01NR09021406-6工件内应力引起的误差.
浅议机械加工工艺技术的误差原因及对策
浅议机械加工工艺技术的误差原因及对策
机械加工过程中存在各种误差，这些误差会影响产品的质量和精度。
了解这些误差的原因，采取相应的对策是提高机械加工质量和生产效率的重要途径。
误差原因
1.材料误差：材料的密度、硬度、化学成分等参数的偏差会引起加工误差，因此要注意材料的质量和规格的选择。
2.刀具误差：刀具与工件的接触面不是绝对平行，且刀具的磨损程度不同也会导致误差，因此使用高品质的刀具，定时检查和更换刀具可以降低误差。
3.机床误差：机床的精度和稳定性是影响加工误差的另一个重要因素。
维护和保养机床，定期校准机床的精度是减少加工误差的有效手段。
4.操作者误差：操作者的技术水平会影响机械加工的精度和质量。
因此要选拔专业技术水平高的人才，加强员工技术培训和提高工作积极性，从而减少操作者的误差。
5.环境误差：生产环境的温度、湿度、噪音以及电磁干扰等也会对机械加工产生不利影响。
因此要保持生产环境清洁、整洁，避免干扰因素的影响。
对策建议
1.选择优质的材料，严格控制材料的质量和规格，从源头上避免误差。
2.使用高品质的刀具，严格按照刀具的使用说明，保持刀具的良好状态和更换周期，避免刀具磨损引发误差。
3.定期检验机床的精度和稳定性，及时发现和排除机床的故障和缺陷，确保机床的正常工作状态。
4.加强员工技术培训和技术考核工作，提高员工的加工技能和质量意识，降低操作者误差的发生。
总之，在机械加工的过程中，误差是不可避免的，但认真分析误差的原因，并采取有效的对策，可以提高加工质量和生产效率，降低不良品率，从而提高企业的市场竞争力。
内压薄壁容器的应力测定误差分析
内压薄壁容器的应力测定误差分析
内压薄壁容器的应力测定误差的主要来源有以下三个方面：
1. 测量设备本身的误差：测量设备使用不当、校准不准确或仪器老化等会导致测量误差。
2. 材料参数的误差：材料的弹性模量、泊松比等参数也会影响内压容器的应力计算，如果这些参数估算不准确，就会导致应力计算的误差。
3. 构件几何形状的误差：内压容器的构件几何形状也会影响内压容器应力的分布，如果构件的几何形状不精确或者量测不准确，就会导致应力计算的误差。
对于这些误差，我们可以通过以下方法降低误差：
1. 使用精度高的测量设备，并定期对设备进行校准和维护。
2. 确定材料参数时需要尽量选取精度高的实验方法，并在实验中重复测量以提高测量精度。
3. 对于构件的几何形状，需要尽量使用数控加工等高精度加工方法，并对构件进行精度量测，以确保几何形状的精度。
数控加工产生误差的根源及解决方案
数控加工产生误差的根源及解决方案数控加工是一种高精度的金属加工方法，利用计算机控制的精密设备进行金属材料的切削和加工。
但是即使使用数控加工，仍然会产生一定的误差。
这些误差的产生主要与数控系统、机床、刀具以及加工环境等因素有关。
为了解决这些误差，需要从源头控制、精度校准、工艺优化等方面入手。
下面详细介绍数控加工产生误差的根源及解决方案。
一、数控系统引起的误差：1. 数控系统内部误差：数控系统内部误差是指控制器和伺服系统的误差。
在日常使用中，数控系统会出现一些误差，主要是由于控制器的精度、伺服系统的响应速度、传感器的精度等方面引起的。
解决这些误差的方法主要有：及时进行维护和保养，更新升级数控系统软件，提高系统的稳定性和精度。
2. 机床误差：机床误差是指机床本身的精度和稳定性问题，如机床导轨磨损、轴承松动等。
解决机床误差的方法主要有：定期进行机床维护，及时更换磨损的机床部件，提高机床的整体刚性和精度。
二、加工误差的根源及解决方案：1. 刀具误差：刀具的质量和磨损程度直接影响加工精度。
刀具的质量差、磨损过度等都会导致加工误差的产生。
解决刀具误差的方法主要有：选用质量好的刀具，定期检查和更换磨损的刀具，确保刀具与工件的匹配度。
2. 加工工艺误差：加工工艺参数的不合理设置也会导致加工误差的产生。
例如，进给速度、切削速度、切削深度等参数的选择不当会引起加工误差。
解决加工工艺误差的方法主要有：制定科学合理的加工工艺参数，根据具体情况调整切削速度和进给速度，并设定合理的切削深度。
3. 加工环境误差：加工环境的温度和湿度等因素也会对加工误差产生一定的影响。
例如，温度过高会导致机床热变形，湿度过大会导致机床表面生锈，都会影响加工的精度。
解决加工环境误差的方法主要有：合理调节加工环境的温度和湿度，保持机床的干燥和清洁，定期进行维护和检查。
综上所述，数控加工误差的产生主要与数控系统、机床、刀具以及加工环境等因素有关。
为了解决这些误差，需要从源头控制、精度校准、工艺优化等方面入手。
数控加工产生误差的根源及解决方案
仅供参考[整理] 安全管理文书数控加工产生误差的根源及解决方案日期：__________________单位：__________________第1 页共7 页数控加工产生误差的根源及解决方案本文从数控机床加工过程中误差产生的根源入手，分析了各类误差产生的原因并找出了减少误差的解决方案。
数控机床是机电一体化的高科技产品，用数控加工程序控制数控机床自动加工零件，不必使用复杂、特制的工装夹具，就能够较好地解决中、小批量，多品种复杂曲面零件的自动化加工问题。
但在零件加工过程中，由于种种原因，会造成零件不合格，甚至于产生废品。
本文从加工中误差产生的原因入手，分析并找出减少误差的解决办法。
零件在数控机床上加工过程中，误差主要来源于四个方面：一、误差是制造工艺不合理造成的；二、误差是程序编制不科学造成的；三、是工装使用不当造成的；四、是机床系统自身误差产生的。
制造工艺不合理造成的加工误差在现实生产中，由于工艺设计不合理而造成的误差一般有以下几种形式。
2.1.加工路线不合理而产生的误差由于孔的位置精度要求较高，因此安排镗孔路线问题就显得比较重要，安排不当就有可能把坐标轴的反向间隙带入，直接影响孔的位置精度。
2.2.刀具切入切出安排不当产生的误差铣削整圆时，要安排刀具从切向进入圆周进行铣削加工，当整圆加工完毕之后，不要在切点处取消刀补或退刀，要安排一段沿切线方向继续运动的距离，这样可以避免在取消刀补时，刀具与工件相撞而造成工件和刀具报废。
当铣切内圆时也应该遵循此种切入切出的方法，最好安第 2 页共 7 页排从圆弧过渡到圆弧的加工路线，切出时也应多安排一段过渡圆弧再退刀，这样可以降低接刀处的接痕，从而可以降低孔加工的粗糙度和提高孔加工的精度。
2.3.工艺分析不足而造成的误差普遍性的零件结构工艺性并不完全适用于数控加工中，但以下几点的特别注意：2.3.1.采用统一的定位基准，数控加工中若没有统一的定位基准，会因零件的重新安装而引起加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调，造成较大的误差。
10.5 工件应力造成的误差详解
一
产生应力的原因
二 减小工件应力的工艺措施
第五节 工件应力造成的误差
本节教学要求：
掌握工件应力对的加工误差的影响及减少工 本 节 件应力的主要措施。 教 学 要 求
第五节 工件应力造成的误差
本节教学重点：
本 节
减少工件应力的工艺措施。
教
学
重
点
第五节 工件应力造成的误差
一、产生应力的原因
残余应力(又称内应力)是指当外部载荷去除以后，
加工精度逐渐丧失。
1.毛坯制造及热处理过程中产生的残余应力
在铸、锻、焊及热处理过程中，由于工件各部分 不均匀的热胀冷缩以及金相组织转变时的体积改变， 产 工件内部会产生很大的内应力。 生 应 力 的 原 因
1.毛坯制造及热处理过程中产生的残余应力
产 生 应 力 的 原 因
2.工件冷校直产生的残余应力
产 仍然残存在工件内部的应力。
生 应
它是因为对工件进行热加工或冷加工，使金属内
力 部宏观的或微观的组织发生不均匀的体积变化而产生
的 的。具有残余应力的零件，其内部组织处于一种极不
原 稳定的状态，有着强烈的恢复到无应力状态的倾向，
因 因此不断地释放应力，直到其完全消失为止。在残余
应力这一消失过程中，零件的形状逐渐变化，原有的
作用，会使表面层金属晶格发生变形或使金相组织 产 生 变化，从而会造成表面层的残余应力。 应 力 的 原 因
二、减小工件应力的工艺措施
减 1．合理设计零件结构
小
在零件的结构设计中，应尽量简化结构，增大
工 零件的刚度，使各部分壁厚均匀，结构对称，以减
件 应
少铸、锻件毛坯在制造中产生的内应力。
力
关于数控加工的误差分析及应对措施
关于数控加工的误差分析及应对措施xx年xx月xx日•数控加工误差概述•数控加工误差分析•数控加工误差应对措施目录•数控加工误差控制案例分析•总结与展望01数控加工误差概述数控加工误差是指工件在数控加工过程中产生的尺寸、形状、表面质量等参数与理想状态下的工件参数之间的偏差。
数控加工误差包括机床、刀具、夹具、工件、切削液等多个因素的影响，这些因素相互作用，导致加工误差的产生。
由于工件或刀具的位置不准确，导致加工出的工件与理想状态下的工件参数之间的偏差。
定位误差由于机床、刀具、夹具等设备的制造、安装、调整不当，导致加工出的工件与理想状态下的工件参数之间的偏差。
几何误差由于切削过程中切削力的大小、方向、作用点等因素发生变化，导致加工出的工件与理想状态下的工件参数之间的偏差。
切削力误差由于机床、工件、刀具等在切削过程中产生的热量变化，导致加工出的工件与理想状态下的工件参数之间的偏差。
热误差1 2 3数控加工误差会导致工件的尺寸、形状、表面质量等参数与理想状态下的工件参数存在偏差，从而影响加工精度。
加工精度下降由于数控加工误差的存在，可能导致工件在装配、使用过程中出现故障，影响产品的整体性能和寿命。
产品质量下降为了控制数控加工误差，需要进行反复的调试和修正，增加了生产周期和成本。
生产效率降低02数控加工误差分析编程误差数控编程过程中，由于计算方法或近似处理等原因，导致加工路径与实际路径存在偏差，从而产生误差。
工件误差工件本身存在形状、尺寸等方面的误差，也会对加工精度产生影响。
机床误差机床本身精度不高或长期使用导致磨损，也会对加工精度产生影响。
刀具误差刀具在加工过程中会受到磨损、变形等因素影响，导致加工精度降低。
误差产生的原因分析03尺寸误差加工过程中，由于刀具磨损、温度变化等因素影响，导致加工出的工件尺寸与设计要求存在偏差。
误差对加工精度的影响01位置误差加工过程中，刀具与工件之间的相对位置不准确，导致加工出的工件形状、尺寸与设计要求存在偏差。
影响机械加工精度的因素及其分析
影响机械加工精度的因素及其分析一、在机械加工中，把机床、夹具、刀具、工件构成的一个封闭系统称为工艺系统。
二、根据切削过程的物理本质和工作阶段，可以把影响机械加工精度，造成加工误差的因素分为三个方面：1．加工前存在的误差：（1）原理误差：某些加工方法即存在着误差；（2）机床、夹具、刀具本身的误差；（3）工作、夹具、刀具调整时的误差。
2．切削过程中物理因素所产生的误差：（1）切削力和其它力使工艺系统发生变形；（2）切削热和其他热源使工艺系统发生变形。
3．切削后出现的误差：（1）工件内应力重新分布而产生的变形；（2）测量工件时的测量误差。
这些误差的产生的原因可以归纳为以下几个方面：（1）加工原理误差（2）工艺系统的几何误差（3）工艺系统受力变形引起的误差（4）工艺系统受热变形引起的误差（5）工件内应力引起的加工误差（6）测量误差⏹加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。
⏹工艺系统的几何误差一、由于工艺系统中各组成环节的实际几何参数和位置，相对于理想几何参数和位置发生偏离而引起的误差，统称为工艺系统几何误差。
工艺系统几何误差只与工艺系统各环节的几何要素有关。
二、工艺系统的几何误差对加工误差的影响工艺系统的几何误差对加工误差的影响主要体现在机床的几何误差对加工误差的影响。
机床的几何误差是通过各种成形运动反映到加工表面的，机床的成形运动主要包括两大类，即主轴的回转运动和移动件的直线运动。
因而分析机床的几何误差主要包括主轴的回转运动误差、导轨导向误差和传动链误差。
（一）主轴的回转运动误差1．主轴的回转运动误差是指主轴实际回转轴线相对于理论回转轴线的偏移。
2．机床主轴回转轴线的误差运动，可以分解为：（1）轴向窜动：指瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动主要影响工件的的端面形状和轴向尺寸精度。
（2）径向跳动：指瞬时回转轴线平行于平均回转轴线的径向运动量主要影响加工工件的圆度和圆柱度。
机械加工工艺系统的原始误差
机械制造技术机械加工工艺系统的原始误差机械加工工艺系统的原始误差在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成，取决于工件和刀具在切削运动过程中相互位置的关系。
而工件和刀具，又安装在夹具和机床上，并受到夹具和机床的约束。
因此，加工精度问题牵涉到整个工艺系统的精度问题。
工艺系统中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同的程度和方式反映为加工误差。
我们把工艺系统的误差称为原始误差。
工艺系统的原始误差可分为两大类：一类是在零件未加工前工艺系统本身所具有的某些误差因素，称为工艺系统原有误差(也称为工艺系统静误差)；另一类是在加工过程中受力、热或磨损等原因的影响，工艺系统原有精度受到破坏而产生的附加误差因素，称为工艺过程原始误差(或动误差)。
工艺系统原始误差的分类如下表所示。
工艺系统的原始误差()()()()⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎭⎪⎪⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎩⎧⎪⎪⎪⎨原理误差定位误差工件相对于刀具静止调整误差与工艺系统原状态下的误差刀具误差始状态有关的夹具误差原始误差 (几何误差)主轴回转误差工件相对于刀具运动机床误差导轨导向误差原始误差状态下的误差传动误差工艺系统受力变形包括夹紧变形与工艺过程有工艺系统受热变形关的原始误差刀具磨损动误差测量误差工件残余应力引起的变形⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩误差敏感方向原始误差所引起的刀刃与工件间的相对位移，如果产生在加工表面的法线方向，则对加工误差有直接的影响；如果产生在加工表面的切线方向，就可以忽略不计。
把加工表面的法向称之为误差的敏感方向。
误差敏感方向获得加工精度的方法1、获得尺寸精度的方法先试切部分加工表面，测量后，适当调整刀具相对工件的位置，再试切，再测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工面。
1)试切法ü试切法效率低，精度主要取决于工人技术，用于单件小批生产试切测量调整车刀用具有一定尺寸精度的刀具（如绞刀、扩孔钻、钻头等）来保证被加工工件尺寸精度的方法（如钻孔）。
浅析机械加工原始误差对质量的影响
浅析机械加工原始误差对质量的影响在机加工中，机床、夹具、工件和刀具构成一个完整的系统，称为工艺系统。
由于工艺系统本身的结构和状态、操作过程以及加工过程中的物理力学现象而产生刀具和工件之间的相对位置关系发生偏移的各种因素称为原始误差。
原始误差根据不同情况放大或缩小地反映给工件，使工件产生加工误差而影响加工精度。
1、与工艺系统本身初始状态有关的原始误差：1.1、原理误差：由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮敦而产生的加工误差。
1.1.1、采用近似的加工运动造成的误差在加工过程中，为了得到要求的工件表面，必须在工件或刀具的运动之间建立一定的联系。
从理论上讲，应采用完全准确的运动联系，但是有时会使加工工艺极为复杂，甚至是难以做到。
如在车削或磨削模数螺纹时，由于其导程t=πm，式中有π这个无理因子，在用配换齿轮来得到导程数值时，就存在原理误差。
1.1.2、采用近似的刀具轮廓造成的误差用成形刀具加工复杂的曲面时，要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓有时非常困难，通常采用圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。
如用滚刀滚切渐开线齿轮时，为了滚刀的制造方便，多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，从而产生了加工原理误差。
1.2、工艺系统几何误差1.2.1、机床的制造误差机床误差是造成加工误差的主要原始误差因素。
机床误差主要包括：（1）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。
主轴回转误差会造成零件加工表面的形位误差及表面的波纹度和粗糙度。
（2）导轨导向误差是指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想方向的差值。
导轨导向误差会造成工件加工表面的尺寸、形状与位置误差，导轨副的不均匀磨损、机床安装不正确或地基不良，都会增加导向误差。
（3）传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。
它是螺纹、齿轮、蜗轮以及其它按展成原理加工工件时，影响加工精度的主要误差来源。
浅议机械加工工艺技术的误差原因及对策
浅议机械加工工艺技术的误差原因及对策机械加工工艺技术是现代制造业中不可或缺的一环，但是由于各种原因，机械加工中常常会出现误差。
本文将从各个方面探讨机械加工误差的原因及对策。
机械加工误差的原因可以归结为以下几个方面。
第一，机床的精度不足。
机床是机械加工的核心设备，其加工精度直接影响到成品的质量。
如果机床的定位精度、回转精度、切削精度等方面不达标，就会导致加工误差。
第二，刀具磨损。
由于刀具在切削过程中会受到磨损，使切削刃失去了原有的锐利度，从而导致加工误差的增大。
切削参数的选择不合理。
切削速度、进给量、切削深度等参数对加工的质量和精度都有很大的影响，如果选择不当，就会产生误差。
第四，工件的材料不均匀。
如果工件的材料分布不均匀，就会在加工过程中出现应力集中，从而导致工件变形，进而产生误差。
第五，加工过程中的温度变化。
加工过程中由于切削热的产生，会导致工件表面和内部温度的变化，从而引起工件尺寸的变化，产生加工误差。
针对以上的误差原因，我们可以采取一些对策来进行控制和消除。
改善机床的精度是关键。
可以采用更加先进的机床，提高机床的重复定位精度、轴向精度等。
还可以加强对机床的维护和保养，保持机床的精度和性能。
第二，刀具的磨损是不可避免的，但可以通过合理的刀具选择和刀具及时更换来减少磨损对加工误差的影响。
合理选择切削参数也很重要。
一般情况下，应根据工件材料、刀具类型、工件形状等因素来确定切削速度、进给量、切削深度等参数，以保证加工精度。
第四，对于材料不均匀的工件，可以通过热处理、锻造等工艺来改善材料的性能，减少加工误差的产生。
第五，加工过程中的温度变化可以通过冷却液的使用和加工速度的控制来进行调节，以保持工件温度的稳定，减少尺寸误差的产生。
机械加工工艺技术中的误差是一个复杂的问题，在实际生产中常常会遇到。
通过改善机床精度、选择合适的刀具、合理选择切削参数、改善材料性能以及控制加工过程中的温度变化等手段，可以有效地减少加工误差的产生，提高机械加工的质量和精度。
机械加工误差产生的原因及措施
机械加工误差产生的原因及措施1加工误差的原因分析由机床、刀具、夹具和工件组成了机械加工的工艺系统，整个系统的误差也就影响着加工误差。
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为原始误差。
系统条件改变了，误差则随之改变，在机械加工工艺系统中，加工误差的产生主要是由原始误差引起的。
这些原始误差主要可归纳为以下几个方面：1.1加工原理误差采用近似的加工运动或者近似的刀具轮廓，都会产生原理误差。
在较多的情况下，为了使工件表面符合规定要求，就需要工件和刀具两者之间有一定的运动联系。
例如，车螺纹就需要刀具与工件之间有螺旋运动的联系；滚切齿轮就需要滚刀与工件之间有准确的展成运动联系等，这种联系就叫做加工原理。
这种运动联系是用机床或夹具来保证的，或是用成型刀具来保证的。
但是在理论上采用的加工原理比较准确时，就需要机床或夹具制造得比较复杂，或者中间环节过多，反而增加了机床的运动误差，进而影响了加工精度的提高。
另外，在用成型刀具加工复杂的曲线表面时，刀具刃口只能近似符合理论曲线，因此就会产生原理误差。
1.2定位安装误差定位和安装是使用夹具固定工件的两个必要动作过程，定位元件决定工件的位置，而制造得非常准确的定位元件是不存在的，都允许有一定的公差范围，这样误差也就随之产生了。
另外，在安装工件时一般都是由人来操作完成的，即使全部由控制系统自动完成的定位安装，误差也会产生，工件形状和尺寸受工件定位夹装精度的影响很大，进而影响工件的装配精度。
因此，操作者不能完全消除定位安装误差，但应当尽量使误差降到最低限度。
1.3机床误差机床误差表现在自身的制造、磨损和安装三个方面。
一般来说，机床在制造、安装以及使用过程中都会出现一定的偏差，虽然机床出厂之前都要经过检验，但主要检验机床的重要零部件的形状和位置误差，而且这些检验是在没有切削载荷的情况下进行的，它反映的是机床的静误差。
在机床静误差中导轨误差、主轴误差和传动链误差三者对加工精度影响最大。
机械加工中的误差分析
三 、加工后的误差
（ １ ）工件 内应 力 引起 的误 差 。内
如 ：在 卧式镗 床上镗箱体孔 时，要 进行
作者简 介 ：袁胜春 （ １ ９ ６ ５ ～） ，本科 ，高级讲 师，机械 专业学科带头人 ，从事机械专业 的理论及 实习的教 学与管理工作 。
一
ｅ ｌ２５
产生 弹性 变 形 ，因此 ，会 造 成 加 工 误 差 。此外还有加 紧力 、离心力 、重力 等
引 起 的误 差 。
道工序的加工精度 。工件加工 后的测量
误差则直接影响工件精度 的评定。测量
（ ２ ） 切 削热 和其 他 热 源使 刀 具 和
工件 的相对位置 产生误差 。在金属切 削
加工后测量的误差将直接影响 工件的后
这样将使设 备的结构或刀具 的外 形复杂 化 ，制造 很 困难 ，用 近似 的加 工 方法 ， 不但 可以简化机床或刀具 的结 构 ，且能 提 高生产 率 ，使加 工过程更经 济。所 以 我们 常常 在 满 足零 件 技 术 要 求 的情 况
下 ，采取 近似 方法进行加工 ，既 然是近
似 ，就必 然存 在误 差。
（ ２ ） 机 床 、夹具 、刀 具 的 制 造 误 差 以及机 床 、夹具 、刀具的磨损影 响工
热 、摩擦热 以及 阳光 和供 暖设备 的辐 射
热而 引 起 的。工 艺 系 统 中，机 床 、刀 具 、夹具 、工 件 的结 构 一 般 都 比 较 复
件尺 寸和形状精度 。机床 、夹具 、刀具
各种工艺因素对加工精度 的影 响程度是
不同的。在 分析具体工序时 ，必须 分清 主次 ，找 出起 主 要作 用 的 因素 ，这样 ， 才能合 理地 选择 加工方法 ，确定工 序公 差 ，保 证和提高工件的加工精度。
工件内应力引起的误差(精)
精密机械制造基础
01
内应力产生的原因
02
Hale Waihona Puke 冷校正产生的内应力03
切削加工产生的内应力
04
减少或消除内应力的措施
精密机械制造基础
所谓内应力是指当外部载荷去掉以后仍存 留在工件内部的应力。内应力是由于金属 内部发生了不均匀的体积变化而产生的。 其外界因素来自热加工和冷加工。有内应 力的零件的内部组织处于一种不稳定状态， 它有强烈的恢复到一个没有内应力的倾向， 或者当内应力的平衡条件被打破时，工件 都会引起新的变形，产生误差。
精密机械制造基础
三、切削加工产生的内应力
在切削加工形成的力和热的作用下，使被 加工表面产生塑性变形，也能引起内应力， 并在加工后引起工件变形。
精密机械制造基础
四、减少或消除内应力的措施
1
合 理 设 计 零 件 结 构
2
合理安排工艺过程
3
采 用 时 效 处 理
谢 谢！
精密机械制造基础
一、内应力产生的原因
铸造内应力 及变形
如图所示，床身导轨在浇铸后的冷却过程中，表面产生了压应力，心 部产生拉应力，当导轨面加工以后，内应力重新分布并达到新的平衡， 就产生了变形。
精密机械制造基础
二、冷校正产生的内应力
无内应力 向上弯曲 的长轴
长轴中部 施加载荷 F
长轴中部 内应力重 新分布
注塑件内应力的影响因素和改善方案
注塑件内应力的影响因素和改善方案在注塑加工过程中，注塑制品存在着一个内在的质量问题------内应力。
内应力的来源与所使用的塑料原料种类、注塑机的类型与塑化系统的结构、模具的结构及精度、塑料制品的结构、注塑成型的工艺参数的设定及控制、生产环境及操作者的状态等有关。
其中任何一项出现问题，都将影响到制品的质量。
而且，由于制品的表面质量是内在质量的反映，所以，凡是能引起制品内在质量的因素，都能同时引起制品的表面质量及其他质量问题，如引起制品的开裂、银纹、翘曲、变形、力学强度降低，甚至失去使用价值等问题。
由于注塑过程中，除了引起制品翘曲变形的内应力可以直观感觉到外，其它质量问题不但用肉眼看不到，而且在短时间内也没有表露出来。
所以注塑加工现场的工程人员对于这个问题一般不很重视，但是却可能存在着很大的质量隐患。
本文针对内应力这个内在的质量问题展开分析，并提出控制的一些方法，希望对现场控制产品质量的工程人员有所帮助和启示。
一、内应力的种类及产生原因注塑制品的内应力主要有以下四种：1、温度应力：是制品冷却时温度不均产生的应力。
当熔体进入温度较低的模具时，靠近模腔壁的熔体迅速地冷却而固化。
由于凝固的聚合物层导热性很差，因而在制品厚度方向上产生较大的温度梯度。
先凝固的外层熔体要阻止后凝固的内层熔体的收缩，结果在外层产生压应力（收缩应力），内层产生拉应力（取向应力）。
另方面，因制品壁厚不均匀，冷却速度不一致，从而产生冷却温度不均现象。
2、取向应力：是制品内部大分子取向产生的应力。
对于线形树脂和纤维增强的塑料，在加工中最容易产生取向应力。
其结果，沿着流动方向的分子取向程度最大，在速冷条件下，如果被拉直的分子链来不及松弛，则在该方向上产生了取向应力。
3、收缩应力：注塑过程中，塑料分子本身的平衡状态受到破坏，并产生不平衡体积时的应力。
如结晶塑料的晶区与非晶区界面因收缩不均产生的内应力。
4、脱模应力：脱模时制品变形产生的应力。
机械加工误差的产生原因
机械加工误差的产生原因零件的机械加工是在由机床、刀具、夹具和工件组成的工艺系统内完成的。
零件加工表面的几何尺寸、几何形状和加工表面之间的相互位置关系取决于工艺系统间的相对运动关系。
工件和刀具分别安装在机床和刀架上，在机床的带动下实现运动，并受机床和刀具的约束。
因此，工艺系统中各种误差就会以不同的程度和方式反映为零件的加工误差。
在完成任一个加工过程中，由于工艺系统各种原始误差的存在，如机床、夹具、刀具的制造误差及磨损、工件的装夹误差、测量误差、工艺系统的调整误差以及加工中的各种力和热所引起的误差等，使工艺系统间正确的几何关系遭到破坏而产生加工误差。
这些原始误差，其中一部分与工系统的结构状况有关，一部分与切削过程的物理因素变化有关。
这些误差的产生的原因可以归纳为以下几个方面：1．加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。
例如，加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀，为使滚刀制造方便，采用了阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆，使齿轮渐开线齿形产生了误差。
又如车削模数蜗杆时，由于蜗杆的螺距等于蜗轮的周节（即mπ），其中m 是模数，而π是一个无理数，但是车床的配换齿轮的齿数是有限的，选择配换齿轮时只能将π化为近似的分数值（π=3.1415）计算，这就将引起刀具对于工件成形运动（螺旋运动）的不准确，造成螺距误差。
2．工艺系统的几何误差由于工艺系统中各组成环节的实际几何参数和位置，相对于理想几何参数和位置发生偏离而引起的误差，统称为工艺系统几何误差。
工艺系统几何误差只与工艺系统各环节的几何要素有关。
3．工艺系统受力变形引起的误差工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系，导致加工误差的产生，并影响加工过程的稳定性。
4．工艺系统受热变形引起的误差在加工过程中，由于受切削热、摩擦热以及工作场地周围热源的影响，工艺系统的温度会产生复杂的变化。
工程结构应力检测误差的减小和消除
位置成对布置应 力传感器（见 图 2）。 由式（1）可 以看
出，此时取两侧传感器实际读数的算数平均值，就可
得到待测截面的真实轴向应力数值 N/A。
图 2 应力传感器在杆件类元件上的合理布设位置
钢筋混凝土箱梁的腹板厚度较大，厚度偏差或表 面平整度对结构受力影响很小，所以在腹板上粘贴应 变片检测腹板应力效果较好。 而钢箱梁的腹板厚度只
优先考虑选用振弦类应力传感器，采用桥路供电 为矩型波的应变仪，采用优质接线箱或无触点转换开 关、测量过程中尽量避免反复插接，使用截面较大的 优质信号电缆等，这些都是减小信号传输环节产生误 差的行之有效的方法。 3 结语
工程结构的应力检测，已经成为桥梁和地铁建设 必不可少的技术手段。 现场应力检测阶段，环境温度 和湿度变化、传感元件选择安装不当或者信号传输 环节设置缺陷，都有可能引入较大的检测误差。 必须 清醒地分析、了解这些误差产生的原因，并通过精心 制定检测方案、细心选择检测仪器和提高操作人员 的技能、知识和综合才能的方法，有效地消除、补偿、 修正或减小这些误差，才能提高应力检测结果的准 确性。
工程测量与检测
E ngine e ring S urve y & De te c tion
工程结构应力检测误差的减小和消除
刘 勇，靳 璞
（北京市市政工程研究院， 北京 100037）
摘 要：工程结构应力检测的误差不仅与检测仪器自身的精度有关，而且与检测环境条件、传感元件安装布置、信号传输
环节等密切相关。 分析了工程结构应力检测误差产生的主要原因，并提出了减小、消除工程结构应力检测误差的有效方
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2 0 10 No.5（S e p.） Vol.2 8
工程测量与检测
E ngine e ring S urve y & De te c tion
五金冲压模具的各种误差原因分析及应对措施
五金冲压模具的各种误差原因分析及应对措施对模具投产至失效报废各个时期冲压件的实际误差分析，可以看出其增大的时期及趋向，从而分析其增大的因素。
新模具投产至第一次刃磨前冲制冲件的误差即所谓的初始误差；冲模经过20次左右刃磨至失效报废前冲制的冲件误差称Z为常规误差；而冲模失效报废前冲制的最后一批合格冲件的允许最大误差称Z为极限误差。
在现场，确定冲模刃磨寿命的依据是冲压件冲孔与落料的毛刺高度。
由于任何成形件都具有冲裁作业（毛坯落料或冲孔），对于复合模尤为如此。
所以，冲件毛刺高度的触模检查和测量并按企业标准或JB4129-85《冲压件毛刺高度》对照检测就显得十分重要。
模具的初始误差通常是整个寿命屮冲件误差最小的。
其大小主要取决于冲模的制造精度与质量及冲件尺寸、料厚以及间隙值大小与均匀度。
冲模的制造精度及质量又取决于制模工艺。
对于料厚tWlmm的屮碳钢复合冲裁模冲件，实验结果与生产实践都证明，电火花线切割制造的冲模冲件毛刺高度比用成型磨或NC 与CNC连续轨迹座标磨即精密磨削工艺制造的冲模冲件要高25%〜30%。
这是因为后者不仅加匸精度高，而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一个数量级，可达到0.025 um o因此，冲模的制造精度与质量等因素决定了冲模的初始冲压精度，也造就了冲件的初始误差。
冲件的常规误差是冲模经第一次刃磨到最后一次刃磨后冲出最后一个合格冲件为止，冲件实际具有的误差。
随着刃磨次数的增加，刃口的自然磨损而造成的尺寸增量逐渐加大，冲件的误差也随Z加大。
当其误差超过极限偏差时，冲件就不合格，冲模也就失效报废。
冲件上孔与内形因凸模磨损尺寸会逐渐变小；其外形落料尺寸会因凹模磨损而逐渐增大。
所以，冲件上孔与内形按单向正偏差标允差并依接近或几乎等于极限最大尺寸制模。
同理，冲件外形落料按单向负偏差标注允差并依接近或几乎等于极限最小尺寸制模。
这样就使冲件的常规误差范围扩大，冲模可刃磨次数增加，模具寿命提高。
冲件的极限误差是具有极限偏差的冲件所具有的实际允许的最大尺寸误差。
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niTliTId.^ M-UIM.『叫小 HI A I my 精密机械制造基础
工件内应力引起的误差
所谓内应力是指当外部载荷去掉以后仍存留在工件内部的应力。
内应力是由于金属内部发生了 不均匀的体积变化而产生的。
其外界因素来自热加工和冷加工。
有内应力的零件的内部组织处于一 种不稳定状态，它有强烈的恢复到一个没有内应力的倾向，或者当内应力的平衡条件被打破时，工 件都会引起新的变形，产生误差。
一、内应力产生的原因
毛坯制造中产生的内应力 在铸、锻、焊及热处理等毛坯热加工中由于毛坯各部分受热不均或
冷却速度不等，以及金相组织的转变都会引起金属不均匀的体积变化，
从而在其内部产生的内应力。
毛坯结构越复杂，壁厚越大、越不均匀，散热条件的差别越大，毛坯内部产生的内应力就越大。
铸件在冷却时将产生内应力，其产生内应力的一般规律是：先冷却的部分产生压应力，后冷却 的部分产生拉应力。
铸件的内应力在短时间内处于平衡状态，看不出有什么变化，但当进行切削以 后，就打破了这种平衡，内应力重新分布，工件就产生变形。
例如图 14-6-1所示，床身导轨在浇铸 后的冷却过程中，表面产生了压应力，心部产生拉应力，当导轨面加工以后，内应力重新分布并达 到新的平衡，就产生了变形。
当然，这个变形的过程需要一段较长时间才能完成，所以将会使加工 后合格的导轨面渐渐地失去原有的精度。
图14-6-1铸造内应力及变形
、冷校正产生的内应力
一些细长轴工件（如丝杠等）由于刚度差，加工后容易产生弯曲变形，常采用冷校正的办法使 之变
直。
如图14-6-2所示，一根无内应力向上弯曲的长轴，
F 时，工件向下弯曲，将产生内应力。
其轴心线以上部分产生 压应力、轴心线以下产生拉应力
（
图
14-6-2b ）。
两条虚线之间是弹性变形区，虚线之外是塑性变形为了使其变直，在中部施加载荷
图14-6-2校直引起的内应力
精密机械制造基础
区。
当工件去掉外力后，工件的弹性恢复受到塑性变形区的阻碍，
致使内应力重新分布（图14-6-2C ）。
由此可见，工件经冷校正后存在内应力，处于不稳定状态，若再进行切削加工，由于内应力的重新 分布将重新产生弯曲变形。
因此，高精度丝杠的加工，不采用冷校直的办法。
、切削加工产生的内应力
在切削加工形成的力和热的作用下，使被加工表面产生塑性变形，也能引起内应力，并在加工 后引起工件变形。
四、减少或消除内应力的措施
1. 合理设计零件结构。
零件结构要尽量简单，壁厚要均匀，以减少毛坯制造时产生的内应力。
2. 合理安排工艺过程。
对于精密零件，粗精加工应分开，减少内应力对精加工的影响；大型零件，由于粗、精加工一 般安排在一个工序内进行，故粗加工后先将工件松开，使其自由变形，再以较小夹紧力夹紧工件进 行精加工。
在校直时，尽量不采用冷校直工序。
3. 采用时效处理。
可通过自然时效和人工时效消除内应力。
自然时效是在毛坯制造之后或粗加工之后，将工件放 在露天下，利用温度的自然变化，经过多次热胀冷缩，使工作内 部组织发生微观变化，从而逐渐消 除内应力。
这种方法一般用于大型精密零件，需要半年至五年的时间，周期长，但效果较好。
人工时效处理是将工件进行热处理，分高温时效和低温时效。
高温时效是将工件放在炉内加热
到500〜680C ，保温4〜6小时，再随炉冷却至 100〜200C 出炉，在空气中自然冷却。
低温时效是 加热到100〜160 C,保温几十个小时出炉冷却。
低温时效效果好，但时间长。
还可以通过振动时效处理来消除内应力，它是使工件受到激振器的敲击，或让工件相互撞击， 引起工件内部晶格位错蠕变，从而消除内应力。
此法比较经济、简便、效率高，用于中小型零件及 有色金属等。
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