new机械制造技术基础(第7章)1

第七章第七章 机械制造质量机械制造质量 分析及控制分析及控制教学根本要求：教学根本要求：1.能正确综合应用力学、物理学等根底科学知能正确综合应用力学、物理学等根底科学知识分析加工误差产生的原因，从而找出控制识分析加工误差产生的原因，从而找出控制加工误差的方法。加工误差的方法。2.能正确运用统计学方法能正确运用统计学方法对加工误差进行统计对加工误差进行统计分析分析，并根据加工误差的统计特征，确定出，并根据加工误差的统计特征，确定出加工误差的变化规律及可能采取的控制方法。加工误差的变化规律及可能采取的控制方法。13.3.能正确分析影响机械加工外表质量的因素能正确分析影响机械加工外表质量的因素,掌握这些因素对加工外表质量的影响规律掌握这些因素对加工外表质量的影响规律;4.4.了解机械加工中强迫振动和自激振动的特征了解机械加工中强迫振动和自激振动的特征及其识别方法，了解自激振动产生的机理以及其识别方法，了解自激振动产生的机理以及消除和减弱振动的方法。及消除和减弱振动的方法。教学根本要求：教学根本要求：2尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度波度波度几何精度几何精度外表层物理机械性能外表层物理机械性能表层材料的冷作硬化表层材料的冷作硬化表层材料的金相组织变化表层材料的金相组织变化表层材料的剩余应力表层材料的剩余应力制制制制造造造造质质质质量量量量质量质量用户对产品的满意程度用户对产品的满意程度设计质量、制造质量、效劳质量设计质量、制造质量、效劳质量设计质量、制造质量、效劳质量设计质量、制造质量、效劳质量质量的含义质量的含义质量的含义质量的含义微观几何形状精度微观几何形状精度宏观几何形状精度宏观几何形状精度圆度、圆柱度、直圆度、圆柱度、直线度、平面度等线度、平面度等图示第第7 7章章 机械制造质量分析及控制机械制造质量分析及控制外表粗糙度外表粗糙度3尺寸精度尺寸精度几何形状精度几何形状精度位置精度位置精度形状误差位置公差尺寸公差形状误差位置公差尺寸公差外表粗糙度外表粗糙度波度波度加工精度加工精度外表质量外表质量外表物理机械性能的变化外表物理机械性能的变化制制制制造造造造质质质质量量量量制造质量研究的内容制造质量研究的内容47.2.1 机械加工精度概述机械加工精度概述1.加工精度与加工误差加工精度与加工误差加工精度：零件加工后的实际几何参数尺寸、形状加工精度：零件加工后的实际几何参数尺寸、形状及各外表相互位置与理想几何参数的符合程度。及各外表相互位置与理想几何参数的符合程度。加工误差加工误差：零件加工后的零件加工后的实际几何参数实际几何参数与与理想几何理想几何参数参数的的偏离程度偏离程度。符合程度越高，加工精度就越高。符合程度越高，加工精度就越高。加工误差的大小反映了加工精度的上下。加工误差的大小反映了加工精度的上下。加工误差越小，加工精度越高。加工误差越小，加工精度越高。7.2机械加工精度机械加工精度5刀刀尖尖轨轨迹迹法法：通通过过刀刀尖尖运运动动的的轨轨迹迹来来获获得得形形状状精度的方法精度的方法仿仿形形法法：刀刀具具依依照照仿仿形形装装置置进进给给获获得得工工件件形形状状精度的方法精度的方法成成形形法法：利利用用成成形形刀刀具具对对工工件件加加工工获获得得形形状状精精度的方法度的方法展成法：展成法：利用工件和刀具的展成切削运动进行利用工件和刀具的展成切削运动进行加工的方法加工的方法(2)(2)获得形状精度的方法获得形状精度的方法8直直接接找找正正定定位位法法：用用划划针针或或百百分分表表直直接接在在机机床床上上找找正工件位置正工件位置划划线线找找正正定定位位法法：先先按按零零件件图图在在毛毛坯坯上上划划好好线线，再再以所的划线为基准找正它在机床的位置以所的划线为基准找正它在机床的位置夹夹具具定定位位法法：在在机机床床上上安安装装好好夹夹具具，工工件件放放在在夹夹具具中定位中定位机床控制法：机床控制法：利用机床的相对位置精度保证位置精利用机床的相对位置精度保证位置精度度(3)(3)获得位置精度的方法获得位置精度的方法9机械加工时，由机械加工时，由机床、夹具、刀具机床、夹具、刀具和工件和工件构成的一个完整的系统。构成的一个完整的系统。由由于于工工艺艺系系统统本本身身的的结结构构和和状状态态以以及及加加工工过过程程中中的物理力学现象而产生的各种误差。的物理力学现象而产生的各种误差。工艺系统误差。工艺系统误差。工艺系统：工艺系统：原始误差：原始误差：3.影响加工精度的因素影响加工精度的因素u原始误差与加工精度的关系原始误差与加工精度的关系工艺系统原始误差方向不同，对加工精工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。度的影响程度也不同。例如例如工艺系统中但凡能直接引起加工误差的因素。工艺系统中但凡能直接引起加工误差的因素。10误差敏感方向误差敏感方向影响加工精度最大的那个方向影响加工精度最大的那个方向即通过刀刃的加工外表的法向。即通过刀刃的加工外表的法向。当原始误差方向恰为加工外表法线方向时，当原始误差方向恰为加工外表法线方向时，引起的加工误差为最大；引起的加工误差为最大；当原始误差的方向恰为加工外表的切线方向当原始误差的方向恰为加工外表的切线方向时，引起的加工误差为最小；时，引起的加工误差为最小；当原始误差的方向与误差敏感方向一致时，当原始误差的方向与误差敏感方向一致时，对加工精度的影响最大。对加工精度的影响最大。u原始误差与加工精度的关系原始误差与加工精度的关系11原原始始误误差差工艺系统的制造误差工艺系统的制造误差几何误差几何误差刀具制造误差刀具制造误差夹具制造误差夹具制造误差机床制造误差机床制造误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形工艺系统受热变形工件残余应力引起的变形工件残余应力引起的变形工工件件相相对对于于刀刀具具静静止止状状态态下下的误差的误差工工件件相相对对于于刀刀具具运运动动状状态下的误差态下的误差主轴回转误差主轴回转误差导轨导向误差导轨导向误差传动误差传动误差原始误差的来源原始误差的来源原始误差的来源原始误差的来源与与工工艺艺过过程程有有关关的的原始误差原始误差(动误差动误差)加工原理误差加工原理误差其他原始误差其他原始误差定位误差定位误差调整误差调整误差测量误差测量误差刀具磨损刀具磨损121.机床的几何误差机床的几何误差机床几何误差的来源机床几何误差的来源机床制造机床制造机床制造机床制造磨损磨损磨损磨损安装安装安装安装机床误差机床误差-主轴回转误差主轴回转误差导轨误差导轨误差传动链误差传动链误差7.2.2工艺系统的几何误差工艺系统的几何误差 13(1).(1).主轴回转误差主轴回转误差主轴的实际回转轴线对其主轴的实际回转轴线对其理想回转轴线理想回转轴线的变动量。的变动量。2 2将动力或运动传递给工件或刀具。将动力或运动传递给工件或刀具。主轴各瞬时实际回转轴线的平均位置主轴各瞬时实际回转轴线的平均位置主轴回转误差的分解：主轴回转误差的分解：端面圆跳动、径向圆跳动和角度摆动三种根本型式端面圆跳动、径向圆跳动和角度摆动三种根本型式 主轴的功用：主轴的功用：1 1 装夹工件、刀具或夹具的基准；装夹工件、刀具或夹具的基准；定义定义：理想回转轴线：理想回转轴线：14端面圆跳动端面圆跳动端面圆跳动端面圆跳动主轴轴肩端面的平面度及其与回转轴线有垂主轴轴肩端面的平面度及其与回转轴线有垂直度误差；直度误差；轴承承载端面与回转轴线有垂直度误差。轴承承载端面与回转轴线有垂直度误差。车端面车端面可以引起所加工端面的垂直度、平可以引起所加工端面的垂直度、平面度误差和面度误差和轴向尺寸精度误差；轴向尺寸精度误差；加工螺纹加工螺纹产生螺距误差。产生螺距误差。l端面圆跳动对加工精度的影响：端面圆跳动对加工精度的影响：端面圆跳动对加工精度的影响：端面圆跳动对加工精度的影响：图示l端面圆跳动的产生原因端面圆跳动的产生原因端面圆跳动的产生原因端面圆跳动的产生原因主轴实际回转轴线沿平均回转轴线的方向作纯轴向蹿动主轴实际回转轴线沿平均回转轴线的方向作纯轴向蹿动15l径向圆跳动产生的原因径向圆跳动产生的原因加加工工方方式式不不同同主轴各段轴颈的同轴度误差；主轴各段轴颈的同轴度误差；轴承误差圆度；轴承误差圆度；轴承之间的同轴度误差、轴承之间的同轴度误差、主轴轴颈误差圆度；主轴轴颈误差圆度；主轴挠度主轴挠度影影响响也也不不同同主轴实际回转轴线相对于平均回转轴线在径向的变动量主轴实际回转轴线相对于平均回转轴线在径向的变动量径向圆跳动径向圆跳动16工件回转型工件回转型(车削：切削力作用方向是不变的车削：切削力作用方向是不变的主轴轴颈的圆度误差主轴轴颈的圆度误差将在回转过程中引起轴将在回转过程中引起轴线位置产生瞬时变化，线位置产生瞬时变化，对主轴径向回转精度对主轴径向回转精度影响较大；影响较大；轴承内孔径的圆度误差轴承内孔径的圆度误差对主轴径向回转精度对主轴径向回转精度影响较小。影响较小。u分析主轴轴颈、轴承的内孔的圆度误差对加工精度的影响？分析主轴轴颈、轴承的内孔的圆度误差对加工精度的影响？17轴承的内孔圆度误差轴承的内孔圆度误差将使主轴在回转的过程将使主轴在回转的过程中产生径向跳动，中产生径向跳动，引起镗孔的圆度误差较大引起镗孔的圆度误差较大；主轴轴颈的圆度误差主轴轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影对主轴径向回转精度影响响较小较小。刀具回转型刀具回转型 ：切削力作用方向是变化的切削力作用方向是变化的18主轴径向回转误差可以引起工件的圆度误差主轴径向回转误差可以引起工件的圆度误差和圆柱度误差；和圆柱度误差；l径向圆跳动对加工精度的影响：径向圆跳动对加工精度的影响：19l产生角度摆动的原因产生角度摆动的原因产生角度摆动的原因产生角度摆动的原因角度摆动角度摆动主轴实际回转轴线相对于平均回转轴线倾斜主轴实际回转轴线相对于平均回转轴线倾斜一个角度作摆动一个角度作摆动角度摆动可视为径向圆跳动与角度摆动可视为径向圆跳动与轴向窜动轴向窜动的综合。的综合。凡引起凡引起径向圆跳动径向圆跳动与与轴向窜动轴向窜动的因素均会影的因素均会影响主轴的角度摆动。响主轴的角度摆动。20l角度摆动对加工精度的影响：角度摆动对加工精度的影响：车削加工时工件每一横截面内的圆度误差很小，但轴车削加工时工件每一横截面内的圆度误差很小，但轴平面有圆柱度误差锥度。平面有圆柱度误差锥度。车外圆：得到圆形工件，但产生圆柱度误差锥体车外圆：得到圆形工件，但产生圆柱度误差锥体车端面：产生平面度误差车端面：产生平面度误差镗孔时，由于主轴的纯角度摆动镗孔时，由于主轴的纯角度摆动使得主轴回转轴线使得主轴回转轴线与工作台导轨不平行，使镗出的孔呈椭圆形与工作台导轨不平行，使镗出的孔呈椭圆形21提高主轴回转精度的措施提高主轴回转精度的措施5 5 对滚动轴承进行预紧，以消除间隙。对滚动轴承进行预紧，以消除间隙。1 1 提高主轴及箱体的制造精度；提高主轴及箱体的制造精度；2 2 选用高精度轴承；选用高精度轴承；3 3 提高主轴部件装配精度；提高主轴部件装配精度；4 4 对高速主轴部件要进行动平衡；对高速主轴部件要进行动平衡；222 2机床导轨误差机床导轨误差l导轨在水平面内的直线度导轨在水平面内的直线度l导轨在垂直面内的直线度导轨在垂直面内的直线度l前后导轨的平行度扭曲前后导轨的平行度扭曲机床导轨精度要求：机床导轨精度要求：l确定各主要部件位置关系的基准确定各主要部件位置关系的基准;l是实现直线运动的主要部件是实现直线运动的主要部件。导轨导轨的功用：的功用：导轨的导轨的制造和装配精度制造和装配精度是是影响直线运动的主要因素影响直线运动的主要因素直接影响工件的加工精度。直接影响工件的加工精度。23导轨在水平面内的直线度误差导轨在水平面内的直线度误差导轨误差对加工精度的影响导轨误差对加工精度的影响当导轨在水平面内的直线度误差为当导轨在水平面内的直线度误差为yy时时,引起工件引起工件在半径方向的误差为：在半径方向的误差为：R=y R=y l车、磨削外圆时，车、磨削外圆时，为误差敏感方向，对加工精为误差敏感方向，对加工精度影响最大；度影响最大；导轨向外凸导轨向外凸导轨向内凹导轨向内凹工件产生腰鼓形误差；工件产生腰鼓形误差；工件产生鞍形误差；工件产生鞍形误差；l铣削、刨削平面时，铣削、刨削平面时，为误差非敏感方向，对为误差非敏感方向，对加工精度影响最小。加工精度影响最小。以卧式车床为例以卧式车床为例图图7524导轨在垂直面内的直线度误差导轨在垂直面内的直线度误差设：设：Z=Y=0.1mm，D=40mm，那么由于水平面内原始误差而产生的加工误差：那么由于水平面内原始误差而产生的加工误差：R=Y=0.1mm,由于垂直面内原始误差产生的加工误差：由于垂直面内原始误差产生的加工误差：RZ2/D=0.00025mm图图7-725对平面磨床，龙门刨床对平面磨床，龙门刨床及铣床等，误差敏感方向为及铣床等，误差敏感方向为加工外表的法线方向，加工外表的法线方向，导轨在垂直面内的直线度误导轨在垂直面内的直线度误差会引起工件相对于砂轮差会引起工件相对于砂轮刀具产生法向位移，其误刀具产生法向位移，其误差将直接反映到被加工工件差将直接反映到被加工工件上，造成形状误差。上，造成形状误差。结论：结论：结论：结论：龙门刨床导轨垂直面内直线度误差龙门刨床导轨垂直面内直线度误差1刨刀刨刀2工件工件3工作台工作台4床身导轨床身导轨原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，假设产原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，假设产生在加工外表法向方向误差敏感方向，对加工精生在加工外表法向方向误差敏感方向，对加工精度有直接影响；产生在加工外表切向方向误差非敏度有直接影响；产生在加工外表切向方向误差非敏感方向感方向 ，可忽略不计。，可忽略不计。26前后导轨平行度误差的影响前后导轨平行度误差的影响床身前后导轨有平行床身前后导轨有平行度误差扭曲时，度误差扭曲时，会使车床溜板在沿床会使车床溜板在沿床身移动时发生偏斜，身移动时发生偏斜，从而使刀尖相对工件从而使刀尖相对工件产生偏移，使工件产产生偏移，使工件产生形状误差鼓形、生形状误差鼓形、鞍形、锥度。鞍形、锥度。27从几何关系中可得出：从几何关系中可得出：y(H/B)一般车床一般车床H2B/3，外圆磨，外圆磨床床HB，因此该项原始误差因此该项原始误差对加工对加工精度的影响很大。精度的影响很大。车床前后导轨扭曲的最终结果反映在工件上，车床前后导轨扭曲的最终结果反映在工件上，将产生加工误差将产生加工误差yy。28l机床制造精度；机床制造精度；l导轨磨损：使用过程中的磨损及磨损不均匀导轨磨损：使用过程中的磨损及磨损不均匀l2班制工作班制工作9个月个月0.03mm；l机床安装质量重型机床因自重导轨下沉机床安装质量重型机床因自重导轨下沉23mm导轨误差产生原因导轨误差产生原因29提高导轨精度的措施提高导轨精度的措施提高机床导轨、溜板的制造精度及安装精度提高机床导轨、溜板的制造精度及安装精度采用耐磨合金铸铁导轨、镶钢导轨、贴塑导轨、滚采用耐磨合金铸铁导轨、镶钢导轨、贴塑导轨、滚动导轨等动导轨等采用静压导轨，利用压力油或压力空气的均化作用，采用静压导轨，利用压力油或压力空气的均化作用，可有效提高工作台的直线运动精度和精度保持性。可有效提高工作台的直线运动精度和精度保持性。30在车螺纹、插齿、滚齿等加工时，刀具与工件之在车螺纹、插齿、滚齿等加工时，刀具与工件之间有严格的传动比要求。要满足这一要求，间有严格的传动比要求。要满足这一要求，机床内机床内联系传动链联系传动链的误差必须控制在允许的范围内。的误差必须控制在允许的范围内。3 3机床传动链误差机床传动链误差定义：定义：传动链误差是指传动链始末两端传动元件间传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。相对运动的误差。传动链末端元件产生的转角误差。传动链末端元件产生的转角误差。表示：表示：影响：影响：影响：影响：滚、插、磨展成法磨齿齿轮等加工滚、插、磨展成法磨齿齿轮等加工齿距精度齿距精度车、磨、铣螺纹车、磨、铣螺纹螺距精度螺距精度31举例：举例：以滚齿机为例加以说明以滚齿机为例加以说明 若滚刀上的齿轮若滚刀上的齿轮Z1有转角误差有转角误差，造成工作台的转角误差造成工作台的转角误差 为：为：若传动链中第若传动链中第i个元件有转角误差个元件有转角误差该元件造成工作台的转角误差该元件造成工作台的转角误差 为：为：图示图示32kj该元件至工作台之间的传动比该元件至工作台之间的传动比误差误差传递系数传递系数kj1升速传动，误差被放大升速传动，误差被放大kj1降速传动，误差被缩小降速传动，误差被缩小总误差：总误差：考虑到各传动件转角误差的随机性，那么传动链末端元件的考虑到各传动件转角误差的随机性，那么传动链末端元件的总转角误差可用概率法进行估计。总转角误差可用概率法进行估计。33 减少传动环节，缩短传动链，以减少误差来源。减少传动环节，缩短传动链，以减少误差来源。提高传动元件，特别是提高末端传动元件如车床提高传动元件，特别是提高末端传动元件如车床丝杠螺母副、滚齿机分度蜗轮的制造精度和装配精丝杠螺母副、滚齿机分度蜗轮的制造精度和装配精度。度。传动链中按降速比递增的原那么分配各传动副的传传动链中按降速比递增的原那么分配各传动副的传动比。传动链末端传动副的降速传动比越大，那么传动比。传动链末端传动副的降速传动比越大，那么传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就越小。动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就越小。采用误差校正机构。其实质是测出传动误差，在原采用误差校正机构。其实质是测出传动误差，在原传动链中人为地参加一个误差，其大小与传动链本身传动链中人为地参加一个误差，其大小与传动链本身的误差相等且方向相反，从而使之相互抵消。的误差相等且方向相反，从而使之相互抵消。l提高传动链精度的措施提高传动链精度的措施34使工件相对于刀具和机床使工件相对于刀具和机床具有正确的位置。具有正确的位置。夹具的作用：夹具的作用：夹具的作用：夹具的作用：2.夹具误差与装夹误差夹具误差与装夹误差l夹具夹具误差误差主要是指夹具的定位元件、主要是指夹具的定位元件、导向元件及夹具体等导向元件及夹具体等零件零件的的加工与装配误差加工与装配误差 l夹具误差影响工件的夹具误差影响工件的尺寸精度尺寸精度与与位置精度位置精度351 1夹具的制造精度夹具的制造精度2 2夹具的磨损夹具的磨损产生原因：产生原因：夹具的公差选取：夹具的公差选取：精加工时取工件公差的精加工时取工件公差的1/21/3;粗加工时取工件公差的粗加工时取工件公差的1/51/10。在设计夹具时，凡影响工件精度的有关技术要求必须在设计夹具时，凡影响工件精度的有关技术要求必须给出严格的公差。给出严格的公差。363.刀具误差刀具误差刀具的尺寸误差影响工件的刀具的尺寸误差影响工件的尺寸误差尺寸误差。刀具的形状误差影响被加工面的刀具的形状误差影响被加工面的形状误差形状误差l刀具的制造精度影响加工精度刀具的制造精度影响加工精度展成法刀具如齿轮滚刀、插齿刀等展成法刀具如齿轮滚刀、插齿刀等定尺寸刀具如钻头、铰刀、圆孔拉刀等定尺寸刀具如钻头、铰刀、圆孔拉刀等成形刀具如成形车刀、成形铣刀、盘形齿成形刀具如成形车刀、成形铣刀、盘形齿轮铣刀等轮铣刀等刀刃的几何形状及有关尺寸精度会直接刀刃的几何形状及有关尺寸精度会直接影响影响齿轮加工精度齿轮加工精度37刀具磨损影响加工尺寸误差或形状误差刀具磨损影响加工尺寸误差或形状误差l刀具的磨损影响加工精度刀具的磨损影响加工精度图例图例车刀的尺寸磨损车刀的尺寸磨损图例图例车刀磨损过程车刀磨损过程38l提高措施提高措施l提高制造精度，正确刃磨刀具；提高制造精度，正确刃磨刀具；l正确选择刀具材料、刀具几何参数、切正确选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量；削用量；l采用冷却润滑液；采用冷却润滑液；l采用误差补偿装置。采用误差补偿装置。39 一批工件采用一批工件采用调整法调整法加工时因加工时因定位不定位不准确准确而引起的而引起的尺寸或位置的最大变动量尺寸或位置的最大变动量。调整法调整法-按试切好的工件或标准样件或对刀按试切好的工件或标准样件或对刀装置等，调整刀具相对于工件加工外表的位置，装置等，调整刀具相对于工件加工外表的位置，并在加工过程中保持这一位置，从而获得零件并在加工过程中保持这一位置，从而获得零件所要求的尺寸精度。所要求的尺寸精度。调整法多用于成批、大量生产。调整法多用于成批、大量生产。组成：组成：基准不重合误差、定位副制造不准确误差基准不重合误差、定位副制造不准确误差(基准位置误差基准位置误差)7.2.3定位误差定位误差定义：定义：401.基准不重合误差基准不重合误差设计基准：设计时确定某一外表的尺寸、设计基准：设计时确定某一外表的尺寸、设计基准：设计时确定某一外表的尺寸、设计基准：设计时确定某一外表的尺寸、位置所依位置所依位置所依位置所依 据的基准。据的基准。据的基准。据的基准。工艺基准：工艺基准：工艺基准：工艺基准：工艺过程中采用的基准。工艺过程中采用的基准。1)1)工序基准：确定本工序被加工外表加工序基准：确定本工序被加工外表加 工后的尺寸、位置所依据的工后的尺寸、位置所依据的 基准。基准。2)2)定位基准定位基准:加工中用作定位的基准。加工中用作定位的基准。3)3)测量基准测量基准:测量时所采用的基准测量时所采用的基准.4)4)装配基准装配基准:装配时用来确定零件或部装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准。件在机器中的相对位置所采用的基准。l基准基准:基准基准确定加工对象上几何要素间几何关系所依确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。据的那些点、线、面称为基准。工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准41定位基准与设计基准不一致所引起的定位误差，定位基准与设计基准不一致所引起的定位误差，称为称为基准不重合误差基准不重合误差，用用B表示。表示。l基准不重合误差基准不重合误差定位基准相对于设计基准在定位基准相对于设计基准在加加工尺寸方向上工尺寸方向上的最大变动量的最大变动量基准不重合误差基准不重合误差B=427-943定位基准面和定位元件本身制造得不准确或定位基准面和定位元件本身制造得不准确或定位副间的配合间隙所引起的工件最大位置定位副间的配合间隙所引起的工件最大位置变动量，称为基准位置误差定位副制造不变动量，称为基准位置误差定位副制造不准确误差，用准确误差，用W表示。表示。2.定位副制造不准确误差定位副制造不准确误差4445工艺系统：工艺系统：机床、夹具、机床、夹具、工件、刀具工件、刀具外力：外力：切削力、传动力、惯切削力、传动力、惯性力、夹紧力、重力性力、夹紧力、重力产生加工误差产生加工误差破坏了刀具、工件破坏了刀具、工件间相对位置间相对位置7.2.4工艺系统受力变形引起的误差工艺系统受力变形引起的误差46图图受力变形对工件精度的影响受力变形对工件精度的影响a)车长轴车长轴b磨内孔磨内孔工艺系统刚性影响工件的加工精度工艺系统刚性影响工件的加工精度4748491.工艺系统刚度工艺系统刚度工艺系统整体抵抗其变形的能力。工艺系统整体抵抗其变形的能力。工艺系统的刚度是由组成工艺系统各部件的刚度决定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：的。工艺系统的总变形量为：50工艺系统刚度的一般式为：工艺系统刚度的一般式为：机床k机床51l工件刚度工件刚度工件刚度工件刚度工件受力工件受力变形，变形量按材料力学公式计算变形，变形量按材料力学公式计算l刀具刚度刀具刚度刀具刚度刀具刚度刀具受力刀具受力变形，变形量按材料力学公式计算变形，变形量按材料力学公式计算1 1工件、刀具的刚度工件、刀具的刚度例如：例如：车外圆时，车外圆时，装夹在卡盘中的棒料以及压紧在车装夹在卡盘中的棒料以及压紧在车床刀架上的车刀刚度，可按悬臂梁受力变形的公式计床刀架上的车刀刚度，可按悬臂梁受力变形的公式计算算 52机床部件的刚度问题就比较复杂，通过实验机床部件的刚度问题就比较复杂，通过实验来测定。来测定。1 1 1 1 机床部件刚度机床部件刚度机床部件刚度机床部件刚度2机床部件、夹具部件的刚度机床部件、夹具部件的刚度53(1)(1)由于工艺系统刚度变化引起的误差由于工艺系统刚度变化引起的误差切削力作用点位置变化引起的加工误差切削力作用点位置变化引起的加工误差机床变形引起的加工误差机床变形引起的加工误差机床变形引起的加工误差机床变形引起的加工误差 工艺系统刚度主要取决于工艺系统刚度主要取决于机床刚度机床刚度 当刀具切削到工件的任当刀具切削到工件的任意位置意位置 C C时，工艺系统的时，工艺系统的总变形总变形系统系统 为：为：系统系统x+刀架刀架2.工艺系统刚度对加工精度的影响工艺系统刚度对加工精度的影响假设被加工工件和刀具的刚度很大，工艺系统刚度主要取决于机床刚度 54变形大小随刀具在变形大小随刀具在x方向位置变方向位置变化化,使车出的工件呈抛物线形状使车出的工件呈抛物线形状1理想的工件形状；理想的工件形状；2k头头k尾时车出的工件形状尾时车出的工件形状通过推证可知工艺系统在工件切削点处的变形量为通过推证可知工艺系统在工件切削点处的变形量为:可以看出可以看出:系统系统=f(x)，是一个二次抛物线方程是一个二次抛物线方程=minpp说明：中间变形小说明：中间变形小说明：中间变形小说明：中间变形小切除材料厚，两侧较大切除材料厚，两侧较大切除材料厚，两侧较大切除材料厚，两侧较大切除材料薄。切除材料薄。切除材料薄。切除材料薄。55由式由式7-11计算得：计算得：x=0、x=l、x=l/2、x=时，时，工艺系统变形大小如表工艺系统变形大小如表7-1所示所示【例【例7-1】经测试某车床的经测试某车床的k主主=300000N/mm，k尾尾=56600N/mm，k刀架刀架=30000N/mm，在加工长度，在加工长度为的刚性轴时，径向切削分力为的刚性轴时，径向切削分力，计算该轴，计算该轴加工后的圆柱度误差。加工后的圆柱度误差。x0ll/2/mm0.01470.02040.01540.0144系max系min圆柱度误差：圆柱度误差：56(2)(2)由于切削力变化引起的误差由于切削力变化引起的误差 在加工过程中，由于工件加工余量或材料硬度不均在加工过程中，由于工件加工余量或材料硬度不均匀，都会引起径向力匀，都会引起径向力Fp的变化，从而使工艺系统受的变化，从而使工艺系统受力变形不一致而产生加工误差。力变形不一致而产生加工误差。u以车削工件外圆为例以车削工件外圆为例图图7-13毛坯形状误差的复映毛坯形状误差的复映假设毛坯存在的椭圆形状假设毛坯存在的椭圆形状由于毛坯存在的圆度由于毛坯存在的圆度误差误差:毛毛=ap1 ap2引起了工件产生圆度误差引起了工件产生圆度误差工工=y1 y257由由于于工工艺艺系系统统受受力力变变形形，使使毛毛坯坯误误差差局局部部反反映映到工件上，此种现象称为到工件上，此种现象称为“误差复映误差复映 误差复映误差复映误差复映系数误差复映系数:58工艺系统的刚度越大工艺系统的刚度越大,复映系数复映系数越小越小,毛坯误毛坯误差复映到工件上去的局部就越少。差复映到工件上去的局部就越少。假设经过假设经过n次走刀加工后，那么误差复映为次走刀加工后，那么误差复映为工工=12n毛毛总的误差复映系数总的误差复映系数59毛坯的各种形状误差圆度、圆柱度、同毛坯的各种形状误差圆度、圆柱度、同轴度、平面度等都会以一定的复映系数，轴度、平面度等都会以一定的复映系数，复映成工件的加工误差。复映成工件的加工误差。毛坯材料的不均匀，毛坯材料的不均匀，HBHB有变化，同样会引有变化，同样会引起径向力的变化，产生加工误差。起径向力的变化，产生加工误差。增加走刀次数增加走刀次数,可减小误差复映可减小误差复映,提高加工提高加工精度精度,但生产率降低了。但生产率降低了。提高工艺系统刚度，对减小误差复映系数提高工艺系统刚度，对减小误差复映系数具有重要意义。具有重要意义。结论：结论：60 3.减少工艺系统受力变形的途径减少工艺系统受力变形的途径1提高工艺系统刚度提高工艺系统刚度 提高工件和刀具的刚度提高工件和刀具的刚度提高机床部件的刚度。提高机床部件的刚度。采用合理的装夹方式采用合理的装夹方式和加工方式和加工方式2减少切削力及其变化减少切削力及其变化 合理选择刀具材料和几何角度合理选择刀具材料和几何角度 改善工件材料的切削加工性和余量的均匀性改善工件材料的切削加工性和余量的均匀性 提高接触刚度。提高接触刚度。61工艺系统热变形的现象工艺系统热变形的现象工艺系统受热升温而使工件、刀具及机床的许多局工艺系统受热升温而使工件、刀具及机床的许多局部会因温度升高而产生复杂变形部会因温度升高而产生复杂变形改变工件、刀具、机床间的相互位置改变工件、刀具、机床间的相互位置破坏刀具与工件间相互运动的正确性破坏刀具与工件间相互运动的正确性改变已调整好的加工尺寸改变已调整好的加工尺寸破坏传动链的精度破坏传动链的精度7.2.5工艺系统受热变形引起的误差工艺系统受热变形引起的误差62工艺系统的热源工艺系统的热源热源热源热源热源切削热切削热切削热切削热摩擦热摩擦热摩擦热摩擦热外部热源外部热源外部热源外部热源内部热源内部热源内部热源内部热源环境温度环境温度环境温度环境温度热辐射热辐射热辐射热辐射7.2.5工艺系统受热变形引起的误差工艺系统受热变形引起的误差派生热派生热派生热派生热63对加工精度的影响最直接也最大对加工精度的影响最直接也最大l内部热源内部热源切削热切削热：在切削磨削过程中，消耗于切削的弹、塑性在切削磨削过程中，消耗于切削的弹、塑性变形能及刀具、工件和切屑之间摩擦的机械能，变形能及刀具、工件和切屑之间摩擦的机械能，绝大局部都转变成了切削热。绝大局部都转变成了切削热。车削：车削：传给工件的热量约在传给工件的热量约在30%左右左右铣、刨：铣、刨：小于小于30%钻孔、卧式镗孔：钻孔、卧式镗孔：约在约在50%左右左右磨削：磨削：多达多达80%以上，温度高达以上，温度高达800100064摩擦热和能量损耗摩擦热和能量损耗运动副：如齿轮副、轴承副、导轨副、螺母丝杠运动副：如齿轮副、轴承副、导轨副、螺母丝杠副、离合器等相对运动摩擦产生的热；副、离合器等相对运动摩擦产生的热；动力源：如电动机、液压系统等工作时的能量动力源：如电动机、液压系统等工作时的能量损耗而发热。损耗而发热。派生热源派生热源工艺系统的局部热量通过切屑、切削液、润滑工艺系统的局部热量通过切屑、切削液、润滑液等带到机床其它部位，使系统产生热变形。液等带到机床其它部位，使系统产生热变形。65l外部热源外部热源来自工艺系统外部来自工艺系统外部以辐射为传递形式的辐射热如阳光、灯光照明、取以辐射为传递形式的辐射热如阳光、灯光照明、取暖设备、人体温度等暖设备、人体温度等工艺系统局部受热变形工艺系统局部受热变形影影响加工精度。响加工精度。环境温度环境温度以对流传递为主要传递形式的环境温度的变化如气以对流传递为主要传递形式的环境温度的变化如气温的变化、人造冷热风，地基温度的变化等温的变化、人造冷热风，地基温度的变化等工艺工艺系统受热不均系统受热不均影响加工精度。影响加工精度。辐射热辐射热66 圆柱类工件热变形圆柱类工件热变形 5级丝杠累积误差全长级丝杠累积误差全长5m，可见热变形的严重性，可见热变形的严重性 长度：长度：直径：直径：例例例例：磨磨磨磨削削削削长长长长400mm400mm丝丝丝丝杠杠杠杠，加加加加工工工工过过过过程程程程温温温温升升升升11，热热热热伸伸伸伸长量为：长量为：长量为：长量为：1.工件热变形对加工精度的影响工件热变形对加工精度的影响(1)工件均匀受热工件均匀受热67 板类工件单面加工时的热变形图7-15 平面加工时热变形的估算 f/4LH此值已大于精密导轨平直度要求例例：高高600mm，长长2000mm的的床床身身，假假设设上外表温升为上外表温升为3，那么变形量为：，那么变形量为：(2)工件不均匀受热工件不均匀受热加工时上外表升温，工件向上拱起加工时上外表升温，工件向上拱起:结果：结果：磨削时将中凸局部磨平，冷磨削时将中凸局部磨平，冷却后工件下凹。却后工件下凹。682.刀具热变形对加工精度的影响刀具热变形对加工精度的影响加工大型零件时，刀具热变形往往造成几何形状误差。如车削长轴时，可能由于刀具热伸长而产生锥度尾座处的直径比主轴箱附近的直径大。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。69v 体积大，热容量大，温升不高，到达热平衡时间长v 结构复杂，温度场和变形不均匀，对加工精度影响显著运转时间/h0 1 2 3 450150100200位移/m20406080温升/YX前轴承温升图4-26 车床的热变形a 车床受热变形形态b 温升与变形曲线机床热变形特点机床热变形特点机床热变形特点机床热变形特点l车车车车床床床床热热热热变变变变形形形形图图图图4-264-263.机床热变形对加工精度的影响机床热变形对加工精度的影响701 1、减少热源发热和隔离热源减少热源发热和隔离热源4.减少工艺系统热变形的途径减少工艺系统热变形的途径l隔离电机、齿轮变速箱、隔离电机、齿轮变速箱、油池、冷却箱等热源；油池、冷却箱等热源；l改善摩擦条件静压轴承、改善摩擦条件静压轴承、空气轴承空气轴承l改善润滑条件低粘度润滑改善润滑条件低粘度润滑油、锂基油脂、油雾润滑油、锂基油脂、油雾润滑l采用隔热罩减少热变形采用隔热罩减少热变形712.2.改善散热条件改善散热条件采用风扇、散热片、循环冷却润滑系统等散热采用风扇、散热片、循环冷却润滑系统等散热措施。对加工中心等贵重精密机床，采用冷冻措施。对加工中心等贵重精密机床，采用冷冻机对冷却润滑液进行强制冷却。机对冷却润滑液进行强制冷却。3 3、均衡温度场、均衡温度场例例：立立式式平平面面磨磨床床立立柱柱前前壁壁温温度度高高，产产生生后倾。后倾。解决：解决：采用风扇将热采用风扇将热空气从立柱后壁排出，空气从立柱后壁排出，使立柱前后壁温度大使立柱前后壁温度大致相等。致相等。72l在机床适当部位设置附加的控制热源，对机床在机床适当部位设置附加的控制热源，对机床进行预热。进行预热。4.4.加快温度场的平衡加快温度场的平衡5.5.控制环境温度控制环境温度防止日照、暖气的影响。防止日照、暖气的影响。恒温条件：春秋恒温条件：春秋2020；夏季；夏季2323；冬季；冬季1717恒温精度：一般级恒温精度：一般级11；精密级级；精密级级0.50.5；超精密；超精密 级级0.01 0.01 l加工前机床高速空运转，尽快到达热平衡；加工前机床高速空运转，尽快到达热平衡；73根本概念根本概念内应力内应力当外载荷去除后，仍残留在工当外载荷去除后，仍残留在工件内部的应力件内部的应力内应力的成因内应力的成因：内因：内因：由于金属内部宏观的或者微观的组织发生了由于金属内部宏观的或者微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生的不均匀的体积变化而产生的外因：外因：热加工或者冷加工热加工或者冷加工l温度变化伴随金相组织变化温度变化伴随金相组织变化l冷热不均，金相组织变化冷热不均，金相组织变化l切削加工，强烈的塑性变形引起表层应力切削加工，强烈的塑性变形引起表层应力7.2.6内应力重新分布引起的误差内应力重新分布引起的误差74 工件中存在的内应力往往处于一种不稳定的平衡状工件中存在的内应力往往处于一种不稳定的平衡状态，在外部某种因素的作用下，很易失去原有的平衡，态，在外部某种因素的作用下，很易失去原有的平衡，以到达一种新的较稳定的平衡状态。以到达一种新的较稳定的平衡状态。内应力的重新分布过程中，工件将产生相应的内应力的重新分布过程中，工件将产生相应的变形，破坏原有的加工精度。变形，破坏原有的加工精度。影响：影响：75铸、锻、焊、热处理等工序中由于壁厚不均、冷热铸、锻、焊、热处理等工序中由于壁厚不均、冷热不均、金相组织的转变等原因不均、金相组织的转变等原因产生内应力。产生内应力。1毛坯制造中产生的内应力毛坯制造中产生的内应力1.内应力的产生内应力的产生图7-18 铸件因剩余应力引起的变形762)冷校直产生的内应力冷校直产生的内应力冷校直工艺方法是在一些冷校直工艺方法是在一些长棒料或细长零件弯曲的长棒料或细长零件弯曲的反方向施加外力反方向施加外力F F，使工，使工件反方向弯曲，产生塑性件反方向弯曲，产生塑性变形，以到达校直目的。变形，以到达校直目的。l原原因因n在外力在外力F的作用下，工件内部的应力重新分布，在轴心线以上的作用下，工件内部的应力重新分布，在轴心线以上的局部产生压应力用负号表示，在轴心线以下的局部产生的局部产生压应力用负号表示，在轴心线以下的局部产生拉应力用正号表示。在轴心线和两条虚线之间，是弹性变拉应力用正号表示。在轴心线和两条虚线之间，是弹性变形区域，在虚线以外是塑性变形区域。形区域，在虚线以外是塑性变形区域。77l影影响响n当外力当外力F去除后，弹性变形本可去除后，弹性变形本可完全恢复，但因塑性变形局部的完全恢复，但因塑性变形局部的阻止而恢复不了，使剩余应力重阻止而恢复不了，使剩余应力重新分布而到达平衡。新分布而到达平衡。如果在后续加工中再切去一层金如果在后续加工中再切去一层金属，工件内部的应力将重新分布属，工件内部的应力将重新分布而导致弯曲，因此而产生几何形而导致弯曲，因此而产生几何形状误差。状误差。n对精度要求较高的细长轴如精密丝杠，不允许采用冷校直对精度要求较高的细长轴如精密丝杠，不允许采用冷校直来减小弯曲变形，而采用加大毛坯余量，经过屡次切削和时效来减小弯曲变形，而采用加大毛坯余量，经过屡次切削和时效处理来消除内应力，或采用热校直。处理来消除内应力，或采用热校直。783 3切削加工中产生的内应力切削加工中产生的内应力切削加工中产生的内应力切削加工中产生的内应力工件在进行切削加工时，在切削力和摩擦力的作用下，工件在进行切削加工时，在切削力和摩擦力的作用下，使表层金属产生塑性变形引起体积改变，从而产生剩使表层金属产生塑性变形引起体积改变，从而产生剩余应力。余应力。内部有剩余应力的工件在切去外表的一层金属后，内部有剩余应力的工件在切去外表的一层金属后，剩余应力要重新分布，从而引起工件的变形。剩余应力要重新分布，从而引起工件的变形。在拟定工艺规程时，要将加工划分为粗、精等不同在拟定工艺规程时，要将加工划分为粗、精等不同阶段进行，以使粗加工后内应力重新分布所产生的变阶段进行，以使粗加工后内应力重新分布所产生的变形在精加工阶段去除。形在精加工阶段去除。792.减少或消除剩余应力的措施减少或消除剩余应力的措施粗精分开，先粗后精粗精分开，先粗后精粗精分开，先粗后精粗精分开，先粗后精。1 1合理设计零件结构合理设计零件结构壁厚均匀、结构对称，以减少铸锻件毛坯在制造中壁厚均匀、结构对称，以减少铸锻件毛坯在制造中壁厚均匀、结构对称，以减少铸锻件毛坯在制造中壁厚均匀、结构对称，以减少铸锻件毛坯在制造中产生的剩余应力。产生的剩余应力。产生的剩余应力。产生的剩余应力。2 2合理安排热处理和时效处理合理安排热处理和时效处理l铸件、锻件、焊接件在进入机械加工前应进行退火、铸件、锻件、焊接件在进入机械加工前应进行退火、铸件、锻件、焊接件在进入机械加工前应进行退火、铸件、锻件、焊接件在进入机械加工前应进行退火、回炽热处理；回炽热处理；回炽热处理；回炽热处理；l对于箱体、床身、主轴等重要零件在粗加工或半精对于箱体、床身、主轴等重要零件在粗加工或半精对于箱体、床身、主轴等重要零件在粗加工或半精对于箱体、床身、主轴等重要零件在粗加工或半精加工后进行时效处理自然、人工、振动时效处理加工后进行时效处理自然、人工、振动时效处理加工后进行时效处理自然、人工、振动时效处理加工后进行时效处理自然、人工、振动时效处理3 3合理安排工艺过程合理安排工艺过程80例例如：细长轴的车削加工如：细长轴的车削加工 采用采用中心架。中心架。可缩短支撑点间的距离一半，提高工件刚度近可缩短支撑点间的距离一半，提高工件刚度近八倍。八倍。采用采用跟刀架。跟刀架。可进一步缩短切削力作用点与支撑点的距离，可进一步缩短切削力作用点与支撑点的距离，工件刚度更为提高。工件刚度更为提高。采用反向进给切削。采用反向进给切削。一端用三爪卡盘夹持，另一端采用可伸一端用三爪卡盘夹持，另一端采用可伸缩的活顶尖装夹。缩的活顶尖装夹。采用大进给量和大主偏角车刀。采用大进给量和大主偏角车刀。1.直接减少或消除误差法直接减少或消除误差法7.2.7保证和提高机械加工精度的主要途径保证和提高机械加工精度的主要途径 主要是在查明影响加工精度的主要原始误差因素之后，设法对主要是在查明影响加工精度的主要原始误差因素之后，设法对其直接进行消除或减小的方法。其直接进行消除或减小的方法。81822.误差转移法误差转移法误差转移法就是把原始误差从误差敏感方向转移到误误差转移法就是把原始误差从误差敏感方向转移到误差的非敏感方向。例如转塔车床的转位刀架采用差的非敏感方向。例如转塔车床的转位刀架采用“立立刀安装法。刀安装法。FLASHFLASH2833.误差分组法误差分组法误差分组法误差分组法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸经测是把毛坯或上工序加工的工件尺寸经测量按大小分为量按大小分为n组，每组尺寸误差就缩减为原来的组，每组尺寸误差就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具位置，使整批然后按各组的误差范围分别调整刀具位置，使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。工件的尺寸分散范围大大缩小。在加工中，由于上工序在加工中，由于上工序“毛坯误差的存在，造成了毛坯误差的存在，造成了本工序的加工误差。本工序的加工误差。毛坯误差对工序的影响主要有两种情况：毛坯误差对工序的影响主要有两种情况：误差复映，引起本工序误差的扩大；误差复映，引起本工序误差的扩大；定位误差变化，引起本工序位置误差扩大。定位误差变化，引起本工序位置误差扩大。844.就地加工法就地加工法全部零件按经济精度制造，然后装配成部件或产品，且各零部全部零件按经济精度制造，然后装配成部件或产品，且各零部件之间具有工作时要求的相对位置，最后以一个外表为基准加件之间具有工作时要求的相对位置，最后以一个外表为基准加工另一个有位置精度要求的外表，实现最终精加工，这就是工另一个有位置精度要求的外表，实现最终精加工，这就是“就地加工法就地加工法，也称，也称“自身加工修配法自身加工修配法l车床为了保证三爪卡盘卡爪的装夹面与主轴回转轴线同轴，车床为了保证三爪卡盘卡爪的装夹面与主轴回转轴线同轴，也常采用也常采用“就地加工的方法，对卡爪的装夹面进行就地车就地加工的方法，对卡爪的装夹面进行就地车削对于软爪或就地磨削需在溜板箱上装磨头。削对于软爪或就地磨削需在溜板箱上装磨头。l牛头刨床、龙门刨床为了使其工作台面对滑枕、横梁保持平牛头刨床、龙门刨床为了使其工作台面对滑枕、横梁保持平行的位置关系，装配后在自身机床上进行行的位置关系，装配后在自身机床上进行“自刨自的精加自刨自的精加工。工。l 车床尾架顶尖孔的轴线要求与主轴轴线重合，采用就地加车床尾架顶尖孔的轴线要求与主轴轴线重合，采用就地加工，把尾架装配到机床上后进行最终精加工。工，把尾架装配到机床上后进行最终精加工。855.误差平均法误差平均法 对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨方法对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨方法来到达。研具本身并不要求具有高精度，但它却能在来到达。研具本身并不要求具有高精度，但它却能在和工件作相对运动中对工件进行微量切削，最终到达和工件作相对运动中对工件进行微量切削，最终到达很高的精度。很高的精度。利用有密切联系的外表之间的相互比较和相互修利用有密切联系的外表之间的相互比较和相互修正或者利用互为基准进行加工的过程，称为正或者利用互为基准进行加工的过程，称为“误差平误差平均法。均法。86误差补偿法是人为地造出一种新的原始误差，去抵消误差补偿法是人为地造出一种新的原始误差，去抵消原来工艺系统中存在的原始误差，尽量使两者大小相原来工艺系统中存在的原始误差，尽量使两者大小相等、方向相反而到达使误差抵消得尽可能彻底的目的。等、方向相反而到达使误差抵消得尽可能彻底的目的。或用一种原始误差去抵消另一种原始误差。或用一种原始误差去抵消另一种原始误差。6.误差补偿法误差补偿法877.3加工误差的统计分析加工误差的统计分析7.3.1 7.3.1 概述概述1.1.掌握加工误差的性质；掌握加工误差的性质；2.2.掌握加工误差的正态分布图分析方法和点图分析掌握加工误差的正态分布图分析方法和点图分析方法。方法。加工误差加工误差系统误差系统误差随机误差随机误差常值系统误差常值系统误差变值系统误差变值系统误差1.1.加工误差的性质加工误差的性质88系统性误差系统性误差系统性误差系统性误差在在顺顺序序加加工工一一批批工工件件中中，其其大大小小和和方方向向均均不不改改变变，或或按一定规律变化的加工误差。按一定规律变化的加工误差。l误差大小和方向按一定规律变化误差大小和方向按一定规律变化l误差大小和方向均不改变误差大小和方向均不改变 常值性系统误差常值性系统误差 变值性系统误差变值性系统误差如：如：机床、夹具、量具、刀具的制造误差；工艺系统机床、夹具、量具、刀具的制造误差；工艺系统受力变形；受力变形；如：如：热平衡前机床、夹具、刀具的受热变形；刀具热平衡前机床、夹具、刀具的受热变形；刀具的磨损；的磨损；89如如毛毛坯坯余余量量或或硬硬度度不不均均，引引起起切切削削力力的的随随机机变变化化而而造造成成的的加加工工误误差差；夹夹紧紧误误差差；内内应应力力引引起起的的变变形形；屡次调整的误差等。屡次调整的误差等。随机误差随机误差 在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化的加工误差。的加工误差。常值性系统误差常值性系统误差 变值性系统误差变值性系统误差随机误差随机误差通过调整消除通过调整消除通过自动补偿消除通过自动补偿消除只能缩小范围，无法消除只能缩小范围，无法消除902.机械制造中常见的误差分布规律机械制造中常见的误差分布规律yF（z）正态分布曲线(z=0)x(z)0z-+无变值系统误差或无变值系统误差或有而不显著；有而不显著；1 1正态分布正态分布必须满足的条件：必须满足的条件：必须满足的条件：必须满足的条件：在各随机误差中没有一个是起主导作用的在各随机误差中没有一个是起主导作用的；各随机误差是相互独立的；各随机误差是相互独立的；91xy0a）双峰分布3双双峰峰分分布布：两两次次调调整整下下加加工工的的工工件件或或两两台台机机床床加工的工件混在一起加工的工件混在一起.xy0b）平顶分布xy0c）偏向分布2平平顶顶分分布布：工工件件瞬瞬时时尺尺寸寸分分布布呈呈正正态态，可可看看成成是是随随着着时时间间而而平平移移的的众众多多正正态态误误差差分分布布曲曲线线组组合合的的结结果果如如刀刀具具和和砂砂轮轮均均匀匀磨磨损。损。4 4偏偏态态分分布布：如如工工艺艺系系统统存存在在显显著著的的热热变变形形，或或试试切切法法加加工工孔孔时时宁宁小小勿勿大大，加加工工外外圆圆时时宁宁大大勿勿小小.图4-46 几种非正态分布 921.1.正态分布曲线正态分布曲线(1)(1)正态分布的数学模型、正态分布的数学模型、特征参数和特殊点特征参数和特殊点概率密度方程：概率密度方程：y 分布曲线的纵坐标，表示工件的分布密度频率密度；分布曲线的纵坐标，表示工件的分布密度频率密度；x 分布曲线的横坐标，表示工件的尺寸或误差；分布曲线的横坐标，表示工件的尺寸或误差；7.3.2 7.3.2 工艺过程的分布图分析法工艺过程的分布图分析法 93l 一批零件的均方根差一批零件的均方根差:n一批工件的数目样本数。一批工件的数目样本数。正态分布曲线的特征参数：正态分布曲线的特征参数：l算术平均值分散中心算术平均值分散中心94l算术平均值算术平均值是确定曲线位置的参数是确定曲线位置的参数。假设假设改变时，整个曲线沿改变时，整个曲线沿轴