汽车零件的机械加工质量学习教案.pptx

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1、会计学1汽车零件的机械加工质量汽车零件的机械加工质量(zhling)第一页，共133页。一、加工精度零件加工以后的实际几何参数与理想几何参数的接近(jijn)程度（宏观几何特征）尺寸精度：加工后，工件表面的实际尺寸精度：加工后，工件表面的实际(shj)尺寸与尺寸与理想尺寸的接近程度（直径理想尺寸的接近程度（直径,长度长度,距离等）距离等）形状精度：加工后，工件表面的实际形状与理想形状精度：加工后，工件表面的实际形状与理想(lxing)形状的接近程度（直线度形状的接近程度（直线度,平面度平面度,圆柱度）圆柱度）理想零件尺寸：零件尺寸的公差带中心表面形状：绝对准确的圆柱面、圆锥面、平面等表面位置：

2、绝对的平行、垂直、同轴等位置精度：位置精度：加工后工件表面之间的实际位置与理想位置的加工后工件表面之间的实际位置与理想位置的接近程度（平行度接近程度（平行度,垂直度垂直度,同轴度等）同轴度等）2第1页/共133页第二页，共133页。2.加工误差加工误差 所谓加工误差是指实际零件与理想零件在几何所谓加工误差是指实际零件与理想零件在几何参数上的偏离参数上的偏离加工精度和加工误差这两个概念是从两个观加工精度和加工误差这两个概念是从两个观点来评定零件几何参数这个同一事物的，加工精度点来评定零件几何参数这个同一事物的，加工精度的高低就是通过加工误差的大小来表示的，即：加的高低就是通过加工误差的大小来表示

3、的，即：加工误差大，则加工精度低；加工误差小，则加工精工误差大，则加工精度低；加工误差小，则加工精度高；因此，保证度高；因此，保证(bozhng)和提高加工精度的问和提高加工精度的问题，实际上就是限制和降低加工误差的问题题，实际上就是限制和降低加工误差的问题3第2页/共133页第三页，共133页。目前，还没有加工手段可以(ky)将零件的几何参数制作成百分百的准确，从实际出发、从多快好省的观点出发，也没有必要把个个零件都做得绝对准确，因此，只要能保证零件在机器中的功能，把零件的加工精度保持在一定的范围之内是完全允许的。所以国家标准规定了各级精度和相应的公差（允许的加工误差）标准 只要零件加工误差

4、不超过零件图上按零件的设计要求和公差标准规定的偏差，就算保证了零件加工精度的要求4第3页/共133页第四页，共133页。二、表面质量 所谓(suwi)表面质量是指零件加工以后的表面层状态，它可以从以下两个方面来评定：1.表面微观几何表面微观几何(j h)特征特征（1）表面粗糙度）表面粗糙度 表面粗糙度是指已加表面粗糙度是指已加工表面微观几何形状误差工表面微观几何形状误差它是由加工中的残留面积它是由加工中的残留面积(min j)、塑性变形、积屑、塑性变形、积屑瘤、鳞刺以及工艺系统的瘤、鳞刺以及工艺系统的高频振动等原因引起的高频振动等原因引起的H1L1L2H2L3H3L1 范围内的凸凹不平（平面度

5、）H1L3 范围内的凸凹不平（粗糙度）H3L2 范围内的凸凹不平（波度）H2波长与波高之比波长与波高之比5第4页/共133页第五页，共133页。（2）波度）波度 是介于宏观与微观（波长与波高之比：是介于宏观与微观（波长与波高之比：501000）几何）几何形状误差之间的周期性几何形状误差形状误差之间的周期性几何形状误差 波度主要是由加工中工艺系统的低频振动波度主要是由加工中工艺系统的低频振动(zhndng)造造成的成的（3）纹理方向）纹理方向 指切削刀痕的方向，纹理方向取决于表面形成过程指切削刀痕的方向，纹理方向取决于表面形成过程(guchng)中所采用的加工方法中所采用的加工方法纹理(wnl)

6、平行纹理垂直纹理交叉6第5页/共133页第六页，共133页。纹理(wnl)呈近似同心圆纹理(wnl)呈多方向纹理(wnl)呈近似放射状CMR（4）表面缺陷 指加工表面上出现的缺陷 缺陷是在表面个别位置随机出现的，包括：砂眼、夹砂、气孔、裂痕等7第6页/共133页第七页，共133页。2.表面(biomin)的物理力学性能和化学性能（1）表面层材料的塑性变形与冷作硬化 由于表面层材料的塑性变形引起金属材料的强度和硬度都提高的现象，被称之为冷作硬化 用硬化程度(chngd)和硬化深度来衡量（2）金相组织的变化 在加工过程中，由于(yuy)切削热而引起金属的金相组织变化（3）表面层材料残余应力 由于(

7、yuy)塑性变形和金相组织变化，使表面层金属产生残余应力8第7页/共133页第八页，共133页。3-23-2影响影响(yngxing)(yngxing)机械加工精度的主机械加工精度的主要因素要因素9uu 机床的制造误差与磨损机床的制造误差与磨损机床的制造误差与磨损机床的制造误差与磨损(m s(m s n)n)uu 夹具的制造误差与磨损夹具的制造误差与磨损夹具的制造误差与磨损夹具的制造误差与磨损(m s(m s n)n)uu 刀具的制造误差与磨损刀具的制造误差与磨损刀具的制造误差与磨损刀具的制造误差与磨损(m s(m s n)n)uu 工艺系统受力变形工艺系统受力变形工艺系统受力变形工艺系统受力

8、变形uu 工艺系统热变形工艺系统热变形工艺系统热变形工艺系统热变形uu 工件残余应力引起的变形工件残余应力引起的变形工件残余应力引起的变形工件残余应力引起的变形uu 加工原理误差加工原理误差加工原理误差加工原理误差uu 工件定位误差工件定位误差工件定位误差工件定位误差uu 调整误差调整误差调整误差调整误差uu 测量误差测量误差测量误差测量误差 第8页/共133页第九页，共133页。夹紧夹紧工件工件夹紧夹紧安装安装镗刀镗刀镗杆镗杆滑台滑台 在机械加工中，零件的尺寸、形状和表面间的相对位置在机械加工中，零件的尺寸、形状和表面间的相对位置的形成，归结到一点，就是取决于工件和刀具在切削过程的形成，归结

9、到一点，就是取决于工件和刀具在切削过程中的相互位置关系，而工件和刀具又安装在夹具中的相互位置关系，而工件和刀具又安装在夹具(jij)(jij)和机和机床上，并受到机床和夹具床上，并受到机床和夹具(jij)(jij)的约束的约束 在机械加工中，由机床、刀具、工件、夹具构成(guchng)的系统，被称之为工艺系统10第9页/共133页第十页，共133页。因此，加工精度问题(wnt)也就牵涉到整个工艺系统的精度问题(wnt)，工艺系统中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同的程度反映为加工误差；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之为原始误差原原理理误误

10、差差工艺系统工艺系统(xtng)静误差静误差工艺工艺(gngy)系统动系统动误差误差原始误差原始误差工工件件安安装装误误差差机床机床误误差差夹夹具具误误差差刀刀具具误误差差调调整整误误差差度度量量误误差差刀刀具具磨磨损损工艺工艺系统系统受力受力变形变形工艺工艺系统系统热变热变形形工件工件内应内应力引力引起的起的变形变形11第10页/共133页第十一页，共133页。一、机床(jchung)误差 机床误差来之三个方面：机床本身的制造、安装和磨损机床误差来之三个方面：机床本身的制造、安装和磨损 机床在出厂之前要通过精度检验，例如：导轨的直线度、机床在出厂之前要通过精度检验，例如：导轨的直线度、主轴主

11、轴(zhzhu)(zhzhu)的回转精度等，这些都是在没有切削载荷的情的回转精度等，这些都是在没有切削载荷的情况下进行的况下进行的反映静误差反映静误差 合格的机床在使用了一段时间后，将会产生磨损，机床原合格的机床在使用了一段时间后，将会产生磨损，机床原有的精度也将会降低，并可能产生各种加工精度问题有的精度也将会降低，并可能产生各种加工精度问题 因此，评价一台机床精度的高低，除了看它在静态下的情因此，评价一台机床精度的高低，除了看它在静态下的情况，还需看它在切削载荷下的动态情况况，还需看它在切削载荷下的动态情况12第11页/共133页第十二页，共133页。车床车床(chchung)结构图结构图1

12、3第12页/共133页第十三页，共133页。1.导轨误差导轨误差 导轨是机床中确定导轨是机床中确定(qudng)主要部件相对位置的主要部件相对位置的基准，也是运动部件的基准，它的各项误差直接影响基准，也是运动部件的基准，它的各项误差直接影响被加工工件的精度，例如车床的导轨：被加工工件的精度，例如车床的导轨：（1 1）导轨在水平面内有直线度误差）导轨在水平面内有直线度误差(wch)(wch)显然，在某一显然，在某一截面内由于导轨截面内由于导轨的直线度误差将的直线度误差将导致刀具在水平导致刀具在水平内沿工件内沿工件(gngjin)(gngjin)径向产径向产生相应的位移，生相应的位移，即：即：R=

13、1 14第13页/共133页第十四页，共133页。因此因此(ync)(ync)，在工件全长上，将产生形状（圆柱，在工件全长上，将产生形状（圆柱度）误差度）误差注意：工件的形状与导轨在水平面内的直线度误差注意：工件的形状与导轨在水平面内的直线度误差(wch)(wch)的特征直接相关的特征直接相关注意：误差敏感方向注意：误差敏感方向加工表面切削点处的法加工表面切削点处的法线方向线方向若原始误差发生在误差敏感方向，则对工件的若原始误差发生在误差敏感方向，则对工件的加工精度影响加工精度影响(yngxing)(yngxing)较大较大15第14页/共133页第十五页，共133页。（2 2）导轨在垂直面内

14、有直线度误差）导轨在垂直面内有直线度误差(wch)(wch)忽略(hl)高阶无穷小16例如(lr)：2=0.1mm、d=40mm，则：R=0.00025mm，影响可忽略不计非非误差敏感方向误差敏感方向第15页/共133页第十六页，共133页。2.车床主轴车床主轴(zhzhu)旋转轴线与导轨的平行度旋转轴线与导轨的平行度误差误差讨论讨论(toln)：不平行发生在：不平行发生在：水平面内水平面内垂直面内垂直面内对工件(gngjin)的加工影响如何？导轨导轨主轴理想主轴理想回转轴线回转轴线17若在水平面内不平行，则工件被加工成锥体形若在垂直面内不平行，则为双曲面回转体形第16页/共133页第十七页，

15、共133页。3.前后导轨的平行度误差前后导轨的平行度误差(wch)（扭曲）（扭曲）卧式车床或外圆磨床若前后导轨存在平行度误差时，刀具和工件之间相对位置(wi zhi)发生变化，刀尖运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差HB 若扭曲误差为3，工件误差R(H/B)3，一般车床H/B2/3，外圆磨床H/B1，误差对加工精度影响(yngxing)很大（H：机床主轴中心高，B：前后导轨的跨度）。18第17页/共133页第十八页，共133页。二、刀具(doj)误差刀具刀具(doj)(doj)误差包括制造和磨损两误差包括制造和磨损两个方面个方面1.当切削刀具决定工件的最终当切削刀具决定工件的最终(zu

16、zhn)尺寸和形尺寸和形状，刀具制造误差直接影响工件的加工精度状，刀具制造误差直接影响工件的加工精度例如：例如：定尺寸刀具定尺寸刀具钻头、绞刀、圆孔拉刀等钻头、绞刀、圆孔拉刀等刀具的尺寸误差直接影响工件的尺寸精度；刀具的尺寸误差直接影响工件的尺寸精度；成形刀具成形刀具成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等刀具的形状误差直接影响工件的形状精度；刀具的形状误差直接影响工件的形状精度；展成法刀具展成法刀具齿轮滚刀、插齿刀等齿轮滚刀、插齿刀等切削刃的几何形状及刀具有关尺寸精度会直接影响工件的形状精度切削刃的几何形状及刀具有关尺寸精度会直接影响工件的形状精度.2.一般刀具（普通一般

17、刀具（普通车刀、单车刀、单刃镗刀、面铣刀等）刃镗刀、面铣刀等）刀具的制造误差对加工精度无直接影响刀具的制造误差对加工精度无直接影响19第18页/共133页第十九页，共133页。磨损量工作时间初期磨损阶段、正常磨损阶段、剧烈磨损阶段3.刀具刀具(doj)的的磨损磨损（1）刀具的磨损）刀具的磨损(m sn)（特别是误差敏感（特别是误差敏感方向上）将引起工件的方向上）将引起工件的尺寸和形状误差尺寸和形状误差（2）刀具的不断磨损将会引起切削力沿加工表面的法）刀具的不断磨损将会引起切削力沿加工表面的法线方向的分力逐渐增大，导致工艺系统受力变形，工件线方向的分力逐渐增大，导致工艺系统受力变形，工件的尺寸和

18、形状误差增大，工件的尺寸和形状因而产生的尺寸和形状误差增大，工件的尺寸和形状因而产生(chnshng)额外的变化额外的变化 若工艺系统的刚度不足，则受力变形引起的加工误差若工艺系统的刚度不足，则受力变形引起的加工误差更严重更严重20第19页/共133页第二十页，共133页。三、工艺系统(xtng)的受力变形1.工艺系统工艺系统(xtng)的刚度的刚度工艺工艺(gngy)(gngy)系统抵抗变形的能系统抵抗变形的能力力yv工艺系统的受力变形一般是工艺系统的受力变形一般是弹性变形弹性变形工艺系统的刚度可由下式工艺系统的刚度可由下式表示：表示：法向切削力位移y：Fy、Fx、Fz共同作用的综合共同作用

19、的综合结果。而切削分力结果。而切削分力Fy对加工精度对加工精度的影响最大的影响最大（误差敏感方向误差敏感方向）FyFyFzFz21第20页/共133页第二十一页，共133页。2.工艺系统的刚度工艺系统的刚度(n d)对加工精度的影对加工精度的影响响（）切削力作用点位置的变化对加工精度(jn d)的影响 a.假定工件短而粗，其受力变形可忽略不计，车刀悬伸也很短，受力后的弯曲变形在法向的分量(fn ling)也可忽略不计，即工艺系统的变形完全取决于机床的变形由系统刚度的定义：BAf nFyCCBAxLyxyywzytj22第21页/共133页第二十二页，共133页。yxBAf nCyywzytjB

20、AxLFyC工艺系统的变形yx是一个(y)二次抛物线方程，变形大小随刀具在方向位置的变化而变化，使车出的工件沿轴向呈鞍形，产生圆柱度误差 受力变形大的位置处工件被切除的金属层薄，受力变形小的位置处工件被切除的金属层厚23第22页/共133页第二十三页，共133页。b.工件变形引起(ynq)的加工误差 若考虑工件本身的刚度（假设此时不考虑机床和刀具的变形），即可由材料力学公式计算(j sun)工件在切削点的变形量：E：工件(gngjin)的弹性模量；I：工件(gngjin)截面的惯性矩 显然，加工后的工显然，加工后的工件呈鼓形件呈鼓形 如果工件是一根光轴，最大挠度发生在工件的中间位置，在挠度大的

21、位置处，切削最薄，而两端切削最厚，因此最后加工的零件形状成腰鼓形，产生圆柱度误产生圆柱度误差差yv24第23页/共133页第二十四页，共133页。c.刀具的刚度不足引起的加工误差(wch)一般的刀具，如外圆车刀、面铣刀等，在误差(wch)敏感方向上的刚度很大，可以认为刀具在工件全长上，其变形量近似不变，即由于其变形引起的加工误差(wch)为尺寸误差(wch)（直径变大）钻头的径向刚度较低，容易导致加工孔的尺寸、形状、位置误差(wch)镗孔过程中，不同的镗孔方式会造成不同的误差(wch)，因此，钻孔时使用钻套；镗孔时使用导向支撑来提供刀具的刚度，减少加工误差(wch)25第24页/共133页第二

22、十五页，共133页。d.工艺系统刚度所引起(ynq)的加工误差26第25页/共133页第二十六页，共133页。27注意(zh y)：工件的装夹方式(fngsh)与工件的刚度第26页/共133页第二十七页，共133页。刀具(doj)的刚度加工(ji gng)误差？28按悬臂梁近似计算第27页/共133页第二十八页，共133页。加工(ji gng)误差？29按悬臂梁近似计算，悬伸可改变(gibin)按自由(zyu)支撑在两点的梁近似计算，悬伸可改变第28页/共133页第二十九页，共133页。（2）复映误差）复映误差(wch)毛坯加工余量和材料硬度的不均匀，会引起切削力大小的变化(binhu)，工艺

23、系统由于受力大小的不同，变形的大小也相应发生变化(binhu)，从而导致工件尺寸和几何形状的误差，加工出的工件形状与毛坯形状相类似，这种规律称为误差复映规律，所产生的误差为复映误差实际切削轨迹切削力产生的让刀工件最后的成型工件最后的成型毛坯需要切削的轨迹30第29页/共133页第三十页，共133页。毛坯半径(bnjng)误差：车削后工件半径(bnjng)加工误差：1.毛坯(mop)形状2.加工后工件形状误差复映系数 ：31第30页/共133页第三十一页，共133页。当一次走刀不能满足要求时，可进行二次或多次走刀，相应的误差复映系数为：则总的复映系数(xsh)：复映现象产生的加复映现象产生的加工

24、工(ji gng)(ji gng)误差，可误差，可通过增加走刀次数加通过增加走刀次数加以纠正以纠正 定量地反映了毛坯误差经加工后减少的程度，也表明：工艺系统的刚度越高，毛坯复映到工件上的误差越小（2）复映误差(wch)32第31页/共133页第三十二页，共133页。复映误差复映误差(wch)的实验的实验 根据切削前后阶梯轴直径的变化，分析系统的变根据切削前后阶梯轴直径的变化，分析系统的变形形(bin xng)、刚度及复映误差、刚度及复映误差33第32页/共133页第三十三页，共133页。（3）机床零部件制造与装配(zhungpi)质量对加工精度的影响 接触(jich)刚度 机床薄弱(b ru)

25、零件的刚度 联结件的刚度零件的间隙实际接触面积小于理论接触面积 机床上个别薄弱零件常会大大降低整个部件的刚度 螺栓联结的预紧、轴承的预紧，当外力超过其预紧力产生的摩擦力时，刚度明显降低34由于机床部件或工件本身重量以及它们在移动中位置变化而引起的加工误差第33页/共133页第三十四页，共133页。机床部件(bjin)自重引起地横梁变形35第34页/共133页第三十五页，共133页。四、工艺(gngy)系统热变形引起的加工误差工艺系统在各种热源作用工艺系统在各种热源作用(zuyng)(zuyng)下，会产生相应的下，会产生相应的热变形热变形 在热作用下，工件、刀具在热作用下，工件、刀具(doj)

26、(doj)及机床的许多部分因温度的升高及机床的许多部分因温度的升高而产生复杂的变形，从而改变它们之间的相互位置关系，破坏工件和而产生复杂的变形，从而改变它们之间的相互位置关系，破坏工件和刀具刀具(doj)(doj)之间相对运动的正确性，改变已调整好的加工尺寸，引起之间相对运动的正确性，改变已调整好的加工尺寸，引起切削深度和切削力的改变，造成加工误差切削深度和切削力的改变，造成加工误差 据统计，由于热变形引起的加工误差约占总加工误据统计，由于热变形引起的加工误差约占总加工误差的差的40%70%40%70%。工艺系统的热变形不仅严重地影响加。工艺系统的热变形不仅严重地影响加工精度，而且还影响加工效

27、率的提高工精度，而且还影响加工效率的提高 工艺系统热变形的问题已成为机械加工技术发展的一个工艺系统热变形的问题已成为机械加工技术发展的一个重大研究课题重大研究课题36第35页/共133页第三十六页，共133页。1.工艺系统(xtng)的热源热源(ryun)内部(nib)热源外部热源切削热摩擦热和传动热环境温度热辐射被加工材料切削层的弹性、塑性变形，前、后刀面与切屑、已加工表面的摩擦产生的热量。日光、照明、暖气、体温等。气温、室温变化、热、冷风等。运动件的摩擦（齿轮、轴承、导轨等）产生的热量；液压传动及电机的温升等产生的热量。37第36页/共133页第三十七页，共133页。2.工艺(gngy)系

28、统的热平衡 工艺系统受各种热源的影响，其温度会逐渐升高。同时(tngsh)，它们也通过各种传热方式向周围散发热量。热平衡：当单位时间内传入和散发的热量相等时，工艺系统热平衡：当单位时间内传入和散发的热量相等时，工艺系统达到达到(d do)了热平衡状态，工艺系统的热变形也就达到了热平衡状态，工艺系统的热变形也就达到(d do)某种程度的稳定某种程度的稳定3.机床热变形对加工精度的影响 机床热变形会影响加工精度，其中主轴部件、床身、机床热变形会影响加工精度，其中主轴部件、床身、导轨、立柱、工作台等部件的热变形，对加工精度影响导轨、立柱、工作台等部件的热变形，对加工精度影响最大最大 各类机床其结构、

29、工作条件及热源形式均不相同，各类机床其结构、工作条件及热源形式均不相同，因此机床各部件的热变形情况是不一样的因此机床各部件的热变形情况是不一样的38第37页/共133页第三十八页，共133页。1)磨床受热(shu r)变形 外圆磨床：由于热变形会造成砂轮轴线与工件轴线的距离发生变化，且可能产生平行(pngxng)度误差平面磨床：立柱弯曲变形，造成砂轮主轴与工作台间的垂直(chuzh)度误差39第38页/共133页第三十九页，共133页。2)车床(chchung)热变形 由于热变形会造成主轴箱在垂直面内和水平面内发生偏转和倾斜，且床身导轨向上凸起 一般在垂直面内的热变形对加工(ji gng)精度

30、的影响较小；而在水平面内的热变形对加工(ji gng)精度的影响较大40第39页/共133页第四十页，共133页。4.工件(gngjin)热变形1）均匀(jnyn)受热热膨胀冷却后f2）非均匀(jnyn)受热热膨胀冷却后f41第40页/共133页第四十一页，共133页。3）单边受热(shu r)（非均匀受热(shu r)）毛坯(mop)形状加工(ji gng)上表面加工完成、冷却后5.刀具热变形 刀具热变形主要是由切削热引起的。切削加工时虽然大部分切削热被切屑带走，传入刀具的热量并不多，但由于刀具体积小，热容量小，导致刀具切削部分的温升急剧升高，刀具热变形对加工精度的影响比较显著42第41页/

31、共133页第四十二页，共133页。车削时车刀的热变形与切削(qixio)时间的关系曲线 车外圆时，车刀热变形会使工件产生(chnshng)圆柱度误差（倒喇叭口）车刀连续工作时的热伸长(shn chn)曲线；切削停止后，车刀温度下降曲线；传动作间断切削的热变形切削。43第42页/共133页第四十三页，共133页。五、工件残余(cny)应力引起的加工误差什么是残余(cny)应力?产生(chnshng)原因：残余应力是由金属内部的相邻宏观或微观组织发生了不均匀的体积变化而产生的，促使这种变化的因素主要来自热加工或冷加工 残余应力是指在没有外部载荷的情况下，存在于工件内部的应力，又称内应力44第43页

32、/共133页第四十四页，共133页。1.毛坯制造中产生(chnshng)的残余应力（1）在铸造、锻造、焊接及热处理过程中，由于工件(gngjin)各部分冷却收缩不均匀以及金相组织转变时的体积变化，在毛坯内部就会产生残余应力（图a）（2）毛坯的结构(jigu)越复杂，各部分壁厚越不均匀以及散热条件相差越大，毛坯内部产生的残余应力就越大（3）具有残余应力的毛坯，其内部应力暂时处于相对平衡状态，虽在短期内看不出有什么变化，但当加工时切去某些表面部分后，这种平衡就被打破，内应力重新分布，并建立一种新的平衡状态，工件明显地出现变形45第44页/共133页第四十五页，共133页。原因：在外力F的作用下，工

33、件内部(nib)的应力重新分布影响：当外力F去除后，弹性变形本可完全恢复(huf)，但因塑性变形部分的阻止而恢复(huf)不了，使残余应力重新分布而达到平衡现象：冷校直工艺方法是在一些长棒料或细长零件(ln jin)弯曲的反方向施加外力F以达到校直目的2.冷校直引起的残余应力措施：对精度要求较高的细长轴，不允许采用冷校直来减小弯曲变形，而采用加大毛坯余量，经过多次切削和时效处理来消除内应力，或采用热校直46第45页/共133页第四十六页，共133页。残余应力对零件(ln jin)的影响n存在残余应力的零件，始终处于一种不稳定状态，其内部组织有要恢复到一种新的稳定的没有内应力状态的倾向(qngx

34、ing)n在内应力变化的过程中，零件产生相应的变形，原有的加工精度受到破坏n用这些零件装配成机器，在机器使用中也会逐渐产生变形，从而影响整台机器的质量3.切削(qixio)加工引起的残余应力47第46页/共133页第四十七页，共133页。采用了近似(jn s)的加工方法或近似(jn s)形状的刀具而产生的加工误差，如用展成法加工渐开线齿轮，滚刀的刀齿的轴剖面形状为直线，滚切成近似(jn s)的渐开线齿面，即渐开线齿形为无数直线包络而成 工件齿轮滚刀包络线六、原理(yunl)误差 这种渐开线齿面的形这种渐开线齿面的形成方法本身就使工件产生成方法本身就使工件产生加工误差，这种误差就是加工误差，这种

35、误差就是原理性误差，它是由工件原理性误差，它是由工件与刀具与刀具(doj)作切削运作切削运动时产生的几何轨迹误差动时产生的几何轨迹误差 48第47页/共133页第四十八页，共133页。七、调整七、调整(tiozhng)误差误差 在切削加工时，为获得规定的尺寸，就必须对机床、刀具和夹具进行必要的调整，由于调整不可能绝对(judu)的准确，也就带来了一项原始误差调整误差 1.试切法调整（单件、小批量）（1）度量误差 （2）加工余量的影响 （3）微量进给误差 2.静调整法（大批量）（1）定程机构误差 （2）样件或样板的误差 （3）测量有限试件造成的误差49第48页/共133页第四十九页，共133页。

36、测量误差是指工件(gngjin)实际尺寸与测量仪器表示出的尺寸之间的差值 八、度（测）量误差(wch)原因：1.测量仪器本身(bnshn)的误差2.测量环境的影响3.人为误差的影响50第49页/共133页第五十页，共133页。33 加工加工(ji gng)误差的综合分析误差的综合分析一、基本概念二、误差的统计分析方法(fngf)1）分布图分析法2）点图法51第50页/共133页第五十一页，共133页。一、基本概念一、基本概念 在实际生产中，影响加工精度的工艺因素往往是多方面的，因此，对加工误差的影响，有时(yush)就不能仅用单因素的估算方法，而要用概率统计方法进行较全面的考察（加工一批零件，

37、为了找出这批零件出现废品的原因，就要用统计的方法来研究这批零件的加工误差，从而找出减少废品的技术措施）按一批工件加工误差出现的规律来看，加工误差可分为两大类：系统性误差和随机性误差52第51页/共133页第五十二页，共133页。1.系统性误差系统性误差 连续加工一批零件时，如果加工误差的大小和方向保持不连续加工一批零件时，如果加工误差的大小和方向保持不变或是按一定的规律变化，这类误差称为系统性误差；如果加变或是按一定的规律变化，这类误差称为系统性误差；如果加工误差的大小和方向保持不变，则称为常值系统性误差；如果工误差的大小和方向保持不变，则称为常值系统性误差；如果加工误差的大小和方向按一定的规

38、律变化，则称为变值系统性加工误差的大小和方向按一定的规律变化，则称为变值系统性误差误差 原理误差，机床、刀具、夹具的制造误差，调整误差等，原理误差，机床、刀具、夹具的制造误差，调整误差等，它们和加工的顺序（或加工时间）没有关系，故都是常值系统它们和加工的顺序（或加工时间）没有关系，故都是常值系统性误差性误差 机床、刀具的热变形，刀具的磨损机床、刀具的热变形，刀具的磨损(m sn)等，都是随着等，都是随着加工的顺序（或加工时间）而有规律的变化，因此属于变值系加工的顺序（或加工时间）而有规律的变化，因此属于变值系统性误差统性误差53第52页/共133页第五十三页，共133页。2.随机性误差随机性误

39、差 连续加工一批零件时，如果加工误差的大小和方向都是连续加工一批零件时，如果加工误差的大小和方向都是无规律地变化，这类误差称为随机性误差无规律地变化，这类误差称为随机性误差 毛坯误差（余量大小不一、硬度不匀等）的复映，定位毛坯误差（余量大小不一、硬度不匀等）的复映，定位误差（基准面尺寸不一、间隙等），夹紧误差（夹紧力大误差（基准面尺寸不一、间隙等），夹紧误差（夹紧力大小不一），多次调整的误差，内应力引起小不一），多次调整的误差，内应力引起(ynq)的变形误差的变形误差等，都是随机性误差等，都是随机性误差 这类误差产生的原因是随机的，从表面上来看没有规律，这类误差产生的原因是随机的，从表面上来看

40、没有规律，无从分析，但是应用数理统计的方法可以找出一批工件加无从分析，但是应用数理统计的方法可以找出一批工件加工误差的总体规律，然后在工艺上采取措施加以控制工误差的总体规律，然后在工艺上采取措施加以控制 54第53页/共133页第五十四页，共133页。二、误差二、误差(wch)的统计分析方法的统计分析方法1.分布图分析法（分布曲线法）一批零件(ln jin)如果是在正常的加工状态下，即：没有变值系统性误差（或有而不显著），随机性误差是相互独立的，且在各随机性误差中没有一个是起主导作用，则这批零件(ln jin)的尺寸分布曲线将接近正态分布曲线 正态分布曲线的数学方程为：式中,x：零件(ln j

41、in)的尺寸；55第54页/共133页第五十五页，共133页。曲线(qxin)与x轴之间所包含的面积为1，即包含了全部工件数 ：表示这批零件加工尺寸的分布(fnb)范围 oyx范围(fnwi)内的面积约为99.73%的大小代表了某种加工方法在一定生产条因此，零件加工的公差应取：y：零件尺寸为零件尺寸为x的概率密度；的概率密度；其中，下能达到的加工精度56第55页/共133页第五十六页，共133页。例：在无心磨床上加工一批外径为 的圆柱销，加工完毕后，检查100个圆柱销销的直径，把测量的数据按大小(dxio)分组，每组的尺寸间隔为0.003mm，并计算、记录于表，试分析其工艺过程 分布(fnb)

42、曲线法的应用57第56页/共133页第五十七页，共133页。组号尺寸间隔 (mm)尺寸间隔中值(mm)组内工件数 m实际频数 fj19.6159.6189.615522%29.6189.6219.619544%39.6219.6249.622577%49.6249.6279.62551212%59.6279.6309.62851414%69.6309.6339.63151616%79.6339.6369.63451515%89.6369.6399.63751414%99.6399.6429.640588%109.6429.6459.643555%119.6459.6489.646533%=9.

43、632100100%58第57页/共133页第五十八页，共133页。解：根据(gnj)表，计算平均值计算(j sun)均方根差绘制分布图 根据表中数据，把频数值点在尺寸区间（间隔(jin g)）中值上，并把每点顺次用直线连起来，绘成折线图59第58页/共133页第五十九页，共133页。64951614121086426465643564056165619562256255628563156345x6375yAT=9.630 实际(shj)分布曲线与理论分布线曲9.6539.6119.6109.650T（其尺寸(ch cun)误差服从正态分布）60第59页/共133页第六十页，共133页。分布图

44、分析(fnx)在用正态性评定方法确认样本是服从(fcng)正态分布的前提下，就可以认为工艺过程中变值系统性误差很小（或不显著分散中心与公差带中心不重合，其偏移量：此误差(wch)为常值系统性误差(wch)，是由于机床调整不准确引起64951614121086426465643564056165619562256255628563156345x6375yAT=9.6309.6539.6119.6109.650T），被加工工件尺寸分散的原因主要是随机性误差引起，工艺过程处在控制状态之中 61第60页/共133页第六十一页，共133页。工序(gngx)能力分析属于三级工序(gngx)能力，工艺能力不

45、足工艺(gngy)能力等级：工艺能力很差，必须加以改进四级 0.67工艺能力勉强，必须密切注意二级 1.33 1.00工艺能力足够，可以有一定的异常波动一级 1.67 1.33工艺能力过高，可以允许有异常波动特级 1.67说明工艺能力等级工艺能力系数62第61页/共133页第六十二页，共133页。从图中可以看出，本批工件(gngjin)的最小尺寸：比工序要求的最小尺寸9.610要大，故分布曲线的左半部分没有(mi yu)废品；在右半部分，工序要求的最大尺寸为9.650，而实际最大尺寸为9.653，故有废品产生。确定(qudng)合格品率和不合格品率64951614121086426465643

46、564056165619562256255628563156345x6375yAT=9.6309.6539.6119.6109.650T63第62页/共133页第六十三页，共133页。0.46780.47130.47440.47720.48210.48610.48930.49180.49390.49530.49650.49740.49810.498650.499310.499660.499840.499920.499970.4999970.49999971.851.901.952.002.102.202.302.402.502.602.702.802.903.003.203.403.603.8

47、04.004.505.000.31060.31590.32120.32640.33150.33650.34130.35310.36430.37490.38490.39440.40320.41150.41920.42650.43320.43940.44520.45050.45540.45990.46410.880.900.920.940.960.981.001.051.101.151.201.251.301.351.401.451.501.551.601.651.701.751.800.17720.18080.18440.18790.19150.19850.20540.21230.21900.2

48、2570.23240.23890.24540.25170.25800.26420.27030.27640.28230.28810.29390.29950.30510.460.470.480.490.500.520.540.560.580.600.620.640.660.680.700.720.740.760.780.800.820.840.860.09100.09480.09870.10260.10640.11030.11410.11790.12170.12550.12930.13310.13680.14060.14430.14800.15170.15540.15910.16280.16640

49、.17000.17360.230.240.250.260.270.280.290.300.310.320.330.340.350.360.370.380.390.400.410.420.430.440.450.00000.00400.00800.01200.01600.01990.02390.02790.03190.03590.03980.04380.04780.05170.05570.05960.06360.06750.07140.07530.07930.08320.08710.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.110.120.130.1

50、40.150.160.170.180.190.200.210.22FFFFF64第63页/共133页第六十四页，共133页。查表（正态分布计算(j sun)表）F(2.5)=0.4939 F(2.6)=0.4953用插值法计算(j sun)：F(2.57)=0.4948所以：合格品率=0.5+0.4948=0.9949=99.48%废品率=1-0.9948=0.0052=0.52%确定(qudng)合格品率和不合格品率 由于这些(zhxi)不合格品都是尺寸过大的不合格品，所以是可修复的废品65第64页/共133页第六十五页，共133页。分布图分析法的应用（1）判断加工误差的性质 如果实际分布曲