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第三章 机械加工质量分析与控制 误差敏感方向 讨论 镗床上镗孔时，工作台进给（图示），即工件直线进给运动，镗杆旋转运动。导轨在水平面、垂直面内的直线度误差对加工精度有何影响？ 答：孔径没有误差，有圆柱度误差。轴线不直。因为误差敏感方向不断变化。 讨论 若镗杆进给，即镗杆既旋转又移动（图示），导轨误差对加工精度有无影响？ 答：不会产生孔的形状误差，但会产生孔的位置误差。 讨论 刨平面时，导轨误差对加工精度有何影响？ 答：产生加工表面的直线度误差、平面度误差。 若刨削刚性很差的薄板时，会产生何种加工误差？ 答：无形状误差，但有尺寸误差。 思考题 端铣时，若主轴回转轴线与工件进给方向不垂直，会产生何种加工误差？误差大小？ 机械加工精度的获得方法 1.? 尺寸精度的获得方法: 1) 试切法--加工时先在零件上试切一小段，进行测量，根据测量结果与要求尺寸的差值，用进给机构或其它方法调整刀具与工件的相对位置，然后再进行试切、测量、调整，直至达到规定的尺寸，最后正式切削出整个待加工表面（见图4-3动画）。  牛头刨床滑枕热变形及结构改进示意图 a) 原滑枕截面图 b)原滑枕热变形示意图 c) 滑枕热对称结构 外园磨床的热变形示意图 1－床身 2－导轨 3－工件 4－砂轮 5－砂轮架 6－螺母 （三）工件热变形对加工精度的影响 1. 工件均匀受热 对于一些形状简单、对称的零件，如轴、套筒等，加工时（如车削、磨削）切削热能较均匀地传入工件，工件热变形量可按下式估算： △L=αL△t 式中 α——工件材料的热膨胀系数，单位为1/℃； L——工件在热变形方向的尺寸，单位为mm； △t——工件温升，单位为℃。 实 例 在精密丝杆加工中，工件的热伸长会产生螺距的累积误差。 在较长的轴类零件加工中，将出现锥度误差。 例如：在磨削400mm长的丝杠螺纹时，每磨一次温度升高1℃，则被磨丝杠将伸长 △L=1.17×10-5×400×1mm=0.0047mm 而5级丝杠的螺距累积误差在400mm长度上不允许超过5μm左右。 因此，热变形对工件加工精度影响很大。 2. 工件不均匀受热 在刨削、铣削、磨削加工平面时，工件单面受热，上下平面间产生温差，导致工件向上凸起，凸起部分被工具切去，加工完毕冷却后，加工表面就产生了中凹，造成了几何形状误差。 工件凸起量f可按图例所示图形进行估算。由于中心角φ很小，其中性层的长度可近似认为等于原长L，则 f =L/2 tan(φ/4）≈Lφ/8 且 （R+H）φ-R φ=αΔtL φ= αΔtL/H 所以 f≈ αΔtL2/8H 图例 薄板磨削时的弯曲变形 （四）刀具热变形对加工精度的影响 刀具热变形主要是由切削热引起的。切削加工时虽然大部分切削热被切屑带走，传入刀具的热量并不多，但由于刀具体积小，热容量小，导致刀具切削部分的温升急剧升高，刀具热变形对加工精度的影响比较显著。 图示为车削时车刀的热变形与切削时间的关系曲线。 曲线A —— 车刀连续工作时的热伸长曲线； 曲线B —— 切削停止后，车刀温度下降曲线； 曲线C —— 传动作间断切削的热变形切削。 车外圆时，车刀热变形会使工件产生圆柱度误差（喇叭口）。加工内孔又如何？ 图 车刀热变形曲线 τ 1 — 刀具加热至热平衡时间 τ 2 —刀具加热至热平衡时间 τ 0 —刀具间断切削至热平衡时间 （五）减少工艺系统热变形的主要途径 1．减少发热和隔离热源 分离热源、采用隔热措施，改善摩擦条件，减少热量产生，如图所示。有时可采用强制冷却法，吸收热源热量，控制机床温升和热变形。合理安排工艺、粗精分开。 1) 采用热对称结构 2) 合理选择机床零部件的 安装基准(图7-35) 寻求各部件热变形的规 律建立热变形位移数字 模型并存入计算机中进 行实时补偿 加工前使机床高速空转， 达到热平衡时再切削加工 1）减小温差； 2）均衡关键件的温升，避免 弯曲变形（如图所示） 恒温车间、使用门帘、取暖装置均匀布置； 恒温精度一般控制在±1℃以内，精密级较 高的机床为±0.5℃。恒温室平均温度一般为 20℃，在夏季取23℃，在冬季可取17℃ 2．均