ch6機(jī)械加工質(zhì)量

1、2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院1機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院26 6 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量本講提要6.1機(jī)械加工概述6.2影響加工精度和質(zhì)量的因素6.3提高加工精度和表面質(zhì)量的途徑本講重點(diǎn)2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院36.1機(jī)械加工概述6.1.1加工精度和表面質(zhì)量的概念6.1.2加工精度和表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院46.1.1加工精度和表面質(zhì)量的概念零件的機(jī)械加工質(zhì)量主要指機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量【加工精度】加工的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀，表

2、面相互位置）與理想零件的幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高，加工精度越高二者之差稱為加工誤差2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院56.1.1加工精度和表面質(zhì)量的概念【表面質(zhì)量】指零件表面幾何特征和物理力學(xué)性能。主要包括兩方面內(nèi)容幾何形狀誤差表面粗糙度：微觀幾何形狀誤差波度：微觀和宏觀之間的周期性幾何形狀誤差表面層的物理機(jī)械性能變化加工硬化金相組織變化殘余應(yīng)力2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院66.1.2加工精度和表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響6.1.2.1對(duì)零件耐磨性的影響6.1.2.2對(duì)配合性質(zhì)的影響6.1.2.3對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響6.1.2.4對(duì)零件耐腐蝕

3、性能的影響6.1.2.5對(duì)工作精度的影響2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院76.1.2.1對(duì)零件耐磨性的影響加工硬化使得表面層的顯微硬度增加，表面耐磨性有所提高金相組織變化會(huì)改變硬度，影響耐磨性零件幾何形狀精度和表面位置精度影響配合表面實(shí)際接觸面積，影響表面耐磨性2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院86.1.2.2對(duì)配合性質(zhì)的影響對(duì)配合零件，尺寸、形狀精度直接影響配合間隙和過盈的大小，對(duì)配合精度起決定性作用表面粗糙度太大，影響配合零件的實(shí)際配合性質(zhì)對(duì)于間隙配合，初期磨損很大，配合間隙很快增大，改變應(yīng)有配合性質(zhì)，影響配合的穩(wěn)定性對(duì)于過盈配合，影響過盈配合的可靠性

4、，降低聯(lián)接強(qiáng)度2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院96.1.2.3對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響降低表面粗糙度，可以提高疲勞強(qiáng)度表面殘余壓應(yīng)力能夠抵消部分載荷拉應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度而表面殘余拉應(yīng)力則降低疲勞強(qiáng)度冷作硬化能夠提高疲勞強(qiáng)度2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院106.1.2.4對(duì)零件耐腐蝕性能的影響表面粗糙度越大，耐腐蝕性能越低表面殘余壓應(yīng)力能使表面顯微裂紋合攏，降低表面層對(duì)腐蝕作用的敏感性，提高耐腐蝕性能相反，表面殘余拉應(yīng)力降低耐腐蝕性能2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院116.1.2.5對(duì)工作精度的影響對(duì)于軸孔類配合，位置精度直接影響零件的工

5、作精度表面粗糙度小，可使摩擦系數(shù)降低，提高配合表面的運(yùn)靈活性，提高工件表面的接觸剛度，提高零件的工作精度零件形狀精度高，提高了配合間的接觸剛度，提高工作精度表面過大的殘余應(yīng)力，降低零件工作精度2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院126.2影響加工精度和質(zhì)量的因素6.2.1加工精度的影響因素和加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析機(jī)械加工中，由機(jī)床、刀具、夾具、量具和工件組成的系統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)在加工中的任何誤差，都將影響零件的加工精度2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院136.2.1.1工藝系統(tǒng)的幾何誤差一、原理誤差原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成原理誤差是指由

6、于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。 例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，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，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。開線，而是折線。 成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀具輪廓。成形車刀、成形銑刀也采用了近似的刀

7、具輪廓。 采用近似的成形運(yùn)動(dòng)和刀具刃形，不但可以簡(jiǎn)化機(jī)床采用近似的成形運(yùn)動(dòng)和刀具刃形，不但可以簡(jiǎn)化機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)，而且能提高生產(chǎn)效率和加工的經(jīng)濟(jì)效益?；虻毒叩慕Y(jié)構(gòu)，而且能提高生產(chǎn)效率和加工的經(jīng)濟(jì)效益。2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院14二、機(jī)床的幾何誤差2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院15三、調(diào)整誤差 機(jī)械加工中存在著很多工藝系統(tǒng)的調(diào)整問題，由于任何一次調(diào)整工作不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，所以存在誤差。這種誤差稱為調(diào)整誤差。 引起調(diào)整誤差的因素很多，例如調(diào)整時(shí)所用的刻度盤、行程機(jī)構(gòu)的精度以及與他們配合使用的離合器、電器開關(guān)、控制開關(guān)等的靈敏度。 2022年7月4日

8、星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院16四、刀具夾具的制造誤差及工件的安裝誤差 機(jī)械加工中常用的刀具有：一般刀具、定尺寸刀具及成形刀具。一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀等）的制造誤差對(duì)加工精度沒有直接的影響。定尺寸刀具（如鉆頭、絞刀、拉刀及槽銑等）的尺寸誤差直接影響被加工零件的尺寸精度。同時(shí)刀具的工作條件，如機(jī)床主軸的跳動(dòng)因刀具安裝不當(dāng)引起的徑向或端面圓跳動(dòng)等都會(huì)使加工面的尺寸擴(kuò)大。成形刀具（如成形刀、成形銑刀以及齒輪滾刀等）的誤差主要影響被加工面的形狀精度。 夾具的制造誤差一般是指定位元件、導(dǎo)向元件及夾具體等零件的加工和裝配誤差。工件的安裝誤差，包括工件的定位誤差和夾緊誤差。 2022年7月4日星

9、期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院17五、工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差 機(jī)床在長(zhǎng)期使用中，由于各部件的結(jié)構(gòu)、工作條件和維護(hù)情況等各方面的不同，形成各表面間不同程度的磨損。這些磨損必將擴(kuò)大機(jī)床的原始誤差，影響零件的各項(xiàng)加工精度。 夾具和量具使用中的磨損，將會(huì)引起工件的定位誤差和測(cè)量誤差。 刀具的磨損，會(huì)直接影響刀具相對(duì)被加工表面的位置，造成一批零件的尺寸誤差。長(zhǎng)的軸類零件，由于刀具的磨損還會(huì)造成形狀誤差。 2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院186.2.1加工精度的影響因素和加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析工藝系統(tǒng)的誤差機(jī)床的幾何誤差：微量進(jìn)給誤差，成形運(yùn)動(dòng)誤差，磨損誤差工件安裝誤差測(cè)量誤差切削力和

10、切削熱引起的誤差分兩部分：1與工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)有關(guān)的誤差2與切削過程有關(guān)的誤差2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院196.2.1加工精度的影響因素和加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析按照誤差性質(zhì)分四方面工藝系統(tǒng)的幾何誤差：加工方法原理誤差，機(jī)床的幾何誤差，調(diào)整誤差，刀具和夾具的制造誤差，工件的安裝誤差，工藝系統(tǒng)磨損引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差：零件毛坯制造和切削加工中的內(nèi)應(yīng)力引起的誤差2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院206.2.1.5機(jī)械加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析1.加工誤差的性質(zhì)2.分布曲線法3.點(diǎn)圖法（1）加工誤差的

11、性質(zhì)按照加工誤差的性質(zhì)可以分為兩大類：系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院21系統(tǒng)誤差指在順次加工一批工件時(shí)，所產(chǎn)生的大小和方向不變或按加工順序作規(guī)律性變化的誤差。分兩類：常值系統(tǒng)誤差：機(jī)床、夾具、刀具和量具本身的制造誤差引起的加工誤差變值系統(tǒng)誤差：工藝系統(tǒng)的熱變形、受力變形以及刀具磨損等隨時(shí)間規(guī)律性的變化引起的加工誤差2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院22隨機(jī)誤差相同的工藝過程條件下，加工一批零件產(chǎn)生大小和方向不同且無(wú)變化規(guī)律的加工誤差。包括：毛坯誤差復(fù)映工件定位誤差?yuàn)A緊誤差多次調(diào)整引起的誤差內(nèi)應(yīng)力引起的誤差由切削過程中，由于被加工表面的幾何

12、形狀或材料硬度不均勻引起切削力變化，從而將毛坯的誤差復(fù)映到加工后的工件表面上。這種現(xiàn)象稱為誤差復(fù)映2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院23誤差分析試驗(yàn) 在排除變值系統(tǒng)誤差的情況下加工一批零件，記錄測(cè)量值 按照一定尺寸間隔分組統(tǒng)計(jì)該組內(nèi)零件數(shù)量(頻數(shù))，將其與總數(shù)量之比稱作頻率 作直角坐標(biāo)上按照分組間隔及頻率描點(diǎn)，用直線一次聯(lián)接各點(diǎn)，所得到的折線稱為試驗(yàn)分布線 試驗(yàn)表明，當(dāng)分組間隔足夠小時(shí)，試驗(yàn)分布線十分接近于正態(tài)分布曲線nxxeyniixx122)()(2122根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)可知，隨機(jī)誤差出現(xiàn)在 的概率僅占0.27，由于數(shù)值小，通常認(rèn)為隨機(jī)誤差的實(shí)用分布范圍是 ，即隨機(jī)誤差為33nxxnii/)(6621隨機(jī)2022年7月4日星期一西安科技大學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)院24分布曲線法和點(diǎn)圖法分布曲線法是分組統(tǒng)計(jì)作點(diǎn)圖，求點(diǎn)圖法直接按測(cè)量次序統(tǒng)計(jì)作點(diǎn)圖，用兩條包含該點(diǎn)序列的直線間的尺寸方向的距離作為隨機(jī)誤差兩法都是通過加工一批零件后對(duì)測(cè)量數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析分析結(jié)果用于指導(dǎo)生產(chǎn)，采取補(bǔ)償措施，提高加工