機械加工質(zhì)量及其控制

1、第四章 機械加工質(zhì)量及其控制學(xué)習(xí)指南n機械加工質(zhì)量主要包括加工精度和加工表面質(zhì)量兩個方面。n在影響機械加工精度的諸多誤差因素中，機床的幾何誤差、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形占有突出的位置，學(xué)習(xí)者應(yīng)了解這些誤差因素是如何影響加工誤差的。n在影響機械加工表面質(zhì)量的諸多因素中，切削用量、刀具幾何角度以及工件、刀具材料等起重要作用，學(xué)習(xí)者應(yīng)了解這些因素對加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律。n應(yīng)學(xué)會分析加工誤差產(chǎn)生的物理原因，從而找出控制加工誤差的方法。同時還應(yīng)學(xué)會運用統(tǒng)計學(xué)方法對加工誤差進行統(tǒng)計分析，以從加工誤差的統(tǒng)計特征，確定出加工誤差的變化規(guī)律及可能采取的控制方法。4.1 機械加工質(zhì)量概述學(xué)習(xí)要點：學(xué)習(xí)要點：

2、n掌握機械加工質(zhì)量和加工精度的概念n熟知尺寸精度、形狀精度和位置精度的獲得方法n了解表面質(zhì)量對零件使用性能的影響。 4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工質(zhì)量的內(nèi)涵相組織變化）變質(zhì)層（力學(xué)性能及金材料性能方面表面粗糙度微觀相互位置誤差形狀誤差尺寸誤差加工誤差宏觀幾何方面加工質(zhì)量機械加工后最外層表面與周圍環(huán)境界面的幾何形狀誤差波度：介于宏觀幾何形狀誤差與微觀表面粗糙度之間的幾何形狀誤差4.1 機械加工質(zhì)量概述零件加工表面的粗糙度和波度 波度：波長，波高h4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工質(zhì)量的內(nèi)涵相組織變化）變質(zhì)層（力學(xué)性能及金材料性能方面表面粗糙度微觀相互位置誤差形狀誤差尺寸誤差加工誤差宏觀幾何方

3、面加工質(zhì)量機械加工后，零件一定深度表面層的物理力學(xué)性質(zhì)等方面的質(zhì)量與基體相比發(fā)生的變化，稱加工變質(zhì)層4.1 機械加工質(zhì)量概述加工變質(zhì)層的構(gòu)成情況（p116）變質(zhì)層構(gòu)成厚度成因吸附層污染層、化合物層、物理化學(xué)吸附層、異物嵌入層（積屑瘤碎片、磨粒嵌入）8m外界因素結(jié)晶組織變化層（壓縮層）非晶體層、微細結(jié)晶層、位錯密度升高層、孿晶層、便面合金化層、纖維化層、相變層、再結(jié)晶層幾十至幾百微米切削力引起塑性變形應(yīng)力變質(zhì)層殘余應(yīng)力層4.1 機械加工質(zhì)量概述n加工精度及加工誤差 零件加工后實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和各表面間相互位置）與理想幾何參數(shù)（形狀、位置無誤差，尺寸位于零件圖紙規(guī)定的公差帶中心）的 符合

4、程度 加工精度 不符合 程度 加工誤差符合程度高，加工精度高；加工精度高，加工誤差小。形狀誤差應(yīng)限制在形狀公差之內(nèi)；位置誤差應(yīng)限制在位置公差范圍之內(nèi)。如不作特殊說明，零件的形狀誤差和位置誤差不應(yīng)大于零件尺寸公差的二分之一。如對零件的形狀誤差或位置誤差有特別要求，應(yīng)在尺寸公差之外另加標注。 如圖所示夾具底板零件，其頂面于底面之間的距離尺寸為自由公差，但其頂面對底面的平行度誤差要求很高，需特別加以標注。4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工精度的獲得方法尺寸精度（1）試切法（2）調(diào)整法（3）定尺寸刀具法零件加工表面尺寸由刀具確定，孔（鉆、擴、鉸）；鍵槽（鍵槽銑刀）；成形刀具（成型表面） （4）自動控制

5、法 數(shù)控加工（尺寸測量裝置+進給機構(gòu)+控制裝置加工過程中的尺寸測量+刀具補償調(diào)整）ba試切法試切+測量+調(diào)整效率低，對操作者水平要求高單件、小批生產(chǎn)或高精度零件加工調(diào)整法試切好工件/標準樣件+對刀裝置 成批、大量生產(chǎn)4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工精度的獲得方法形狀精度（1）成形運動法：刀具相對于工件有規(guī)律的切削成形運動 例：軌跡法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形運動法：通過表面形狀檢驗，人工修整加工 成形運動法軌跡法工件表面的生線（母線和導(dǎo)線）均由軌跡運動生成 成型法 工件的一條生線通過刀刃的形狀直接獲得 成形運動法相切法工件的一條生線是刀刃運動軌跡的包絡(luò)線 范成法/展成法其工件的

6、一條生線也是刀刃運動軌跡的包絡(luò)線，且包絡(luò)線需通過刀具與工件之間的范成運動來生成 4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工精度的獲得方法形狀精度（1）成形運動法：刀具相對于工件有規(guī)律的切削成形運動 例：軌跡法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形運動法：通過表面形狀檢驗，人工修整加工 例：樣板加工 效率低，但當零件形狀精度要求很高（高于機床設(shè)備所能提供的成形運動精度）時采用4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工精度的獲得方法位置精度（1）一次裝夾獲得法 零件表面的位置精度在一次裝夾中由刀具相對于工件的成形運動位置關(guān)系保證；（2）多次裝夾獲得法 通過刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面之間的位置關(guān)系來保

7、證零件表面的位置精度（3）非成形運動法 人工修整，反復(fù)檢測、加工 4.1 機械加工質(zhì)量概述一次裝夾獲得法 車床上一次安裝車外圓和端面，則端面相對于外圓表面的垂直度由車床橫向溜板運動軌跡與車床主軸回轉(zhuǎn)中心線的垂直度來保證4.1 機械加工質(zhì)量概述n機械加工精度的獲得方法位置精度（1）一次裝夾獲得法 零件表面的位置精度在一次裝夾中由刀具相對于工件的成形運動位置關(guān)系保證；（2）多次裝夾獲得法 通過刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面之間的位置關(guān)系來保證零件表面的位置精度（3）非成形運動法 人工修整，反復(fù)檢測、加工 4.1 機械加工質(zhì)量概述多次裝夾獲得法0.1/互為基準，經(jīng)三次反復(fù)加工，保證兩平面平行

8、度0.1aa選擇頂尖孔為基準，在調(diào)頭的兩次裝夾中統(tǒng)一基準，磨軸上兩軸頸，保證兩軸頸的同軸度要求。4.2 機械加工精度的影響因素n學(xué)習(xí)要點：學(xué)習(xí)要點：掌握機械加工工藝系統(tǒng)原始誤差的概念，掌握工藝系統(tǒng)原始誤差（包括靜誤差和動誤差）對機械加工精度的影響及控制方法，深刻理解和掌握誤差敏感方向的概念及其在機械加工精度分析中的應(yīng)用。 4.2 機械加工精度的影響因素n概念：機械加工工藝系統(tǒng) 加工過程中，由機床、夾具、刀具、量具和工件構(gòu)成的封閉系統(tǒng)稱為機械加工工藝系統(tǒng)4.2 機械加工精度的影響因素n工藝系統(tǒng)原始誤差工件內(nèi)應(yīng)力刀具磨損受熱變形受力變形與加工過程有關(guān)測量誤差調(diào)整誤差原理誤差量具誤差刀具誤差夾具誤差

9、機床誤差與加工過程無關(guān)原始誤差零件未加工前工藝系統(tǒng)本身所具有的誤差例：數(shù)控插補加工、相切法和范成法加工工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)原有精度被破壞而產(chǎn)生的附加誤差因素工藝系統(tǒng)動誤差4.2 機械加工精度的影響因素n誤差敏感方向切削加工過程中，由于各種原始誤差的影響，會使刀具和工件之間正確的幾何關(guān)系遭到破壞，引起加工誤差。不同方向的原始誤差，對加工誤差的影響程度不同。當原始誤差與工序尺寸方向一致時，原始誤差對加工精度的影響最大。xxyraarooa例：車削加工，工件回轉(zhuǎn)軸線o，刀尖正確位置ay4.2 機械加工精度的影響因素n誤差敏感方向刀尖由a移至a或a導(dǎo)致的工件半徑上的誤差是一樣的，為r aa2ryaa

10、xrrr2oxxyraarooa例：車削加工，工件回轉(zhuǎn)軸線o，刀尖正確位置ay22oo22o22o22oyrr2rrryrrrr)(設(shè)：ro=25mm，y=0.1mm則：r=0.0002mm4.2 機械加工精度的影響因素n誤差敏感方向xxyraarooa例：車削加工，工件回轉(zhuǎn)軸線o，刀尖正確位置ay aa2ryaaxrrr2o當原始誤差的方向在加工表面法線方向時，引起的加工誤差最大。當原始誤差的方向在加工表面切線方向時，引起的加工誤差最小，可以忽略不計影響加工精度最大的方向（即通過影響加工精度最大的方向（即通過刀刃的加工表面的法向）稱為誤差刀刃的加工表面的法向）稱為誤差敏感方向。敏感方向。4.

11、2 機械加工精度的影響因素誤差的敏感方向 4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響學(xué)習(xí)要點：學(xué)習(xí)要點：n掌握機床主軸回轉(zhuǎn)精度的概念及對加工精度的影響，了解主軸回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的原因及提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施；n掌握機床導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的概念及對加工精度的影響，掌握機床成形運動之間的位置關(guān)系精度及其對加工精度的影響，了解提高這些精度的措施。 4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n機床幾何原始誤差p基本成形運動自身誤差基本成形運動自身誤差u主軸回轉(zhuǎn)誤差u直線進給運動誤差p成形運動之間的相對誤差成形運動之間的相對誤差u縱向進給與主軸軸線不平行u縱向、橫向進給不垂直nf4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影

12、響n機床主軸回轉(zhuǎn)精度n主軸o 機床主軸作回轉(zhuǎn)運動時，在任一截面上若只有一點o的速度為零，則該點為主軸的回轉(zhuǎn)中心。由于主軸回轉(zhuǎn)誤差，回轉(zhuǎn)中心的位置時刻變動，為瞬時回轉(zhuǎn)中心。主軸回轉(zhuǎn)精度高低，以規(guī)定測量截面內(nèi)，主軸瞬時回轉(zhuǎn)中心相對于其平均位置來衡量4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n主軸回轉(zhuǎn)誤差 - 三種形式4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響舉例：采用滑動軸承時主軸徑向跳動分析oooo（a）軸頸不圓（b）軸承孔不圓車床車床：切削力方向不變，主軸軸頸的圓度誤差將在回轉(zhuǎn)過程中引起軸線位置產(chǎn)生瞬時變化，造成徑向跳動；而軸承內(nèi)孔有圓度誤差時，其影響較小 鏜床鏜床：由于切削力作用方向是變化的，因

13、而當滑動軸承內(nèi)孔有圓度誤差時，將使主軸在回轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生徑向跳動，引起鏜孔的圓度誤差 4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n主軸徑向跳動的主要原因- 主軸軸承副的制造誤差滑動軸承n軸頸不圓n軸承孔不圓n油膜渦動滾動軸承n外環(huán)與箱體配合質(zhì)量n內(nèi)環(huán)與軸頸配合質(zhì)量n內(nèi)外環(huán)滾道圓度n間隙、受力變形n滾動體形狀不一致4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響舉例： 止推軸承端面誤差對主軸軸向跳動的影響n=0n0若只有一個端面滾道存在誤差，對端面跳動影響很小；只有當兩個滾道端面均存在誤差時，才會引起較大的跳動量 4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n主軸軸向竄動的主要原因-滾動軸承：n止推軸承兩個滾

14、道與軸線的垂直度誤差n滾動體的形狀誤差和尺寸一致性滑動軸承：n主軸軸頸的軸向承載面或主軸軸承的承載端面與主軸回轉(zhuǎn)軸線之間的垂直度誤差4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響 考慮誤差敏感方向主軸徑向跳動n回轉(zhuǎn)面加工：圓度誤差 eg：車床上車外圓、鏜孔 鏜床上鏜孔n平面加工：平面度誤差 eg：臥式銑床上銑平面nn4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響主軸軸向竄動n端面加工（車、鏜）平面度誤差端面相對于內(nèi)外圓的垂直度誤差n螺紋加工：螺距誤差4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響主軸角度擺動 主軸角度擺動對

15、加工誤差的影響與主軸徑向跳動對加工誤差的影響相似，主要區(qū)別在于主軸的角度擺動不僅影響工件加工表面的圓度誤差，而且影響工件加工表面的圓柱度誤差圓柱只有圓柱度誤差，沒有圓度誤差圓柱既有圓柱度誤差，又有圓度誤差圓4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n直線運動精度機床的直線運動精度主要是指導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度n導(dǎo)軌制造精度 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度 雙導(dǎo)軌在垂直方向的平行度n導(dǎo)軌與工作臺之間的接觸精度導(dǎo)致刀尖相對于工件的位置變化從而影響加工精度4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響導(dǎo)軌在水平面內(nèi)有直線度誤差xxx刀尖相對于工件回轉(zhuǎn)軸線在加工表面的法線方向（加工誤差敏感方向）產(chǎn)生位

16、移；位移量等于導(dǎo)軌的直線度誤差；刀尖在水平面內(nèi)的運動軌跡不是一條直線，造成工件的軸向形狀誤差（圓柱度誤差）x2d4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)有直線度誤差yyy刀尖相對于工件回轉(zhuǎn)軸線在加工表面的切線方向（加工誤差非敏感方向）產(chǎn)生位移；位移量等于導(dǎo)軌的直線度誤差；刀尖在水平面內(nèi)的運動軌跡也不是一條直線，造成工件的軸向形狀誤差（圓柱度誤差）可以忽略不計dy2d24.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響前后導(dǎo)軌扭曲nbhnr工作臺在運動過程中產(chǎn)生擺動刀尖運動軌跡為一條空間曲線，產(chǎn)生加工誤差（圓柱度誤差）nbhr例：車床h/b=2/3，n影響很大導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差 4.3

17、機床幾何誤差及其對加工精度的影響n成形運動間相對位置誤差的影響車床縱向?qū)к壟c主軸在水平面內(nèi)有平行度誤差例： 導(dǎo)軌與主軸平行度誤差： hx 工件直徑差： d=2l*hx主軸n導(dǎo)軌fl工件產(chǎn)生圓柱度誤差俯視圖上導(dǎo)軌與主軸不平行圓錐形4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n成形運動間相對位置誤差的影響車床縱向?qū)к壟c主軸在垂直面內(nèi)有平行度誤差正視圖上導(dǎo)軌與主軸不平行n主軸導(dǎo)軌obafabo鞍形（軸剖面內(nèi)為雙曲線）例：導(dǎo)軌與主軸平行度誤差：hy 工件直徑差：d=hy2/ro4.3 機床幾何誤差及其對加工精度的影響n成形運動間相對位置誤差的影響車床橫向?qū)к壟c主軸軸線有垂直度誤差nf工件端面產(chǎn)生內(nèi)凹或外凸

18、的平面度誤差例： 橫向?qū)к壟c主軸夾角： 平面度誤差：=(d/2)*tan()思考題n設(shè)在臥式鏜床上鏜孔，已知鏜床主軸軸線與縱向?qū)к売衅叫卸日`差，請分析下面兩種情況下產(chǎn)生的加工誤差：（1）鏜桿進給（2）工件進給將造成加工后內(nèi)孔呈橢圓形，其圓度誤差為: 式中 dc - 刀尖回轉(zhuǎn)直徑。因為 很小，所以有： 故可得： 臥式鏜床上工件進給鏜孔時，若工件直線進給運動方向與鏜桿回轉(zhuǎn)軸線不平行 4.4 工藝系統(tǒng)受力變形與受熱變形對加工精度的影響學(xué)習(xí)要點：學(xué)習(xí)要點：n掌握工藝系統(tǒng)剛度的概念及其對加工精度的影響，重點掌握切削力作用點位置變化和切削力大小變化對加工形狀精度的影響；掌握誤差復(fù)映的概念；了解影響工藝系統(tǒng)

19、剛度的因素及減小工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度影響的措施。n了解工藝系統(tǒng)的熱源，掌握工藝系統(tǒng)熱變形的規(guī)律和特點和工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響，了解控制工藝系統(tǒng)熱變形的措施。 4.4 工藝系統(tǒng)受力變形與受熱變形對加工精度的影響n受力變形材料力學(xué)中受力變形梁截面慣性矩工件材料彈性模量點及施力元件變形梁自身變形，不包括支:)(jeyxxl3ejlyfkkfy22工藝系統(tǒng)受力變形xfly在切削力fp作用下，工件、前后頂尖、刀架都產(chǎn)生變形yyhxytyb-myw-mfpmm工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n工藝系統(tǒng)受力變形假設(shè)切削力作用點位于距前頂尖為x的截面m-m上。工藝系統(tǒng)在截面m-m上的總變形：yyhx

20、ytyb-myw-mfpmmabcxlmwmbmwmbmtmhm- syybcabyyyyy工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度部件受力變形m-m處變形床頭尾架刀架工件yyhxytyb-myw-mfpmmabcxlmwmbmwmbmtmhm- syybcabyyyyylxybclxlyabthlxlfplxfppfpflxlkfyhphlxkfytptbpbkfy2hpm-hlxlkfy)(2tpm-tlxkfy)(bpbm-bkfyy3ejlxxlfy22pm-w)(wpwkfy工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n工藝系統(tǒng)剛度部件受力變形m-m處變形床頭尾架刀架工件lxlfplxfppfpflxlkfyh

21、phlxkfytptbpbkfy2hpm-hlxlkfy)(2tpm-tlxkfy)(bpbm-bkfyy3ejlxxlfy22pm-w)(wpwkfy工藝系統(tǒng)中，工件是單工藝系統(tǒng)中，工件是單一零件，它的剛度可以一零件，它的剛度可以利用材料力學(xué)公式求出；利用材料力學(xué)公式求出；床頭箱、尾架、刀架都床頭箱、尾架、刀架都是由若干零件裝配組成是由若干零件裝配組成的部件，它們的剛度無的部件，它們的剛度無法直接計算，須通過實法直接計算，須通過實驗的方法獲得（對部件驗的方法獲得（對部件施加力，記錄力及變形施加力，記錄力及變形量，通過作圖法求剛量，通過作圖法求剛度）。度）。n工藝系統(tǒng)受力變形n工藝系統(tǒng)在m-m

22、處剛度工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度)()()(3ejlxxlk1lxk1lxlk1fyyyyy22b2t2hpmwmbmtmhm- syyhxytyb-myw-mfpmmabcxl3ejlxxlk1lxk1lxlk11yfk22b2t2hm- spm- s)()()(工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n切削力大小不變，但切削力作用點位置變化引起加工誤差 位置不同剛度不同變形不同圓柱度誤差n工件剛度大、機床剛度?。籲工件剛度小、機床剛度大；3ejlxxlk1lxk1lxlk11k22b2t2hm- s)()()(工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度工件剛度大、機床剛度小 （短粗軸） 工件變形可忽略不計 加工誤

23、差以機床受力變形為主 車外圓時，工件呈鞍形lkk11x0lk2xlkxl2yk1lxk1lxlk1fyth2t2hmsb2t2hpm- s)()()(mink1kk1fylkk11xk1k1fylxk1k1fy0 xbthpsthbtpsbhps短粗軸加工工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n工件剛度小、機床剛度大（細長軸） 機床變形可忽略不計 加工誤差以工件受力變形為主 車外圓時，工件呈鼓形l21x0 xlxlxy3ejlxxlfy2ms22pm- s)()()(max48ejlfy2lx0ylx0y0 x3psss工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n切削力作用點位置不變，但切削力大小變化引起加工誤差工件

24、加工過程中，加工余量不均或工件材料硬度不均等，都將引工件加工過程中，加工余量不均或工件材料硬度不均等，都將引起切削力的改變，使工藝系統(tǒng)的變形發(fā)生變化，造成加工誤差起切削力的改變，使工藝系統(tǒng)的變形發(fā)生變化，造成加工誤差正系數(shù)各種因素對切削力的修，公式的實驗條件不符時當實際加工條件與經(jīng)驗指數(shù)系數(shù)、條件的系數(shù)取決于工件材料和切削背向切削力pppppppfpfpfpfffffpfzyxpfpkzyxcfp84kvfacf工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n切削力大小變化引起加工誤差車床上車軸，毛坯為自由鍛件，有圓度誤差，為橢圓形。為加工出直徑為do的軸，調(diào)好刀具位置。加工過程中，切削深度變化 最大切深：ap

25、1 最小切深：ap2ap1ys1ap2ys2毛坯希望加工的零件表面實際獲得的零件表面do工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n切削力大小變化引起加工誤差1xkvfcccakvfacfpppfpfpppfpfpfpffzyfpfzyxpfpap1ys1ap2ys2毛坯希望加工的零件表面實際獲得的零件表面do短軸位置長軸位置p2p1pcacaf工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n切削力大小變化引起加工誤差m- spm- syfk短軸位置長軸位置sp2s2sp1s1kcaykcay毛坯的橢圓形誤差以一定比例反映到加工后的工件表面上毛坯的橢圓形誤差以一定比例反映到加工后的工件表面上s2s1yyw加工后圓度誤差p2p

26、1aab加工前圓度誤差ap1ys1ap2ys2毛坯希望加工的零件表面實際獲得的零件表面do工藝系統(tǒng)受力變形影響加工精度n切削力作用點位置不變，但切削力大小變化引起加工誤差由于工藝系統(tǒng)的受力變形，工件加工前的誤差由于工藝系統(tǒng)的受力變形，工件加工前的誤差b b以類似的形狀反映到加工后的工件上去，造成加工以類似的形狀反映到加工后的工件上去，造成加工后的誤差后的誤差w w，這種現(xiàn)象稱為誤差復(fù)映。，這種現(xiàn)象稱為誤差復(fù)映。誤差復(fù)映的程度通常以誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映的程度通常以誤差復(fù)映系數(shù)表示。表示。szfzfszfp2p1s2s1kfcfckfcaayybwyfxyfxyfx誤差復(fù)映規(guī)律小結(jié)毛坯的任何形狀、

27、位置誤差都會復(fù)映給零件，使加工后的零件存在加工誤差；01.67特級特級工序能力過高，可以允許有異常波動，不經(jīng)濟工序能力過高，可以允許有異常波動，不經(jīng)濟1.67cp1.33一級一級工序能力足夠，可以允許有一定的異常波動工序能力足夠，可以允許有一定的異常波動1.33cp1.00二級二級工序能力勉強，需密切注意工序能力勉強，需密切注意1.00cp0.67三級三級工序能力不足，會出現(xiàn)少量不合格品工序能力不足，會出現(xiàn)少量不合格品0.67cp四級四級工序能力很差，必須加以改進工序能力很差，必須加以改進分布曲線法應(yīng)用舉例n確定工序能力n減少廢品的改進措施存在常值系統(tǒng)誤差：調(diào)整機床（將分布中心調(diào)整至公差帶中心

28、位置），消除常值系統(tǒng)誤差工序能力低下（四級）：更換成更高精度機床，減少隨機誤差工序能力四級，很差。670500400206tcp.分布曲線法n缺憾： 分布曲線法分析加工誤差時，需在全部工件加工完成后進行，不能反映零件加工的先后順序不能將按照一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差與隨機誤差區(qū)分開來不能在加工進行過程中提供控制工藝的資料點圖法n逐點點圖（單值點圖）在一批零件的加工過程中，依次測量每個零件的加工尺寸，并按順序記入以零件號為橫坐標、零件尺寸為縱坐標的圖標中nx-r圖由小樣本均值x的點圖和小樣本極差r的點圖構(gòu)成逐點點圖車床上采用調(diào)整法加工一批零件軸頸獲得的點圖由于加工中刀具磨損比較顯著，造成工件直徑尺寸

29、增大，出現(xiàn)近似平頂分布，6不能反映工序的隨機誤差。常值系統(tǒng)誤差為s； 變值系統(tǒng)誤差的變化斜率為tan； 隨機誤差的分布寬度為6 。s sdm66序號序號尺寸尺寸x-r圖n組成小樣本均值點圖小樣本極差點圖n定義rduraxlclraxuclrn1rxn1xrn1iin1ii樣組序號樣組序號ucllclxix樣組序號樣組序號urrri上控制線上控制線下控制線下控制線均值線均值線均值線均值線上控制線上控制線系數(shù)、組工件的尺寸極差第組工件的平均尺寸第一批工件的分組數(shù)dairixnii每組件數(shù)每組件數(shù)ad4560.730.580.482.282.112.00 x-r圖n意義小樣本均值點圖：反映工藝過程質(zhì)

30、量指標分布中心（系統(tǒng)誤差）的變化小樣本極差點圖：反映工藝過程質(zhì)量指標分散范圍（隨機誤差）的變化n應(yīng)用兩圖同時使用生產(chǎn)過程穩(wěn)定的三要素n兩圖中沒有點超出控制線；n大部分點在均值上下波動，下部分點在控制線附近；n點沒有明顯的上升或下降傾向和周期性波動等規(guī)律性變化。樣組序號樣組序號ucllclxix樣組序號樣組序號urrri4.7 機械加工表面質(zhì)量學(xué)習(xí)要點：學(xué)習(xí)要點：n掌握加工硬化和表面殘余應(yīng)力的概念及其對零件使用性能的影響；n了解磨削表面燒傷、磨削表面裂紋的產(chǎn)生原因及控制措施。 4.7 機械加工表面質(zhì)量n機械加工表面質(zhì)量的內(nèi)涵相組織變化）變質(zhì)層（力學(xué)性能及金材料性能方面表面粗糙度微觀相互位置誤差形

31、狀誤差尺寸誤差加工誤差宏觀幾何方面加工質(zhì)量機械加工機械加工表面質(zhì)量表面質(zhì)量/加工表面加工表面完整性完整性4.7 機械加工表面質(zhì)量n加工表面變質(zhì)層 機械加工后，零件一定深度表面層的物理力學(xué)性質(zhì)等方面的質(zhì)量與基體相比發(fā)生的變化變質(zhì)層構(gòu)成厚度成因吸附層污染層、化合物層、物理化學(xué)吸附層、異物嵌入層（積屑瘤碎片、磨粒嵌入）8m外界因素結(jié)晶組織變化層（壓縮層）非晶體層、微細結(jié)晶層、位錯密度升高層、孿晶層、便面合金化層、纖維化層、相變層、再結(jié)晶層幾十至幾百微米切削力引起塑性變形應(yīng)力變質(zhì)層殘余應(yīng)力層加工硬化、殘余應(yīng)力加工硬化n概念 經(jīng)切削加工過的表面，其硬度往往比基體硬度高出12倍，硬化層深度可達幾十微米至幾

32、百微米。這種不經(jīng)熱處理造成的表面硬化現(xiàn)象稱為加工硬化n對零件使用性能的影響硬度提高使耐磨性提高；脆性增加使沖擊耐性降低；硬度提高增加刀具磨損，減少道具壽命；殘余應(yīng)力n概念 切削加工后，表面層體積發(fā)生變化，使表層產(chǎn)生膨脹或收縮，但受基體阻礙，從而在表面存在殘余應(yīng)力n常溫下金屬產(chǎn)生塑性變形時比容增大n金屬在高溫下產(chǎn)生塑性變形，冷卻到常溫時表面收縮，體積縮小n表層產(chǎn)生金相組織變化，由于多相比容不同，使其體積變化n對零件使用性能的影響壓應(yīng)力：避免或延緩疲勞裂紋產(chǎn)生，提高抗腐蝕性能拉應(yīng)力：疲勞強度和抗腐蝕性能下降采用表面強化工藝：滾壓、噴采用表面強化工藝：滾壓、噴丸等，獲得表面殘余壓應(yīng)力丸等，獲得表面殘余壓應(yīng)力表面質(zhì)量實例分析-磨削加工n磨削加工表面粗糙度（p150）n降低表面粗糙度措施增大vc/vw，單位時間進入切削的磨粒數(shù)增加，參加切削的微刃增多選擇大m，砂輪細（但過細砂粒阻塞砂輪，產(chǎn)生燒傷）精細修整砂輪（在一個沙粒上修出多個微刃）增加清磨次數(shù)（停止進給，反復(fù)磨削）選擇大直徑、大寬度砂輪減小軸向進給量砂輪寬度和進給量、粒數(shù)砂輪表面單位面積的磨砂輪、工件直徑、砂輪、工件速度、大不平度垂直于磨削方向上的最awcwcmax32cwcw32acwmaxfbmrrvvrr2rrrfbm2vvr/磨削燒傷與磨削裂紋n磨削燒傷 磨削工件時，當工件表層溫度達到或超過金屬材料的相變溫度時