位移。根據(jù)式（5.4），。2） 因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)不在定位基面上，即B與Y 不相關(guān)，所以 例題5.2 求圖5.16中加工尺寸H的定位誤差。解： 1）工序基準(zhǔn)是孔的上母線G，定位基準(zhǔn)為孔的軸線O，基準(zhǔn)不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為 。 2）定位心軸水平放置，定位基準(zhǔn)在垂直方向上位移。根據(jù)公式（5.4）， 3）工序基準(zhǔn)在定位基面上，相關(guān)，兩者有共同的變量,因此要判斷方向性

34、。當(dāng)定位孔由小變大時(shí)，（或定位基準(zhǔn)O）向下移動(dòng)；設(shè)定位基準(zhǔn)的位置不變，而（或工序基準(zhǔn)G）則向上變動(dòng)，兩者方向相反，所以 由此例可見，合成法直觀，有助于初學(xué)者理解定位誤差產(chǎn)生的原因。故一般多用合成法計(jì)算定位誤差。 （2）極限位置法此法根據(jù)定位誤差的概念直接計(jì)算出工序基準(zhǔn)相對(duì)于刀具在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍。例如求圖5.18a中的加工尺寸A的定位誤差，就是要求出工序基準(zhǔn)O相對(duì)于刀具的的最大變動(dòng)范圍。因此計(jì)算定位誤差時(shí)，需先畫出工件定位時(shí)工序基準(zhǔn)O的變動(dòng)范圍的幾何圖形，直接按幾何關(guān)系確定其最大的變動(dòng)范圍，即為定位誤差。圖5.18a中工件的外徑d士2與已加工平面的尺寸B士2是兩個(gè)變量，可用作圖法畫

35、出B、d兩個(gè)變量在極限尺寸時(shí)工序基準(zhǔn)O的各個(gè)位置，如圖5-17b所示。圖5.18 用極限位置法求定位誤差在當(dāng)、時(shí)，工件中心最低，為O1點(diǎn)；在Bmax、dmax時(shí)，工件中心最高，為O4點(diǎn)。在加工尺寸A方向上工件中心O的最大變動(dòng)量aO4，即為定位誤差。根據(jù)幾何關(guān)系，可求出 用極限位置法求定位誤差，直觀、簡(jiǎn)便，在有些場(chǎng)合極為方便。缺點(diǎn)是不能將基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差區(qū)分開來。 （3）分析計(jì)算法（微分法）此法根據(jù)工件定位的狀況，建立工件加工尺寸D與有關(guān)的工件和夾具相應(yīng)各幾何參數(shù)的尺寸關(guān)系式: (5.6)對(duì)式（5.6）求全微分，用微小增量代替微分，并將微小增量視為尺寸誤差，即可求出加工尺寸D的定位誤

36、差： （5.7）以圖5.18a所示工件的定位方式求加工尺寸A的定位誤差為例，畫出尺寸A與工件和夾具相應(yīng)各幾何參數(shù)的尺寸關(guān)系，如圖5.19 所示。 其尺寸關(guān)系式為 式中，B與d為變量。忽略的誤差，則各組成環(huán)不含公共變量。對(duì)上式全微分 圖5.19 用微分法求定位誤差若考慮角的誤差，將視作變量，則全微分為 此法對(duì)包含多誤差因素的復(fù)雜定位方案的定位誤差分析計(jì)算較方便。 3.各種定位方法的基準(zhǔn)位移誤差（1）平面定位 單一平面定位的定位基準(zhǔn)一般都制造得比較準(zhǔn)確，故一般平面定位，Y=0。而階梯面定位時(shí)，要視具體情況具體分析。（2）孔銷定位 孔銷定位時(shí)，若定位基準(zhǔn)在重力、夾緊力等的作用下向單方向位移時(shí)，Y見公

37、式（5.4）。若定位基準(zhǔn)的位移為任意方向時(shí)，定位基準(zhǔn)(孔中心)的最大變動(dòng)量等于孔銷間的最大間隙(圖5.20)，即 Y = X max = (5.8)圖5.20 孔銷定位任意邊接觸時(shí)的基準(zhǔn)位移誤差（3）V形塊定位 工件以外圓在V形塊上定位，如圖5.21所示。一般不考慮V形塊的制造誤差，則定位基準(zhǔn)始終在V形塊對(duì)稱平面上，故水平方向上Y =0。但在垂直方向上，由于工件外圓直徑的制造誤差，而由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差為：Y =OO1= （5.9） 圖5.21 V形塊定位的誤差分析對(duì)圖5.21中三個(gè)不同的加工尺寸標(biāo)注，其定位誤差的計(jì)算分別為：當(dāng)加工尺寸標(biāo)為B2時(shí)，工序基準(zhǔn)為外圓中心，定位基準(zhǔn)為V形塊檢驗(yàn)心軸

38、中心，基準(zhǔn)重合，B =0，故D =Y =當(dāng)加工尺寸標(biāo)為B1時(shí)，工序基準(zhǔn)為外圓下母線，定位基準(zhǔn)為V形塊檢驗(yàn)心軸中心，基準(zhǔn)不重合，B =；而Y =。判斷相關(guān)性：工序基準(zhǔn)（外圓）在定位基面（V形塊V形面）上，兩者相關(guān)（有公共變量）。再判斷方向性：當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)向下變動(dòng)；當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)位置不動(dòng)，工序基準(zhǔn)向上變動(dòng)。兩者方向相反，故=-=當(dāng)加工尺寸標(biāo)為B3時(shí)，工序基準(zhǔn)為外圓上母線，定位基準(zhǔn)為V形塊檢驗(yàn)心軸中心，基準(zhǔn)不重合，B =；而Y =。判斷相關(guān)性：工序基準(zhǔn)（外圓）在定位基面（V形塊V形面）上，兩者相關(guān)（有公共變量）。再判斷方向性：當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，定位基

39、準(zhǔn)向下變動(dòng)；當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)位置不動(dòng)，工序基準(zhǔn)向下變動(dòng)。兩者方向相同，故=+=（4）一面兩銷定位工件以一面兩孔在夾具的一面兩銷上定位時(shí)，如圖5.22所示，由于孔與圓柱銷存在最大配合間隙,孔與菱形銷存在最大配合間隙，因此會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)的直線位移誤差；和基準(zhǔn)角位移誤差。因，所以直線位移誤差受的控制。當(dāng)工件在外力作用下單方向位移時(shí)，根據(jù)公式（5.4），；當(dāng)工件可在任意方向位移時(shí)，=。 如圖5.22b所示，當(dāng)工件可在任意方向移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件的定位基準(zhǔn)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)角誤差為= （5.10）另外工件也可能出現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動(dòng)(圖5.22a)，轉(zhuǎn)角誤差為±= （5.11）一面兩銷定位的定位誤差，

40、要根據(jù)工件加工尺寸方向和位置的不同作具體分析。圖5.22 一面兩銷的定位誤差分析例題5.3 工件定位方式如圖5.23所示，求加工尺寸A的定位誤差。解：1）工序基準(zhǔn)為圓孔中心線O，橫向上的定位基準(zhǔn)也是0，基準(zhǔn)重合；縱向上的定位基準(zhǔn)為底面，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，且工序基準(zhǔn)的位移方向與加工尺寸方向間的夾角為45°，根據(jù)式（5.2）， 2）定位基準(zhǔn)為平面定位，一般，而橫向上為定心夾緊，3） 圖5.23 工件銑45°平面的定位示意圖 例題5.4 鉆鉸圖5.24a所示凸輪上的兩小孔（），定位方式如圖5.23b所示。定位銷直徑為，求加工尺寸100±0.lmm的定位誤差解：1

41、）工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，。 2）定位方式為孔銷定位，在限制轉(zhuǎn)動(dòng)自由度定位元件力的作用下單方向位移，定位基準(zhǔn)移動(dòng)方向與加工尺寸方向間的夾角30°±15。根據(jù)式（5.4）和式（5.5）得 3）T/3=0.2/30.067圖5.24 凸輪加工定位簡(jiǎn)圖例題5.5 如圖5.25a所示圓環(huán)形工件，外圓尺寸為，內(nèi)孔尺寸為，內(nèi)外圓同軸度為0.02mm。欲鉆小孔5，保證尺寸36±0.1mm，有兩種定位方式：如圖5.25b所示,以定位銷 定位（軸線垂直安放）；如圖5.25c所示,以圓定位套定位（軸線垂直安放）。試比較兩定位方案的定位誤差。解：方案中，工序基準(zhǔn)為外圓下母線，定位基準(zhǔn)為

42、內(nèi)孔中心，基準(zhǔn)不重合，按式（5.3），基準(zhǔn)不重合誤差為B=D/2+=0.015+0.02=0.035mm； 定位方式為孔銷配合，任意方向位移，按式（5.8），基準(zhǔn)位移誤差為Y=Xmax=0.035 mm；基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩者不相關(guān)，D=Y+B=0.07mmT/3=0.067mm。方案中，工序基準(zhǔn)為外圓下母線，定位基準(zhǔn)為外圓中心，基準(zhǔn)不重合，按式（5.3），基準(zhǔn)不重合誤差為B=D/2=0.015mm； 定位方式為孔銷配合，任意方向位移，按式（5.8），基準(zhǔn)位移誤差為Y=Xmax=0.06 mm；根據(jù)合成法，基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩者相關(guān)，都是D的函數(shù)（工序基準(zhǔn)在定位基面上），還

43、要判斷方向性。但本例方向性很難判斷，故改用極限法，直接求工序基準(zhǔn)的最大位移量，也就是工件在定位套中的最大間隙，即D=Xmax=0.06mmT/3=0.06mm。 方案定位誤差較小。 圖5.25圓環(huán)工件鉆小孔定位示意圖例題5.6 圖5.26a所示工件，以一面兩孔定位鉆小孔5，圓柱銷為，菱形銷為，試求加工尺寸的定位誤差。 解：尺寸50±0.15mm 工序基準(zhǔn)為01，定位基準(zhǔn)為02，基準(zhǔn)不重合，按式（5.3），基準(zhǔn)不重合誤差為B=0.06mm；定位方式為孔銷配合，任意方向位移，按式（5.8），基準(zhǔn)位移誤差為Y=X1max=0.041 mm；基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩者不相關(guān)，D=Y+B

44、=0.101mmT/3=0.1mm。 尺寸60±0.15mm 工序基準(zhǔn)為0102連線，定位基準(zhǔn)為0102連線，基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差為B=0；定位方式為一面兩孔，01、02的上下最大位移分別為X1max=0.041 mm；X2max=0.068mm。造成定位基準(zhǔn)（0102連線）可任意轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，以01、02一上一下及一下一上所引起的基準(zhǔn)位移量為最大（圖5.26b），而在小孔尺寸60±0.15mm 位置上的變化量 即為所求的基準(zhǔn)位移誤差。所以Y=2=2（）=2（+）=2（+）=2（）=0.104 mmT/3=0.1mm。圖5.26 一面兩孔定位簡(jiǎn)圖5.2.4.3減少夾具及定

45、位誤差的措施1.提高夾具的精度 提高夾具定位元件、對(duì)刀元件和夾具體上的相關(guān)配合表面及夾具體與機(jī)床連接表面的制造精度，提高夾具的裝配精度；仔細(xì)調(diào)整夾具在機(jī)床上的位置，提高夾具的安裝精度；仔細(xì)調(diào)整刀具與夾具的位置，提高夾具的對(duì)刀精度。2.減少定位誤差 盡量選工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差；選用基準(zhǔn)位移誤差小的定位方式（如定心夾緊裝置等），提高工件定位面與夾具定位元件的加工精度，減少配合間隙，以減少基準(zhǔn)位移誤差。3.減少夾具的磨損 注意提高夾具易磨損件（如鉆套、定位銷等）的耐磨性。對(duì)易磨損件要設(shè)置成可換裝置，當(dāng)磨損到一定程度后須及時(shí)更換。5.2.5工藝系統(tǒng)的其他幾何誤差 1.刀具誤差刀具誤差

46、是由于刀具制造誤差和刀具磨損所引起的。機(jī)械加工中常用的刀具有：一般刀具、定尺寸刀具和成形刀具。一般刀具（普通車刀、單刃鏜刀和平面銑刀等）的制造誤差，對(duì)加工精度沒有直接影響。定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）的尺寸誤差直接影響加工工件的尺寸精度。刀具在安裝使用中不當(dāng)，也將影響加工精度。成形刀具和展成刀具（如成形車刀、成形銑刀及齒輪刀具等）的制造誤差，直接影響被加工表面的形狀精度。刀具的磨損，除了對(duì)切削性能、加工表面質(zhì)量有不良影響外，也直接影響加工精度。如車削長(zhǎng)軸外圓時(shí)，刀具的逐漸磨損會(huì)使工件產(chǎn)生錐形的圓柱度誤差，在用調(diào)整法加工時(shí)，刀具或砂輪的磨損會(huì)擴(kuò)大工件的尺寸分散范圍。正確地選用刀具材料，應(yīng)用

47、新型刀具材料，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，可有效減少刀具的磨損。大批量生產(chǎn)是可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 2.測(cè)量誤差 工件在加工過程中要用各種量具、量?jī)x等進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)量，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)工件進(jìn)行試切或調(diào)整機(jī)床。量具本身的制造誤差、測(cè)量時(shí)的接觸力、溫度、目測(cè)正確程度等，都直接影響加工誤差。因此，要正確地選擇和使用量具，以保證測(cè)量精度。3.調(diào)整誤差 在機(jī)械加工的每一工序中，總是要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對(duì)地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。 工藝系統(tǒng)的調(diào)整有如下兩種基本方式。不同的調(diào)整方式有不同的誤差來源。 (1).試切法調(diào)整 單件

48、小批生產(chǎn)中，通常采用試切法調(diào)整。方法是：對(duì)工件進(jìn)行試切測(cè)量調(diào)整再試切，直到達(dá)到要求的精度為止。這時(shí)，引起調(diào)整誤差的因素是：1）進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差 在試切中，總是要微量調(diào)整刀具的位置。在低速微量進(jìn)給中，常會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的“爬行”現(xiàn)象，其結(jié)果使刀具的實(shí)際位移與刻度盤上的數(shù)值不一致，造成加工誤差。 2）最小切削層厚度極限的影響 精加工時(shí)，試切的最后一刀余量往往很小，切削刃只起擠壓作用而不起切削作用。但正式切削時(shí)的深度較大，切削刀不打滑，就會(huì)多切工件。因此，工件尺寸就與試切時(shí)不同，形成工件的尺寸誤差。 (2)調(diào)整法調(diào)整 采用調(diào)整法對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，也要以試切為依據(jù)。因此，上述影響試切法調(diào)整精度的因

49、素，同樣對(duì)調(diào)整法也有影響。此外，影響調(diào)整精度的因素還有：1）用定程機(jī)構(gòu)調(diào)整 調(diào)整精度取決于行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)的制造精度和剛度，以及與其配合使用的離合器、控制閥等的靈敏度。2）用樣件或樣板調(diào)整 調(diào)整精度取決于樣件或樣板的制造、安裝和對(duì)刀精度。3）抽樣件數(shù)的影響 工藝系統(tǒng)初調(diào)好以后，一般要試切幾個(gè)工件，并以其平均尺寸作為判斷調(diào)整是否準(zhǔn)確的依據(jù)。由于試切加工的工件數(shù)（稱為抽樣件數(shù)）不可能太多，不能完全反映整批工件切削過程中的各種隨機(jī)誤差，故試切加工幾個(gè)工件的平均尺寸與總體尺寸不能完全符合，也造成加工誤差。5.3機(jī)械加工系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差的影響分析5.3.1工藝系統(tǒng)受力變形影響分析5.3.1.1工藝系統(tǒng)剛度的概念1.基本概念機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)，在切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力以及重力等的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)的變形，將破壞刀具和工件之間正確的位置關(guān)系，從而產(chǎn)生加工誤差。例如，車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，工件在切削力作用下彎曲變形，加工后會(huì)產(chǎn)生腰鼓形的圓柱度誤差，如圖5.27a所示；在內(nèi)圓磨床上用橫向切入磨孔時(shí)，由于磨頭主軸受力彎曲變形，磨出的孔會(huì)產(chǎn)生帶有錐度的圓柱度誤差，如圖5.27b所示。 圖5.27 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)在外力作用下產(chǎn)生變形的大小，