《機(jī)械加工精度》課件

機(jī)械加工精度課程導(dǎo)入機(jī)械加工的重要性機(jī)械加工是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是制造各種機(jī)械設(shè)備、工具、零件的關(guān)鍵工藝。加工精度與產(chǎn)品質(zhì)量機(jī)械加工精度直接影響產(chǎn)品的性能、可靠性和使用壽命。精準(zhǔn)控制掌握機(jī)械加工精度，能有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械加工的定義材料去除使用工具對(duì)工件進(jìn)行切削，去除多余的材料以達(dá)到所需的形狀和尺寸。形狀改變通過切削、磨削等工藝改變工件的表面形狀，獲得所需的輪廓和精度。尺寸控制控制工件的尺寸和公差，以滿足設(shè)計(jì)要求和功能需求。機(jī)械加工的重要性產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)機(jī)械加工是制造業(yè)的基礎(chǔ)，它直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。精確的加工工藝保證了產(chǎn)品尺寸、形狀、表面質(zhì)量等符合設(shè)計(jì)要求?？萍歼M(jìn)步的支撐機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著科技進(jìn)步。高精度、高效率的加工工藝是制造先進(jìn)設(shè)備和產(chǎn)品的關(guān)鍵。經(jīng)濟(jì)效益的保障高效、高質(zhì)量的機(jī)械加工工藝可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)理解加工精度深入理解機(jī)械加工精度的定義、影響因素和控制方法。掌握公差體系熟悉尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度的概念和表示方法。應(yīng)用測(cè)量技術(shù)掌握常見的測(cè)量?jī)x器和方法，并能進(jìn)行精確測(cè)量。提高加工精度學(xué)習(xí)工藝優(yōu)化、檢測(cè)手段和精度保證體系，提升加工精度。2.機(jī)械加工的基本概念機(jī)械加工是指通過切削、磨削、研磨等方式改變工件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工過程。尺寸精度指工件實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸之間的偏差程度。形狀精度指工件實(shí)際形狀與設(shè)計(jì)形狀之間的偏差程度。位置精度指工件各部分之間的相對(duì)位置精度。表面粗糙度指工件表面微觀幾何形狀的粗糙程度。精度的定義實(shí)際尺寸實(shí)際加工出來的零件尺寸理論尺寸設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的尺寸誤差實(shí)際尺寸與理論尺寸之間的偏差影響精度的因素材料因素材料的硬度、韌性、可加工性等影響加工精度。刀具因素刀具的幾何形狀、磨損程度、切削速度等影響加工精度。工件因素工件的尺寸、形狀、夾緊方式等影響加工精度。機(jī)床因素機(jī)床的精度、穩(wěn)定性、熱變形等影響加工精度。機(jī)械加工制程的誤差來源刀具磨損刀具在加工過程中會(huì)逐漸磨損，導(dǎo)致尺寸精度降低。夾具誤差?yuàn)A具的精度直接影響工件的定位精度，進(jìn)而影響加工精度。熱變形加工過程中產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致工件變形，影響尺寸精度。3.尺寸公差及表示方法概念尺寸公差是指零件實(shí)際尺寸允許的偏差范圍。它是在設(shè)計(jì)和制造過程中允許的尺寸波動(dòng)，以確保零件的尺寸在一定范圍內(nèi)，滿足功能和性能要求。表示方法尺寸公差通常用符號(hào)表示，例如±0.05mm，表示尺寸允許偏差范圍為±0.05mm。公差還可以用符號(hào)表示，例如IT7，表示公差等級(jí)為IT7。尺寸公差的概念尺寸公差是指允許零件尺寸的偏差范圍，即零件實(shí)際尺寸允許偏離其理論尺寸的程度。公差以正負(fù)偏差的形式表示，例如±0.1mm，表示零件實(shí)際尺寸可以比理論尺寸大0.1mm或小0.1mm。公差的大小取決于零件的功能要求和制造工藝水平，公差越小，零件的精度越高，成本也越高。公差的表示方法符號(hào)表示法使用符號(hào)±、+或-來表示公差。例如：20±0.1表示尺寸在19.9到20.1之間。數(shù)值表示法直接用數(shù)值表示公差。例如：20（0.1）表示尺寸在19.9到20.1之間。公差的計(jì)算方法1基礎(chǔ)尺寸確定要加工零件的尺寸，這是公差計(jì)算的基礎(chǔ)。例如，如果要加工一個(gè)直徑為10毫米的孔，則基礎(chǔ)尺寸為10毫米。2公差值根據(jù)設(shè)計(jì)要求和加工精度確定公差值。例如，公差值可以是+0.05毫米，表示零件的尺寸允許在10毫米的基礎(chǔ)尺寸上增加或減少0.05毫米。3計(jì)算公式根據(jù)基礎(chǔ)尺寸和公差值，計(jì)算出允許的尺寸范圍。例如，如果基礎(chǔ)尺寸為10毫米，公差值為+0.05毫米，則允許的尺寸范圍為9.95毫米到10.05毫米。幾何公差及其表示概念幾何公差是指零件的實(shí)際形狀、位置和方向與理想形狀、位置和方向之間的允許偏差。重要性幾何公差是保證零件之間的相互配合，保證產(chǎn)品的功能和性能的關(guān)鍵因素。幾何公差的概念1尺寸公差的局限性尺寸公差僅能控制零件的尺寸大小，無法完全保證零件的實(shí)際形狀和位置精度。2幾何公差的定義幾何公差是指允許零件的實(shí)際形狀、位置、方向和輪廓等幾何要素在理想尺寸或形狀上的允許偏差范圍。3幾何公差的意義幾何公差可以有效控制零件的實(shí)際幾何形狀和位置精度，確保零件的互換性、裝配性和功能性。幾何公差的類型1形狀公差指零件表面形狀的允許偏差范圍，例如圓度、直線度、平面度等。2位置公差指零件表面相對(duì)于基準(zhǔn)面的允許偏差范圍，例如同軸度、平行度、垂直度等。3方向公差指零件表面方向的允許偏差范圍，例如角度公差、傾斜度等。4尺寸公差指零件尺寸的允許偏差范圍，例如長(zhǎng)度、直徑、高度等。幾何公差的表示方法平行度表示兩個(gè)表面或軸線之間的平行程度垂直度表示一個(gè)表面或軸線與另一個(gè)表面或軸線之間的垂直程度平面度表示一個(gè)表面平坦的程度表面粗糙度及其測(cè)量概念表面粗糙度反映了機(jī)械加工表面微觀幾何形狀的特征，它決定了產(chǎn)品的性能和使用壽命。參數(shù)常用的表面粗糙度參數(shù)包括Ra、Rz、Ry等，它們分別代表平均粗糙度、最大輪廓高度和十點(diǎn)平均粗糙度。表面粗糙度的概念指機(jī)械加工后工件表面微觀幾何形狀的復(fù)雜程度。反映了表面微觀不平度的程度，由加工方法、刀具磨損、切削參數(shù)等因素影響。表面粗糙度直接影響工件的性能，如摩擦磨損、疲勞強(qiáng)度、密封性等。表面粗糙度的參數(shù)Ra算術(shù)平均偏差，代表表面粗糙度的平均值。Rz十點(diǎn)平均粗糙度，反映表面粗糙度的最大高度。Ry輪廓最大高度，反映表面粗糙度的峰谷高度差。Rt輪廓總高度，反映表面粗糙度的峰谷高度差。表面粗糙度的測(cè)量方法接觸式測(cè)量利用觸針探頭掃描零件表面，通過測(cè)量觸針的起伏來獲得表面粗糙度參數(shù)。非接觸式測(cè)量利用光學(xué)、電磁或超聲波等方法，通過分析反射光、磁場(chǎng)或聲波的變化來測(cè)量表面粗糙度。數(shù)字化測(cè)量使用三維掃描儀等設(shè)備，獲取零件表面的三維數(shù)據(jù)，然后通過軟件進(jìn)行分析，得出表面粗糙度參數(shù)。6.機(jī)床工藝及其精度機(jī)床種類銑床、車床、磨床、鏜床、鉆床、數(shù)控機(jī)床等工藝特點(diǎn)切削加工、磨削加工、電火花加工等常見機(jī)床類型及工藝特點(diǎn)車床主要用于加工旋轉(zhuǎn)工件的外部圓柱面、圓錐面、端面和螺紋等。銑床主要用于加工平面、溝槽、齒輪、螺紋等，可進(jìn)行多面加工。磨床主要用于加工工件的表面，獲得高精度和光潔度。鉆床主要用于在工件上鉆孔，也可用于擴(kuò)孔、鉸孔等。機(jī)床精度的影響因素主軸精度主軸是機(jī)床的核心部件，其精度直接影響加工件的精度。導(dǎo)軌精度導(dǎo)軌精度影響刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而影響加工件的尺寸精度和形狀精度。刀具精度刀具的幾何形狀、尺寸和磨損狀態(tài)都會(huì)影響加工件的精度。機(jī)床振動(dòng)機(jī)床振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致加工件的尺寸精度和表面粗糙度下降。機(jī)床精度的測(cè)試方法1靜態(tài)測(cè)試測(cè)量機(jī)床在靜止?fàn)顟B(tài)下的精度參數(shù)2動(dòng)態(tài)測(cè)試測(cè)量機(jī)床在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的精度參數(shù)3綜合測(cè)試結(jié)合靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試，評(píng)估機(jī)床的整體精度精密測(cè)量技術(shù)測(cè)量?jī)x器的種類長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器、角度測(cè)量?jī)x器、形狀測(cè)量?jī)x器、表面粗糙度測(cè)量?jī)x器等。常見測(cè)量方法及應(yīng)用長(zhǎng)度測(cè)量、角度測(cè)量、形狀測(cè)量、表面粗糙度測(cè)量、輪廓測(cè)量等。測(cè)量?jī)x器的種類長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器卡尺、游標(biāo)卡尺、千分尺等角度測(cè)量?jī)x器角度尺、分度頭、萬能角度尺等表面粗糙度測(cè)量?jī)x器輪廓儀、表面粗糙度儀等光學(xué)測(cè)量?jī)x器顯微鏡、投影儀等常見測(cè)量方法及應(yīng)用1長(zhǎng)度測(cè)量卡尺、游標(biāo)卡尺、千分尺等工具用于測(cè)量零件的長(zhǎng)度、直徑、厚度等參數(shù)。2角度測(cè)量角度尺、萬能角度尺、光學(xué)分度頭等用于測(cè)量零件的傾斜角度、對(duì)稱性等參數(shù)。3表面粗糙度測(cè)量輪廓儀、表面粗糙度儀等用于測(cè)量零件表面粗糙度、表面紋理等參數(shù)。4形位公差測(cè)量三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、投影儀等用于測(cè)量零件的形狀、位置、尺寸等參數(shù)。測(cè)量誤差的來源及控制儀器誤差儀器本身的精度、校準(zhǔn)誤差、磨損等都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。操作誤差操作人員的熟練程度、讀數(shù)誤差、環(huán)境因素等也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。工件誤差工件的形狀、尺寸、表面粗糙度等因素也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。環(huán)境誤差溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境因素也會(huì)影響測(cè)量精度。機(jī)械加工精度的提高1工藝優(yōu)化優(yōu)化加工工藝，選擇合適的刀具和切削參數(shù)，提高機(jī)床精度和穩(wěn)定性，減少加工誤差。2測(cè)量和檢測(cè)使用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和檢測(cè)方法，實(shí)時(shí)監(jiān)控加工過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正誤差，確保加工精度。3精度保證體系建立完善的精度保證體系，包括工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、人員培訓(xùn)和管理制度，確保加工精度穩(wěn)定和可控。工藝優(yōu)化工藝參數(shù)選擇最佳的切削速度、進(jìn)給量、切深和刀具等參數(shù)，以獲得最佳的加工精度和效率。刀具選擇根據(jù)加工材料和精度要求選擇合適的刀具，并確保刀具鋒利和磨損程度符合要求。工序安排合理安排加工工序，確保各個(gè)工序之間銜接順暢，避免出現(xiàn)累積誤差。測(cè)量和檢測(cè)1精密測(cè)量?jī)x器使用精密測(cè)量?jī)x器，如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和光學(xué)投影儀，確保零件尺寸和幾何形狀的準(zhǔn)確性。2檢測(cè)方法采用各種檢測(cè)方法，如尺寸測(cè)量、形位公差測(cè)量和表面粗糙度測(cè)量，確保零件符合設(shè)計(jì)要求。3數(shù)據(jù)分析對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別誤差來源，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。精度保證體系工藝控制嚴(yán)格控制加工工藝參數(shù)，確保加工過程的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。如刀具選擇、切削速度、進(jìn)給量等。測(cè)量和檢測(cè)采用精密測(cè)量?jī)x器對(duì)加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整。質(zhì)量管理體系建立健全的質(zhì)量管理體系，對(duì)加工過程進(jìn)行全方位管理，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。課程小結(jié)本課程系統(tǒng)地講解了機(jī)械加工精度的基本概念、尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、機(jī)床精度、精密測(cè)量技術(shù)以及提高加工精度的措施。本課程重點(diǎn)內(nèi)容回顧機(jī)械加工精度定義機(jī)械加工精度是指加工零件的實(shí)際尺寸、形狀和位置與其理想尺寸、形狀和位置之間的符合程度。影響精度因素影響機(jī)械加工精度的因素包括：機(jī)床精度、刀具磨損、工件材料、加工工藝和操作人員的技能等。幾何公差及表示方法幾何公差用于控制零件的形狀、方向、位置和輪廓等幾何要素，并通過符號(hào)和數(shù)值表示。