机械加工质量概述方案课件.ppt

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1、郭德伟郭德伟1第第4 4章章 机械加工质量机械加工质量本章要点pp 理解机械加工质量的含义理解机械加工质量的含义pp理解工艺系统几何误差对加工精度的影响，了解其控理解工艺系统几何误差对加工精度的影响，了解其控制方法制方法pp理解工艺系统受力变形对加工精度的影响，了解其控理解工艺系统受力变形对加工精度的影响，了解其控制方法制方法pp理解工艺系统热变形对加工精度的影响，了解其控制理解工艺系统热变形对加工精度的影响，了解其控制方法方法pp掌握加工误差的统计分析原理与方法掌握加工误差的统计分析原理与方法pp了解影响机械加工表面质量的因素及其控制方法了解影响机械加工表面质量的因素及其控制方法pp了解机械

2、加工中的振动及其控制方法了解机械加工中的振动及其控制方法郭德伟郭德伟2机械制造技术基础机械制造技术基础 第第4章章 机械加工质量机械加工质量Machining Quality4.1 机械加工质量机械加工质量概述概述Introduction of Machining Quality郭德伟郭德伟34.1 机械加工质量概述机械加工质量概述 生产任何一种机械产品，都要求在保证质量的前提下，做到高效率、低消耗。产品的质量是第一位的，没有质量，高效率、低成本就失去了意义。产品质量是指用户对产品的满意程度。有三层含意：一是产品的设计质量；二是产品的制造质量；三是服务。制造质量，它主要指产品的制造与设计的符合

3、程度。设计质量，主要反映所设计的产品，与用户(顾客)的期望之间的符合程度。服务主要包括售前的服务，售后的培训、维修、安装等。郭德伟郭德伟44.1.1 机械加工误差与机械加工精度机械加工误差与机械加工精度 p 加工精度：零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。p 加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。“加工精度”和“加工误差”是评定零件几何参数准确程度的两种不同概念。生产实际中用控制加工误差的方法或现代主动适应加工方法来保证加工精度。郭德伟

4、郭德伟54.1.1 机械加工误差与机械加工精度机械加工误差与机械加工精度 uu 经济加工精度经济加工精度：在正常条件下(标准设备、工艺装备、标准工人水平、正常加工时间)所能保证的加工精度。A A A AB B B B误差成本 加工精度与加工成本成反比,同一加工方法,精度要求越高,加工成本就越高,在A的左侧,要想提高一点加工精度就要付出很大成本；B的右侧,即使精度要求再低,成本也不会降低。郭德伟郭德伟6尺寸精度位置精度形状精度（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度表面质量表面几何形状精度表面变质层表层加工硬化表层金相组织

5、变化表层残余应力机械加工质量机械加工质量（一般包括（一般包括机械加工精度机械加工精度和和加工表面质量加工表面质量两个指标）两个指标）4.1 机械加工质量概述机械加工质量概述 郭德伟郭德伟7表面形貌特征（表面几何形状精度）表面形貌特征（表面几何形状精度）4.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 郭德伟郭德伟8宏观几何形状误差（平面度、圆度等）宏观几何形状误差（平面度、圆度等）波长波长/波高波高10001000波度波度 波长波长/波高波高=50=50100

6、01000；且具有周期特性；且具有周期特性表面粗糙度表面粗糙度 波长波长/波高波高5050 a）波度 b）表面粗糙度 图4-1 零件加工表面的粗糙度与波度RZHRZ返回返回4.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 郭德伟郭德伟94.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 郭德伟郭德伟10返回返回4.1.2 4.1

7、.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 表面层加工硬化：表面层加工硬化：机械加工机械加工过程中程中产生的塑性生的塑性变形，使晶格扭曲、崎形，使晶格扭曲、崎变，晶粒，晶粒间产生生滑移，晶粒被拉滑移，晶粒被拉长等，等，这些都会使表面些都会使表面层金属硬度增加，通称金属硬度增加，通称为加工硬化加工硬化（或冷作硬化）。加工硬化的（或冷作硬化）。加工硬化的评定指定指标通常有通常有3项：表面表面层金属硬度金属硬度HV；硬化硬化层深度深度h；硬化程度硬化程度N：表面层金相组织的变化

8、：表面层金相组织的变化：机械加工过程中由于切削热的作用，有可能表面层金属的金相组织机械加工过程中由于切削热的作用，有可能表面层金属的金相组织发生变化。例如，磨削淬火钢时，磨削热的作用会引起淬火钢中马式体的发生变化。例如，磨削淬火钢时，磨削热的作用会引起淬火钢中马式体的分解，或出现回火组织等。分解，或出现回火组织等。表面层残余应力：表面层残余应力：由于切削力和切削热的综合作用，表面层金属晶格的变形或金相组由于切削力和切削热的综合作用，表面层金属晶格的变形或金相组织变化，会造成表面层残余应力。织变化，会造成表面层残余应力。郭德伟郭德伟114.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的

9、影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 p 机械加工表面质量：包括表面粗糙度和表面变质层郭德伟郭德伟124.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 郭德伟郭德伟134.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 p 机械加工表面质量对

10、使用性能的影响影响耐磨性影响耐磨性图4-3 表面粗糙度与初始磨损量图4-4 磨损量硬化关系表面粗糙度值耐磨性，但有一定限度适当硬化可提高耐磨性郭德伟郭德伟144.1.2 4.1.2 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 影响疲劳强度影响疲劳强度表面粗糙度值表面粗糙度值耐疲劳性耐疲劳性适当硬化可提高耐疲劳性适当硬化可提高耐疲劳性影响耐蚀性影响耐蚀性表面粗糙度值表面粗糙度值耐蚀性耐蚀性表面压应力：有利于提高耐蚀性表面压应力：有利于提高耐蚀性影响配合质量影响配合质量表面粗糙度值

11、表面粗糙度值配合质量配合质量影响结合面的密封性影响结合面的密封性表面粗糙度值表面粗糙度值密封性密封性此外，表面质量对运动平稳性和噪音等也有影响。此外，表面质量对运动平稳性和噪音等也有影响。郭德伟郭德伟15 工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都称为原始误差。原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差定位误差调整误差刀具误差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形工件相对于刀具静止状态下的误差工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差原始误差原始误差原始误差分类

12、原始误差分类4.1.3 机械加工工艺系统的原始误差机械加工工艺系统的原始误差郭德伟郭德伟164.1.4 误差敏感方向误差敏感方向 RYRRR=X（4-1）（4-2）显然：工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。对加工精度影响最大的方向，称为误差敏感方向。误差敏感方向一般为已加工表面过切削点的法线方向。图4-5 误差敏感方向YR0Xa）YR0Xb）误差敏感方向误差敏感方向郭德伟郭德伟174.1.5 机械加工精度的获得方法机械加工精度的获得方法 试切法 加工时先在零件上试切一小段，进行测量，根据测量结果与要求尺寸的差值，用进给机构或其它方法调整刀具与工件的相对位置，然后再进行试切、测

13、量、调整，直至达到规定的尺寸，最后正式切削出整个待加工表面。试切法的效率低，对操作者的技术水平要求较高，多用于单件、小批生产或高精度零件的加工。尺寸精度的获得方法尺寸精度的获得方法Flash演示 调整法 按试切好的工件或标准样件或对刀装置等，调整刀具相对于工件加工表面的位置，并在加工过程中保持这一位置，从而获得零件所要求的尺寸精度。调整法多用于成批、大量生产。Flash演示郭德伟郭德伟184.1.5 机械加工精度的获得方法机械加工精度的获得方法 尺寸刀具法 零件的尺寸精度是由具有一定尺寸的刀具或组合刀具保证的，常用于孔、槽面、成形表面的加工。尺寸精度的获得方法尺寸精度的获得方法Flash演示

14、自动控制法 通过尺寸测量装置、进给机构和控制机构组成的刀具位置控制系统，使加工过程中的尺寸测量，刀具的补偿调整和切削加工等一系列工作自动完成，逐步获得所要求的尺寸精度。自动控制法实际上是一种自动化了的试切法。郭德伟郭德伟194.1.5 机械加工精度的获得方法机械加工精度的获得方法 成形运动 使刀具相对于工件做有规律的切削成形运动，从而获得所要求的零件表面形状，如轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法等，常用于加工圆柱面、圆锥面、平面、球面、回转曲面、螺旋面和齿形面等。形状精度的获得方法形状精度的获得方法 非成形运动 通过对加工表面形状的检测，由工人对其进行相应的修整加工，以获得所要求的形状精度。方

15、法原始，效率低，但当零件形状精度要求很高（超过现有机床设备所能提供的成形运动精度）时，常采用此方法。郭德伟郭德伟204.1.5 机械加工精度的获得方法机械加工精度的获得方法 一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次安装中，由刀具相对于工件的成形运动位置关系保证。多次装夹获得法 通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度。非成形运动法 利用人工，而不是依靠机床精度，对工件的相关表面进行反复的检测和加工，使之达到零件的位置精度要求。位置精度的获得方法位置精度的获得方法郭德伟郭德伟人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。郭德伟郭德伟