機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件

第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5－2加工精度的影響因素§5－3表面質(zhì)量的影響因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述

機(jī)械加工質(zhì)量包括機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量兩個(gè)方面?！?-1概述1.機(jī)械加工精度

機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的位置）與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度。

理想零件的幾何參數(shù)包括：尺寸—零件尺寸的公差帶中心；形狀—絕對(duì)準(zhǔn)確的形狀（如圓柱面、平面、錐面等）；位置—絕對(duì)準(zhǔn)確的位置（如平行、垂直、同軸等）一.加工精度和表面質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量包括機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量兩個(gè)方§5-1概述2.機(jī)械加工表面質(zhì)量

加工表面質(zhì)量，是指零件在加工后的表面層狀態(tài)。

表面粗糙度——加工表面的微觀幾何形狀誤差

表面層的物理、機(jī)械性能的變化：

a．表面層的冷作硬化

b．表面層金相組織的變化

c．表面層的殘余應(yīng)力一.加工精度和表面質(zhì)量§5-1概述2.機(jī)械加工表面質(zhì)量一.加工精度和表面質(zhì)量§5-1概述1）對(duì)零件耐磨性的影響

2）對(duì)配合性質(zhì)的影響

3）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

4）對(duì)抗腐蝕性的影響

5）對(duì)工作精度的影響二.機(jī)械加工精度、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響§5-1概述1）對(duì)零件耐磨性的影響二.機(jī)械加工精度、機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5－2加工精度的影響因素§5－3表面質(zhì)量的影響因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述

在機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件所構(gòu)成的系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)。

§5-2加工精度的影響因素1.工藝系統(tǒng)1)工藝系統(tǒng)的幾何誤差2）工藝系統(tǒng)受力變形所引起的誤差3）工藝系統(tǒng)受熱變形所引起的誤差4）工件內(nèi)應(yīng)力所引起的誤差2.工藝系統(tǒng)誤差的組成

工藝系統(tǒng)中的誤差是產(chǎn)生零件加工誤差的根源，因此把工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。在機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件所構(gòu)成的系統(tǒng)，§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響

在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的加工誤差。。1.原理誤差

如：1）在車床上車削蝸桿車床絲杠與工件速比:

i=（Z1×Z2）/（Z3×Z4）=t/T

（t=πm,工件軸向齒距；T，絲杠螺距）選擇掛輪Z1、Z2、Z3、Z4時(shí)，計(jì)算值t=πm，近似值，因此存在加工誤差。§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響

在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的加工誤差。1.原理誤差

如：1）在車床上車削蝸桿§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響1.原理誤差

如：2）齒輪滾刀存在兩種誤差一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造形誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響1.原理誤差如：2）一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差

機(jī)床的幾何誤差來自三方面：機(jī)床本身的制造、磨損、安裝、調(diào)整。1）主軸回轉(zhuǎn)誤差

2）導(dǎo)軌誤差

3）機(jī)床的傳動(dòng)誤差“誤差的敏感方向”一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差“誤差的敏感方向”“誤差的敏感方向”“誤差的敏感方向”“誤差的敏感方向”一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差

是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線在誤差敏感方向的最大變動(dòng)量。

主軸的運(yùn)動(dòng)可分解為三種獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)：徑向跳動(dòng)軸向竄動(dòng)角度擺動(dòng)一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的徑向跳動(dòng)車削時(shí)，純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響加工表面為近似正圓，對(duì)工件的圓度影響很小。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的徑向跳動(dòng)鏜削時(shí)，純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響加工表面為橢圓，對(duì)工件的圓度影響較大。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的軸向竄動(dòng)對(duì)外圓或內(nèi)孔加工，無影響；對(duì)端面加工，引起端面對(duì)回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；對(duì)螺紋加工，引起螺距的小周期誤差。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的角度擺動(dòng)車削時(shí)，無圓度誤差，但引起錐度誤差；鏜削時(shí)，實(shí)際孔為橢圓形。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差水平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）垂直面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）前后導(dǎo)軌之間的平行度誤差（扭曲）一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差水平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）車削、磨削時(shí)，為誤差敏感方向；引起圓柱度誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差垂直平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）車削、磨削時(shí)，為誤差非敏感方向；對(duì)加工精度影響很小一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差垂直平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）車削、磨削時(shí)，為誤差非敏感方向；刨削、平面磨削時(shí)，為誤差敏感方向。造成平面度或直線度誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差前后導(dǎo)軌之間的平行度誤差（扭曲）兩導(dǎo)軌不平行對(duì)加工精度的影響較大，引起工件的形狀誤差（鞍形、鼓形、錐形等）

一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差3）機(jī)床傳動(dòng)誤差

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。是螺紋、齒輪、蝸輪以及其它按展成原理加工時(shí)，影響加工精度的主要因素。傳動(dòng)元件如齒輪、蝸輪、蝸桿、絲杠、螺母等有制造誤差（主要是影響運(yùn)動(dòng)精度的誤差）傳動(dòng)元件的裝配誤差（主要是裝配偏心）和磨損時(shí)，就會(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，使工件產(chǎn)生誤差。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差3一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響3.工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差

由于工藝系統(tǒng)的任何一次調(diào)整都不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，所以存在誤差，這種誤差稱為調(diào)整誤差。4.刀具、夾具的制造誤差及工件的安裝誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響3.工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響5.工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響5.工藝系統(tǒng)磨損所引起工藝系統(tǒng)的剛度§5-2加工精度的影響因素二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)的剛度§5-2加工精度的影響因素二、工藝系統(tǒng)受力工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度剛度曲線剛度曲線剛度曲線剛度曲線a)車長軸b）磨內(nèi)孔受力變形對(duì)工件精度的影響

a)車長軸b）磨內(nèi)孔受力變形對(duì)工件精度的工藝系統(tǒng)受力變形隨切削位置而變化工藝系統(tǒng)受力變形隨切削位置而變化

1－理想的工件形狀；2－k頭≠k尾時(shí)車出的工件形狀剛度變化造成工件誤差1－理想的工件形狀；機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件套筒夾緊變形誤差Ⅰ－工件Ⅱ－開口過渡環(huán)套筒夾緊變形誤差薄片工件的磨削毛坯翹曲b)電磁工件臺(tái)吸緊c)磨后松開，工件翹曲d)磨削凸面e)磨削凹面f)磨后松開，工件平直薄片工件的磨削機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)床部件自重引起橫梁變形機(jī)床部件自重引起橫梁變形3.減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施§5-2加工精度的影響因素二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響1）提高工藝系統(tǒng)的剛度機(jī)床構(gòu)件自身剛度的提高零部件之間的接觸剛度提高工件安裝的剛度2）提高零部件的剛度提高加工時(shí)刀具的剛度加預(yù)緊力3.減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施§5-2加工精度的影響因1.工藝系統(tǒng)的熱源§5-2加工精度的影響因素三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響內(nèi)部熱源：如切削熱、摩擦熱外部熱源：主要來自環(huán)境熱1.工藝系統(tǒng)的熱源§5-2加工精度的影響因素三、工藝系2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響§5-2加工精度的影響因素三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響§5-2加工精度的影機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響2）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響小型零件：尺寸精度大型零件：形狀精度熱平衡時(shí)間短，對(duì)加工精度影響不顯著2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響2）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響3）工件熱變形對(duì)加工精度的影響均勻受熱：如車削、外圓磨削不均勻受熱：銑削、刨削、平面磨削2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加3.減少工藝系統(tǒng)受熱變形的措施三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（1）減少并隔離熱源（2）采用熱補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（3）穩(wěn)定機(jī)床溫度場(chǎng)分布（達(dá)到熱平衡后在工作）（4）控制環(huán)境溫度3.減少工藝系統(tǒng)受熱變形的措施三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響如:毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差2.切削加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響冷塑變形：表面產(chǎn)生壓應(yīng)力熱塑變形：表面產(chǎn)生拉應(yīng)力1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差2.切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差3.冷校直產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差§5-2加工精度4.減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)采取適當(dāng)?shù)臒崽幚砗侠戆才殴に嚶肪€4.減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施§5-2加工精度的影響因素四、第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5－2加工精度的影響因素§5－3表面質(zhì)量的影響因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5-3表面質(zhì)量的影響因素1)幾何因素

切削層殘留面積切削刃自身的表面粗糙度（定尺寸刀具、成型刀具、寬刃刀具）1.切削加工中影響表面粗糙度的因素一、影響表面粗糙度的因素車削、刨削時(shí)殘留面積高度§5-3表面質(zhì)量的影響因素1)幾何因素1.切削加工中影§5-3表面質(zhì)量的影響因素2)物理因素

刃口圓角、后刀面對(duì)工件材料的擠壓、摩擦，使殘留面積扭曲、溝紋加深；切削脆性材料，出現(xiàn)崩碎痕跡；低速切削塑性材料，產(chǎn)生積屑瘤或磷刺；精加工時(shí)，切削厚度過薄，刀刃打滑。1.切削加工中影響表面粗糙度的因素一、影響表面粗糙度的因素§5-3表面質(zhì)量的影響因素2)物理因素1.切削加工中影加工塑性材料時(shí)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響加工塑性材料時(shí)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響磷刺：

在低速切削塑性材料時(shí)，切屑與前刀面強(qiáng)烈摩擦發(fā)生冷焊，切屑滯留在前刀面上，切削層受到推擠，從而拉裂基體金屬，在表面上留下片狀毛刺。磷刺：§5-3表面質(zhì)量的影響因素1)砂輪

砂輪的粒度粒度↓

，表面粗糙度↓砂輪的硬度適宜砂輪的修整表面越光滑，表面粗糙度越小2)磨削用量砂輪的速度速度↑，表面粗糙度↓磨削深度深度↑，表面粗糙度↑工件的速度（縱向進(jìn)給）速度↑，表面粗糙度↑2.磨削加工中影響表面粗糙度的因素一、影響表面粗糙度的因素§5-3表面質(zhì)量的影響因素1)砂輪2.磨削加工中影響表§5-3表面質(zhì)量的影響因素

振動(dòng)引起加工表面的振動(dòng)紋，加大表面粗糙度，同時(shí)還會(huì)縮短刀具和機(jī)床的壽命。

主要形式有：自由振動(dòng)由工藝系統(tǒng)受到外界干擾，或材料硬度不均勻、表面層有缺陷而引起。會(huì)迅速衰減，對(duì)切削過程影響不大。強(qiáng)迫振動(dòng)由機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件不平衡、外界振動(dòng)傳入等因素引起。消除振源或采取隔振措施，即可消除該振動(dòng)。自激振動(dòng)

由工藝系統(tǒng)自身的振動(dòng)特性引起，且不衰減。3.工藝系統(tǒng)的振動(dòng)對(duì)表面粗糙度的影響一、影響表面粗糙度的因素§5-3表面質(zhì)量的影響因素振動(dòng)引起加工表面的振動(dòng)§5-3表面質(zhì)量的影響因素自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)自激振動(dòng)

由工藝系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，在切削過程中受到某種激勵(lì)，在刀具與工件之間形成的不衰減振動(dòng)。3.工藝系統(tǒng)的振動(dòng)對(duì)表面粗糙度的影響一、影響表面粗糙度的因素

振動(dòng)對(duì)表面粗糙度影響很大，應(yīng)采取有效措施加以抑制。

如合理選擇切削用量、刀具角度，提高機(jī)床的抗振性，采取隔振措施，提高工件剛度等?！?-3表面質(zhì)量的影響因素自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)3.工藝系§5-3表面質(zhì)量的影響因素1.加工表面的冷卻硬化二、影響表面物理力學(xué)性能的因素§5-3表面質(zhì)量的影響因素1.加工表面的冷卻硬化二、影響2.表面金相組織的變化二、影響表面物理力學(xué)性能的因素2.表面金相組織的變化二、影響表面物理力學(xué)性能的因素3.表面的殘余應(yīng)力二、影響表面物理力學(xué)性能的因素3.表面的殘余應(yīng)力二、影響表面物理力學(xué)性能的因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑一、提高加工精度的途徑查明原因直接消除誤差補(bǔ)償或抵消法誤差轉(zhuǎn)移法誤差分組法積極控制法“就地加工”法誤差平均法§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑一、提高加工精度的途徑§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑二、提高表面質(zhì)量的途徑控制磨削參數(shù)采用超精加工、珩磨等光整加工方法作為最終加工工序采用噴丸、滾壓、輾光等強(qiáng)化工藝表面質(zhì)量的檢查§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑二、提高表面質(zhì)量的途徑機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件謝謝！放映結(jié)束感謝各位觀看！讓我們共同進(jìn)步謝謝！放映結(jié)束感謝各位觀看！讓我們共同進(jìn)步第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5－2加工精度的影響因素§5－3表面質(zhì)量的影響因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述

機(jī)械加工質(zhì)量包括機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量兩個(gè)方面?！?-1概述1.機(jī)械加工精度

機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的位置）與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度。

理想零件的幾何參數(shù)包括：尺寸—零件尺寸的公差帶中心；形狀—絕對(duì)準(zhǔn)確的形狀（如圓柱面、平面、錐面等）；位置—絕對(duì)準(zhǔn)確的位置（如平行、垂直、同軸等）一.加工精度和表面質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量包括機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量兩個(gè)方§5-1概述2.機(jī)械加工表面質(zhì)量

加工表面質(zhì)量，是指零件在加工后的表面層狀態(tài)。

表面粗糙度——加工表面的微觀幾何形狀誤差

表面層的物理、機(jī)械性能的變化：

a．表面層的冷作硬化

b．表面層金相組織的變化

c．表面層的殘余應(yīng)力一.加工精度和表面質(zhì)量§5-1概述2.機(jī)械加工表面質(zhì)量一.加工精度和表面質(zhì)量§5-1概述1）對(duì)零件耐磨性的影響

2）對(duì)配合性質(zhì)的影響

3）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

4）對(duì)抗腐蝕性的影響

5）對(duì)工作精度的影響二.機(jī)械加工精度、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響§5-1概述1）對(duì)零件耐磨性的影響二.機(jī)械加工精度、機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5－2加工精度的影響因素§5－3表面質(zhì)量的影響因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述

在機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件所構(gòu)成的系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)。

§5-2加工精度的影響因素1.工藝系統(tǒng)1)工藝系統(tǒng)的幾何誤差2）工藝系統(tǒng)受力變形所引起的誤差3）工藝系統(tǒng)受熱變形所引起的誤差4）工件內(nèi)應(yīng)力所引起的誤差2.工藝系統(tǒng)誤差的組成

工藝系統(tǒng)中的誤差是產(chǎn)生零件加工誤差的根源，因此把工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。在機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件所構(gòu)成的系統(tǒng)，§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響

在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的加工誤差。。1.原理誤差

如：1）在車床上車削蝸桿車床絲杠與工件速比:

i=（Z1×Z2）/（Z3×Z4）=t/T

（t=πm,工件軸向齒距；T，絲杠螺距）選擇掛輪Z1、Z2、Z3、Z4時(shí)，計(jì)算值t=πm，近似值，因此存在加工誤差?！?-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響

在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的加工誤差。1.原理誤差

如：1）在車床上車削蝸桿§5-2加工精度的影響因素一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響1.原理誤差

如：2）齒輪滾刀存在兩種誤差一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造形誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響1.原理誤差如：2）一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差

機(jī)床的幾何誤差來自三方面：機(jī)床本身的制造、磨損、安裝、調(diào)整。1）主軸回轉(zhuǎn)誤差

2）導(dǎo)軌誤差

3）機(jī)床的傳動(dòng)誤差“誤差的敏感方向”一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差“誤差的敏感方向”“誤差的敏感方向”“誤差的敏感方向”“誤差的敏感方向”一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差

是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線在誤差敏感方向的最大變動(dòng)量。

主軸的運(yùn)動(dòng)可分解為三種獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)：徑向跳動(dòng)軸向竄動(dòng)角度擺動(dòng)一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的徑向跳動(dòng)車削時(shí)，純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響加工表面為近似正圓，對(duì)工件的圓度影響很小。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的徑向跳動(dòng)鏜削時(shí)，純徑向跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響加工表面為橢圓，對(duì)工件的圓度影響較大。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的軸向竄動(dòng)對(duì)外圓或內(nèi)孔加工，無影響；對(duì)端面加工，引起端面對(duì)回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；對(duì)螺紋加工，引起螺距的小周期誤差。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸的角度擺動(dòng)車削時(shí)，無圓度誤差，但引起錐度誤差；鏜削時(shí)，實(shí)際孔為橢圓形。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差1一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差水平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）垂直面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）前后導(dǎo)軌之間的平行度誤差（扭曲）一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差水平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）車削、磨削時(shí)，為誤差敏感方向；引起圓柱度誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差垂直平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）車削、磨削時(shí)，為誤差非敏感方向；對(duì)加工精度影響很小一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差垂直平面內(nèi)的直線度誤差（彎曲）車削、磨削時(shí)，為誤差非敏感方向；刨削、平面磨削時(shí)，為誤差敏感方向。造成平面度或直線度誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差前后導(dǎo)軌之間的平行度誤差（扭曲）兩導(dǎo)軌不平行對(duì)加工精度的影響較大，引起工件的形狀誤差（鞍形、鼓形、錐形等）

一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差2一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差3）機(jī)床傳動(dòng)誤差

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。是螺紋、齒輪、蝸輪以及其它按展成原理加工時(shí)，影響加工精度的主要因素。傳動(dòng)元件如齒輪、蝸輪、蝸桿、絲杠、螺母等有制造誤差（主要是影響運(yùn)動(dòng)精度的誤差）傳動(dòng)元件的裝配誤差（主要是裝配偏心）和磨損時(shí)，就會(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，使工件產(chǎn)生誤差。一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響2.機(jī)床的幾何誤差3一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響3.工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差

由于工藝系統(tǒng)的任何一次調(diào)整都不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，所以存在誤差，這種誤差稱為調(diào)整誤差。4.刀具、夾具的制造誤差及工件的安裝誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響3.工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響5.工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)加工精度的影響5.工藝系統(tǒng)磨損所引起工藝系統(tǒng)的剛度§5-2加工精度的影響因素二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)的剛度§5-2加工精度的影響因素二、工藝系統(tǒng)受力工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度剛度曲線剛度曲線剛度曲線剛度曲線a)車長軸b）磨內(nèi)孔受力變形對(duì)工件精度的影響

a)車長軸b）磨內(nèi)孔受力變形對(duì)工件精度的工藝系統(tǒng)受力變形隨切削位置而變化工藝系統(tǒng)受力變形隨切削位置而變化

1－理想的工件形狀；2－k頭≠k尾時(shí)車出的工件形狀剛度變化造成工件誤差1－理想的工件形狀；機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件套筒夾緊變形誤差Ⅰ－工件Ⅱ－開口過渡環(huán)套筒夾緊變形誤差薄片工件的磨削毛坯翹曲b)電磁工件臺(tái)吸緊c)磨后松開，工件翹曲d)磨削凸面e)磨削凹面f)磨后松開，工件平直薄片工件的磨削機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件機(jī)床部件自重引起橫梁變形機(jī)床部件自重引起橫梁變形3.減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施§5-2加工精度的影響因素二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響1）提高工藝系統(tǒng)的剛度機(jī)床構(gòu)件自身剛度的提高零部件之間的接觸剛度提高工件安裝的剛度2）提高零部件的剛度提高加工時(shí)刀具的剛度加預(yù)緊力3.減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施§5-2加工精度的影響因1.工藝系統(tǒng)的熱源§5-2加工精度的影響因素三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響內(nèi)部熱源：如切削熱、摩擦熱外部熱源：主要來自環(huán)境熱1.工藝系統(tǒng)的熱源§5-2加工精度的影響因素三、工藝系2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響§5-2加工精度的影響因素三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響§5-2加工精度的影機(jī)械制造工程學(xué)第五章機(jī)械加工質(zhì)量課件2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響2）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響小型零件：尺寸精度大型零件：形狀精度熱平衡時(shí)間短，對(duì)加工精度影響不顯著2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響2）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響3）工件熱變形對(duì)加工精度的影響均勻受熱：如車削、外圓磨削不均勻受熱：銑削、刨削、平面磨削2.工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加3.減少工藝系統(tǒng)受熱變形的措施三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度的影響（1）減少并隔離熱源（2）采用熱補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（3）穩(wěn)定機(jī)床溫度場(chǎng)分布（達(dá)到熱平衡后在工作）（4）控制環(huán)境溫度3.減少工藝系統(tǒng)受熱變形的措施三、工藝系統(tǒng)受熱變形對(duì)加工精度1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響如:毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差2.切削加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響冷塑變形：表面產(chǎn)生壓應(yīng)力熱塑變形：表面產(chǎn)生拉應(yīng)力1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差§5-2加工精度的1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差2.切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差3.冷校直產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響1.熱加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，引起的誤差§5-2加工精度4.減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施§5-2加工精度的影響因素四、工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)采取適當(dāng)?shù)臒崽幚砗侠戆才殴に嚶肪€4.減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施§5-2加工精度的影響因素四、第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5－2加工精度的影響因素§5－3表面質(zhì)量的影響因素§5－4提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑第5章機(jī)械加工質(zhì)量§5－1概述§5-3表面質(zhì)量的影響因素1)幾何因素

切削層殘留面積切削刃自身的表面粗糙度（定尺寸刀具、成型刀具、寬刃刀具）1.切削加工中影響表面粗糙度的因素一、影響表面粗糙度的因素車削、刨削時(shí)殘留面積高度§5-3表面質(zhì)量的影響因素1)幾何因素1.切削加工中影§5-3表面質(zhì)量的影響因素2)物理因素

刃口圓角、后刀面對(duì)工件材料的擠壓、摩擦，使殘留面積扭曲、溝紋加深；切削脆性材料，出現(xiàn)崩碎痕跡；低速切削塑性材料，產(chǎn)生積屑瘤或磷刺；精加工時(shí)，切削厚度過薄，刀刃打滑。1.切削加工中影響表面粗糙度的因素一、影響表面粗糙度的因素§5-3表面質(zhì)量的影響因素2)物理因素1.切削加工中影加工塑性材料時(shí)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響