機(jī)械加工質(zhì)量概述方案

1第4章機(jī)械加工質(zhì)量本章要點(diǎn)

理解機(jī)械加工質(zhì)量的含義理解工藝系統(tǒng)幾何誤差對加工精度的影響，了解其控制方法理解工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響，了解其控制方法理解工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響，了解其控制方法掌握加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析原理與方法了解影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及其控制方法了解機(jī)械加工中的振動及其控制方法1第4章機(jī)械加工質(zhì)量本章要點(diǎn)理解機(jī)械加工質(zhì)量的含義2機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量MachiningQuality4.1

機(jī)械加工質(zhì)量概述IntroductionofMachiningQuality2機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量4.1機(jī)械加工質(zhì)34.1機(jī)械加工質(zhì)量概述

生產(chǎn)任何一種機(jī)械產(chǎn)品，都要求在保證質(zhì)量的前提下，做到高效率、低消耗。產(chǎn)品的質(zhì)量是第一位的，沒有質(zhì)量，高效率、低成本就失去了意義。

產(chǎn)品質(zhì)量是指用戶對產(chǎn)品的滿意程度。有三層含意：一是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量；二是產(chǎn)品的制造質(zhì)量；三是服務(wù)。制造質(zhì)量，它主要指產(chǎn)品的制造與設(shè)計(jì)的符合程度。設(shè)計(jì)質(zhì)量，主要反映所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，與用戶(顧客)的期望之間的符合程度。服務(wù)主要包括售前的服務(wù)，售后的培訓(xùn)、維修、安裝等。34.1機(jī)械加工質(zhì)量概述生產(chǎn)任何一種機(jī)械產(chǎn)品44.1.1機(jī)械加工誤差與機(jī)械加工精度

加工精度：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高則加工精度就越高。

加工誤差：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量?！凹庸ぞ取焙汀凹庸ふ`差”是評定零件幾何參數(shù)準(zhǔn)確程度的兩種不同概念。生產(chǎn)實(shí)際中用控制加工誤差的方法或現(xiàn)代主動適應(yīng)加工方法來保證加工精度。44.1.1機(jī)械加工誤差與機(jī)械加工精度加工精度：零54.1.1機(jī)械加工誤差與機(jī)械加工精度

經(jīng)濟(jì)加工精度：在正常條件下(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)工人水平、正常加工時間)所能保證的加工精度。AB誤差成本

加工精度與加工成本成反比,同一加工方法,精度要求越高,加工成本就越高,在A的左側(cè),要想提高一點(diǎn)加工精度就要付出很大成本；B的右側(cè),即使精度要求再低,成本也不會降低。54.1.1機(jī)械加工誤差與機(jī)械加工精度經(jīng)濟(jì)加工精度6尺寸精度位置精度形狀精度（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)，位置公差限制在尺寸公差內(nèi)）表面粗糙度波度紋理方向傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）加工精度表面質(zhì)量表面幾何形狀精度表面變質(zhì)層表層加工硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力機(jī)械加工質(zhì)量（一般包括機(jī)械加工精度和加工表面質(zhì)量兩個指標(biāo)）4.1機(jī)械加工質(zhì)量概述

6尺寸精度（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)，位置公差限制在尺寸7表面形貌特征（表面幾何形狀精度）4.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

7表面形貌特征（表面幾何形狀精度）4.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)8宏觀幾何形狀誤差（平面度、圓度等）—波長/波高＞1000波度

—波長/波高=50～1000；且具有周期特性表面粗糙度

——波長/波高＜50a）波度b）表面粗糙度圖4-1零件加工表面的粗糙度與波度RZλHλRZ返回4.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

8宏觀幾何形狀誤差（平面度、圓度等）—波長/波高＞100094.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

94.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響10返回4.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

表面層加工硬化：機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、崎變，晶粒間產(chǎn)生滑移，晶粒被拉長等，這些都會使表面層金屬硬度增加，通稱為加工硬化（或冷作硬化）。加工硬化的評定指標(biāo)通常有3項(xiàng)：

①表面層金屬硬度HV；

②硬化層深度h；

③硬化程度N：表面層金相組織的變化：機(jī)械加工過程中由于切削熱的作用，有可能表面層金屬的金相組織發(fā)生變化。例如，磨削淬火鋼時，磨削熱的作用會引起淬火鋼中馬式體的分解，或出現(xiàn)回火組織等。表面層殘余應(yīng)力：由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金屬晶格的變形或金相組織變化，會造成表面層殘余應(yīng)力。10返回4.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響114.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

機(jī)械加工表面質(zhì)量：包括表面粗糙度和表面變質(zhì)層114.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響124.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

124.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響134.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

機(jī)械加工表面質(zhì)量對使用性能的影響影響耐磨性圖4-3表面粗糙度與初始磨損量圖4-4磨損量——硬化關(guān)系表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度適當(dāng)硬化可提高耐磨性134.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響144.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響

影響疲勞強(qiáng)度表面粗糙度值↓→耐疲勞性↑適當(dāng)硬化可提高耐疲勞性影響耐蝕性

表面粗糙度值↓→耐蝕性↑表面壓應(yīng)力：有利于提高耐蝕性影響配合質(zhì)量表面粗糙度值↑→配合質(zhì)量↓影響結(jié)合面的密封性表面粗糙度值↑→密封性↓此外，表面質(zhì)量對運(yùn)動平穩(wěn)性和噪音等也有影響。144.1.2機(jī)械加工表面質(zhì)量及其對零件使用性能的影響15

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。原始誤差與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差(幾何誤差)與工藝過程有關(guān)的原始誤差(動誤差)原理誤差定位誤差調(diào)整誤差刀具誤差夾具誤差機(jī)床誤差工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損測量誤差工件殘余應(yīng)力引起的變形工件相對于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下的誤差工件相對于刀具運(yùn)動狀態(tài)下的誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差傳動誤差原始誤差——原始誤差分類4.1.3機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的原始誤差

15工164.1.4誤差敏感方向

ΔRΔYRRΔR=ΔX（4-1）（4-2）顯然：

工藝系統(tǒng)原始誤差方向不同，對加工精度的影響程度也不同。對加工精度影響最大的方向，稱為誤差敏感方向。

誤差敏感方向一般為已加工表面過切削點(diǎn)的法線方向。圖4-5誤差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）誤差敏感方向164.1.4誤差敏感方向ΔRΔYRRΔR=ΔX（174.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法

試切法

加工時先在零件上試切一小段，進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機(jī)構(gòu)或其它方法調(diào)整刀具與工件的相對位置，然后再進(jìn)行試切、測量、調(diào)整，直至達(dá)到規(guī)定的尺寸，最后正式切削出整個待加工表面。試切法的效率低，對操作者的技術(shù)水平要求較高，多用于單件、小批生產(chǎn)或高精度零件的加工。尺寸精度的獲得方法Flash演示

調(diào)整法按試切好的工件或標(biāo)準(zhǔn)樣件或?qū)Φ堆b置等，調(diào)整刀具相對于工件加工表面的位置，并在加工過程中保持這一位置，從而獲得零件所要求的尺寸精度。調(diào)整法多用于成批、大量生產(chǎn)。Flash演示174.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法試切法尺寸精度184.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法

尺寸刀具法零件的尺寸精度是由具有一定尺寸的刀具或組合刀具保證的，常用于孔、槽面、成形表面的加工。尺寸精度的獲得方法Flash演示

自動控制法通過尺寸測量裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成的刀具位置控制系統(tǒng)，使加工過程中的尺寸測量，刀具的補(bǔ)償調(diào)整和切削加工等一系列工作自動完成，逐步獲得所要求的尺寸精度。自動控制法實(shí)際上是一種自動化了的試切法。184.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法尺寸刀具法尺寸精度194.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法

成形運(yùn)動使刀具相對于工件做有規(guī)律的切削成形運(yùn)動，從而獲得所要求的零件表面形狀，如軌跡法、展成法、相切法和成形刀具法等，常用于加工圓柱面、圓錐面、平面、球面、回轉(zhuǎn)曲面、螺旋面和齒形面等。形狀精度的獲得方法

非成形運(yùn)動通過對加工表面形狀的檢測，由工人對其進(jìn)行相應(yīng)的修整加工，以獲得所要求的形狀精度。方法原始，效率低，但當(dāng)零件形狀精度要求很高（超過現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備所能提供的成形運(yùn)動精度）時，常采用此方法。194.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法成形運(yùn)動形狀精度的204.1.5機(jī)械加工精度的獲得方法一次裝夾獲得法零件表面的位置精度在一次安裝中，由刀具相對于工件的成形運(yùn)動位置關(guān)系保證。多次裝夾獲得法通過刀具相對工件的成形運(yùn)動與工件定位基準(zhǔn)面之間的位置關(guān)系來保證零件表面的位置精度。非成形運(yùn)動法利用人工，而不是依靠機(jī)床精度，對工件的相關(guān)表面進(jìn)行反復(fù)的檢測和加工，使之達(dá)到零件的位置精度要求。

位置精度的獲得方法204.1.5機(jī)械加工精