機械制造質(zhì)量分析與控制PPT課件

1、第1頁/共94頁7.1 7.1 概述概述n質(zhì)量是企業(yè)的靈魂n質(zhì)量的三層含義：設(shè)計質(zhì)量、制造質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量204060080設(shè)計加工采購銷售對成本的影響占成本的比重第2頁/共94頁7.1 7.1 概述概述尺寸精度宏觀幾何形狀精度：圓度、圓柱度、平面度等位置精度：同軸度、平行度、圓跳動等加工精度表面質(zhì)量物理機械性能表層冷作硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力制造質(zhì)量微觀幾何形狀誤差：表面粗糙度波度第3頁/共94頁波度（介于宏觀與微觀之間）： 1000HL5022微觀幾何形狀誤差：表面粗糙度Ra/m： 50HL33宏觀幾何形精度：1000HL117.1 7.1 概述概述幾何形狀誤差示意圖第4頁/共94頁

2、第5頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 機械加工精度概述機械加工精度概述加工精度與加工誤差加工精度與加工誤差加工精度：加工精度：指零件加工后的實際幾何參數(shù)指零件加工后的實際幾何參數(shù)( (尺寸、形狀尺寸、形狀和位置和位置) )與理想幾何參數(shù)的與理想幾何參數(shù)的符合程度符合程度。加工誤差：加工誤差：指零件加工后的實際幾何參數(shù)指零件加工后的實際幾何參數(shù)( (尺寸、形狀尺寸、形狀和位置和位置) )與理想幾何參數(shù)的與理想幾何參數(shù)的偏離程度偏離程度。關(guān)系：關(guān)系：同一問題兩種不同的說法：加工精度在數(shù)值上同一問題兩種不同的說法：加工精度在數(shù)值上通過加工誤差的大小來表示，通過加工誤差的大小來表示

3、，加工精度加工精度越越高高，誤差，誤差越小，反之加工精度越低，誤差就越大。越小，反之加工精度越低，誤差就越大。第6頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 機械加工精度概述機械加工精度概述尺寸精度、形狀精度和位置精度尺寸精度、形狀精度和位置精度尺寸精度：尺寸精度：加工后，零件的實際尺寸與零件尺寸公差加工后，零件的實際尺寸與零件尺寸公差帶中心的帶中心的符合符合程度。程度。 形狀精度：形狀精度：加工后，零件表面的實際幾何形狀與理想加工后，零件表面的實際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。的幾何形狀的相符合程度。 位置精度：位置精度：加工后，零件有關(guān)表面之間的實際位置與加工后，零件有關(guān)

4、表面之間的實際位置與理想位置的符合程度。理想位置的符合程度。 關(guān)系：關(guān)系： 三者之間是既有區(qū)別又有聯(lián)系的。通常，形狀三者之間是既有區(qū)別又有聯(lián)系的。通常，形狀公差應(yīng)限制在位置公差之內(nèi)，而位置誤差又要限制公差應(yīng)限制在位置公差之內(nèi)，而位置誤差又要限制在尺寸公差之內(nèi)。在尺寸公差之內(nèi)。第7頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 機械加工精度概述機械加工精度概述 獲得加工精度的方法獲得加工精度的方法試切法：適用于單件、小批生產(chǎn)調(diào)整法：適用于成批、大量生產(chǎn)定尺寸刀具法：常用于孔、螺紋和成形表面的加工自動控制法：尺寸精度位置精度劃線找正法獲得加工精度的方法軌跡法：刀具與工件相對運動軌跡直接找正法

5、形狀精度夾具定位法成形刀具法：成形刀具展成法：刀具與工件作展成運動第8頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 機械加工精度概述機械加工精度概述影響加工精度的因素影響加工精度的因素工藝系統(tǒng)：工藝系統(tǒng)：機床、夾具、刀具和工件等組成的系統(tǒng)機床、夾具、刀具和工件等組成的系統(tǒng)。 原始誤差：原始誤差：工藝系統(tǒng)中直接引起加工誤差的因素工藝系統(tǒng)中直接引起加工誤差的因素。 測量誤差內(nèi)應(yīng)力引起的變形加工后工藝系統(tǒng)受熱變形工藝系統(tǒng)受力變形刀具磨損加工中刀具制造誤差夾具誤差機床誤差調(diào)整誤差裝卡誤差原理誤差加工前工藝系統(tǒng)靜誤差工藝系統(tǒng)動誤差與初始狀態(tài)有關(guān)與工藝過程有關(guān)原始誤差原始誤差第9頁/共94頁7.2

6、 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差機械加工工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括機械加工工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括機床、機床、夾具、刀具夾具、刀具的誤差的誤差，是由制造誤差、安裝誤差是由制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損引起的以及使用中的磨損引起的誤差等組成誤差等組成。第10頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差 機床誤差機床誤差是由機床的制造誤差、安裝誤差和使用中是由機床的制造誤差、安裝誤差和使用中的磨損引起的的磨損引起的. . 對加工精度影響較大的有對加工精度影響較大的有: :機床誤差機床誤差 （1 1）主軸回轉(zhuǎn)誤差）主

7、軸回轉(zhuǎn)誤差 （2 2）導(dǎo)軌誤差）導(dǎo)軌誤差 （3 3）傳動鏈誤差）傳動鏈誤差第11頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差（1 1）機床主軸是決定工件）機床主軸是決定工件( (或刀具或刀具) )位置的重要部件；位置的重要部件； 主軸主軸回轉(zhuǎn)誤差直接影響被加工零件的形狀、位置精度和表面粗糙回轉(zhuǎn)誤差直接影響被加工零件的形狀、位置精度和表面粗糙度度. .（2 2）主軸回轉(zhuǎn)誤差：主軸回轉(zhuǎn)誤差：主軸的實際回轉(zhuǎn)軸線對其理想回轉(zhuǎn)軸主軸的實際回轉(zhuǎn)軸線對其理想回轉(zhuǎn)軸線線（各瞬時回轉(zhuǎn)軸線的平均位置各瞬時回轉(zhuǎn)軸線的平均位置）的變動量。的變動量。 即要求主軸即要求主軸回轉(zhuǎn)時能保持軸

8、線的位置穩(wěn)定不變回轉(zhuǎn)時能保持軸線的位置穩(wěn)定不變. . （3 3）主軸回轉(zhuǎn)誤差主要包括：）主軸回轉(zhuǎn)誤差主要包括： 端面圓跳動端面圓跳動、徑向圓跳動徑向圓跳動、角度擺動角度擺動 第12頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差端面圓跳動端面圓跳動：影響車端面時工件端面的垂直度、平面度和工影響車端面時工件端面的垂直度、平面度和工件的軸向尺寸；影響車螺紋時的螺距。件的軸向尺寸；影響車螺紋時的螺距。徑向圓跳動徑向圓跳動：影響工件圓柱面的圓度和圓柱度。影響工件圓柱面的圓度和圓柱度。角度擺動角度擺動 ：影響工件圓柱面的圓柱度和端面的形狀。影響工件圓柱面的圓柱度和端面的形狀

9、。主軸回轉(zhuǎn)誤差實際上是上述三種誤差形式的合成。主軸回轉(zhuǎn)誤差實際上是上述三種誤差形式的合成。第13頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差影響主軸回轉(zhuǎn)誤差的因素：影響主軸回轉(zhuǎn)誤差的因素：主軸支撐軸頸的誤差、軸承的誤差、主軸支撐軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承的間隙、箱體支撐孔的誤差軸承的間隙、箱體支撐孔的誤差、與軸承相配合零件的誤差及主與軸承相配合零件的誤差及主軸剛度和熱變形等。對于不同類型的機床軸剛度和熱變形等。對于不同類型的機床，其影響因素其影響因素也也是不相是不相同的。同的。 分析主軸采用滑動軸承時主軸分析主軸采用滑動軸承時主軸的徑向圓跳動：的徑向圓跳動：

10、分兩種情況：分兩種情況：工件回轉(zhuǎn)型（車床）工件回轉(zhuǎn)型（車床）刀具回轉(zhuǎn)型（鏜床）刀具回轉(zhuǎn)型（鏜床）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施：提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施：提高軸承精度提高軸承精度，提高主軸軸頸、箱提高主軸軸頸、箱體支撐孔及與軸承相配合零件有關(guān)表面的加工精度體支撐孔及與軸承相配合零件有關(guān)表面的加工精度和裝配精度，和裝配精度，對高速主軸部件進行動平衡，對高速主軸部件進行動平衡，對滾動軸承進行預(yù)緊對滾動軸承進行預(yù)緊等等。 第14頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差 機床導(dǎo)軌副是機床中確定各主要部件位置關(guān)系的機床導(dǎo)軌副是機床中確定各主要部件位置關(guān)系的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)，是實現(xiàn)直線運動的

11、主要部件是實現(xiàn)直線運動的主要部件。機床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個方面：機床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個方面： 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 1 1 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差 2 2 前后導(dǎo)軌前后導(dǎo)軌的平行度誤差（的平行度誤差（扭曲扭曲度）度） 3 3第15頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差 1此項誤差使刀尖在水平面內(nèi)產(chǎn)生移此項誤差使刀尖在水平面內(nèi)產(chǎn)生移y , 造成工件在半造成工件在半徑方向的誤差徑方向的誤差Ry (這時這時Ry=y), 使工件表面產(chǎn)生圓柱

12、度使工件表面產(chǎn)生圓柱度誤差誤差. 第16頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差 22020202202)(zZzRRRRRRzR Rzz2(2R0), 定義工件加工表面法線方向叫做誤差的敏定義工件加工表面法線方向叫做誤差的敏感方向感方向. 設(shè)設(shè)y= z=0.1mm, R=20mm, 那么那么Ry= y=0.1mm, Rz=0.00025mm, Ry400Rz. 第17頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差 前后導(dǎo)軌前后導(dǎo)軌的平行度誤差（的平行度誤差（扭曲扭曲度）度） 3 由于導(dǎo)軌

13、發(fā)生了扭曲由于導(dǎo)軌發(fā)生了扭曲, , 使使刀尖相對于工件在水平和垂直刀尖相對于工件在水平和垂直兩個方向上產(chǎn)生偏移兩個方向上產(chǎn)生偏移. . 設(shè)車床設(shè)車床中心高為中心高為H, H, 導(dǎo)軌寬度為導(dǎo)軌寬度為B, B, 則則導(dǎo)軌扭曲量導(dǎo)軌扭曲量引起工件半徑的引起工件半徑的變化量變化量RRy y為為: : BHRBHRyy: 通常通常, 車床車床H/B2/3；外圓磨床；外圓磨床H/B1, 可見此項誤差對可見此項誤差對加工精度影響很大加工精度影響很大, 會導(dǎo)致工件產(chǎn)生圓柱度誤差會導(dǎo)致工件產(chǎn)生圓柱度誤差. 第18頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌誤差 影響導(dǎo)軌誤差的其它因素：影響

14、導(dǎo)軌誤差的其它因素：導(dǎo)軌導(dǎo)向精度導(dǎo)軌導(dǎo)向精度, 除受除受導(dǎo)軌制導(dǎo)軌制造誤差造誤差的影響外的影響外, 還受還受機床安裝機床安裝是否正確是否正確, 地基地基是否堅固是否堅固, 導(dǎo)軌的導(dǎo)軌的潤滑潤滑狀況狀況, 磨損磨損的均勻性的均勻性, 導(dǎo)軌的導(dǎo)軌的熱變形熱變形以及運動以及運動部件的部件的重心移動重心移動和過大切削力引起的導(dǎo)軌和過大切削力引起的導(dǎo)軌彈性變形彈性變形等因等因素的影響素的影響. 提高機床導(dǎo)軌提高機床導(dǎo)軌精度的措施：精度的措施：提高機床導(dǎo)軌、溜板的制造提高機床導(dǎo)軌、溜板的制造精度及安裝精度精度及安裝精度，采用耐磨合金鑄鐵、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑采用耐磨合金鑄鐵、鑲鋼導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)

15、軌、導(dǎo)軌表面導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、導(dǎo)軌表面淬淬火等措施提高火等措施提高導(dǎo)軌的耐磨性導(dǎo)軌的耐磨性，正確安裝機床和定期檢修正確安裝機床和定期檢修 等。等。第19頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 機床傳動鏈誤差機床傳動鏈誤差 傳運鏈的傳動誤差傳運鏈的傳動誤差: : 指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首、末兩端傳指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首、末兩端傳動元件之間相對運動的誤差動元件之間相對運動的誤差. . 傳動鏈傳動誤差傳動鏈傳動誤差, , 一般不影響圓柱面和平面的加工精度，一般不影響圓柱面和平面的加工精度， 但在加工工件運動和刀具運動有嚴(yán)格內(nèi)聯(lián)系的表面但在加工工件運動和刀具運動有嚴(yán)格內(nèi)聯(lián)系的表面, ,

16、 如車如車削、磨削螺紋和滾齒、插齒、磨齒時削、磨削螺紋和滾齒、插齒、磨齒時, , 則是影響加工精度則是影響加工精度的重要因素的重要因素. . 第20頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 機床傳動鏈誤差機床傳動鏈誤差減小傳動鏈誤差的措施：減小傳動鏈誤差的措施： 減減少傳動環(huán)節(jié)少傳動環(huán)節(jié)，縮短傳動鏈縮短傳動鏈，以減少誤差來源以減少誤差來源。 提高提高傳動元件傳動元件，特別是特別是末末端傳動元件端傳動元件的的制造精度制造精度和裝配精度。和裝配精度。 傳動鏈中按降速比遞增的原則分配各傳動副的傳傳動鏈中按降速比遞增的原則分配各傳動副的傳動比動比。 采采用誤差校正機構(gòu)用誤差校正機構(gòu)。第21

17、頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差夾具夾具誤差誤差：主要是指夾具的定位元件、導(dǎo)向元件及夾具體等主要是指夾具的定位元件、導(dǎo)向元件及夾具體等零件零件的加工與裝配誤差的加工與裝配誤差。 它將它將直接影響到直接影響到工件加工表面的位置精度或尺寸精度工件加工表面的位置精度或尺寸精度，對被對被加工工件的位置加工工件的位置精度精度影響最大。影響最大。 在在設(shè)計夾具設(shè)計夾具時時，凡影響工件精度的凡影響工件精度的有關(guān)技術(shù)要求必須給出有關(guān)技術(shù)要求必須給出嚴(yán)嚴(yán)格格的公差。的公差。粗加工粗加工用用夾具夾具一般一般取工件取工件相應(yīng)尺寸相應(yīng)尺寸公差的公差的1/51/

18、51/101/10。精加工精加工用夾具一般取工件相應(yīng)尺寸公差的用夾具一般取工件相應(yīng)尺寸公差的1/21/21/31/3。 夾具磨損夾具磨損將使夾具的誤差增大，從而使工件的加工誤差也相將使夾具的誤差增大，從而使工件的加工誤差也相應(yīng)增大。為了保證工件的加工精度，除了嚴(yán)格保證夾具的制造精應(yīng)增大。為了保證工件的加工精度，除了嚴(yán)格保證夾具的制造精度外，還必須注意提高夾具易磨損件的耐磨性，當(dāng)磨損到一定限度外，還必須注意提高夾具易磨損件的耐磨性，當(dāng)磨損到一定限度以后，必須及時予以更換。度以后，必須及時予以更換。夾具誤差與裝夾誤差夾具誤差與裝夾誤差第22頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝

19、系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差刀具誤差：刀具誤差：是由于刀具制造誤差和刀具磨損所引起的。是由于刀具制造誤差和刀具磨損所引起的。機械加工中常用的刀具有機械加工中常用的刀具有：一般刀具、定尺寸刀具和成形刀具。一般刀具、定尺寸刀具和成形刀具。一般刀具的制造誤差一般刀具的制造誤差，對加工精度沒有直接影響對加工精度沒有直接影響；定尺寸刀具的定尺寸刀具的尺寸誤差直接影響尺寸誤差直接影響被被加工工件的尺寸精度加工工件的尺寸精度；成形刀具和展成刀具成形刀具和展成刀具的制造誤差的制造誤差，直接影響被加工工件表面的形狀精度。直接影響被加工工件表面的形狀精度。刀具的磨損，刀具的磨損，除了對切削性能、加工表面質(zhì)量有

20、不良影響外除了對切削性能、加工表面質(zhì)量有不良影響外，也也直接影響加工精度。直接影響加工精度。刀具誤差刀具誤差第23頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 定位誤差定位誤差定位誤差：定位誤差： 是指一批工件采用調(diào)整法加工時因定位不準(zhǔn)確而引起是指一批工件采用調(diào)整法加工時因定位不準(zhǔn)確而引起的尺寸或位置的最大變化量，定位誤差主要有兩種：的尺寸或位置的最大變化量，定位誤差主要有兩種： 基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差 定位副制造不準(zhǔn)確誤差定位副制造不準(zhǔn)確誤差第24頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)剛度：工藝系統(tǒng)剛度

21、：加工表面法向切削力加工表面法向切削力與工藝系統(tǒng)的法向變與工藝系統(tǒng)的法向變形形 的比值的比值 pFk工藝系統(tǒng)的總變形量工藝系統(tǒng)的總變形量：工件夾具刀具機床系工藝系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)的剛度計算：剛度計算：工工件件夾夾具具刀刀具具機機床床系系kkkkk11111第25頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)剛度的計算工藝系統(tǒng)剛度的計算 工件、刀具的剛度可按材料力學(xué)進行計算；夾工件、刀具的剛度可按材料力學(xué)進行計算；夾具一般總是固定在機床上使用，可視為機床的一部具一般總是固定在機床上使用，可視為機床的一部分；分； 機床有許多零部件組成

22、，其剛度迄今尚無合適機床有許多零部件組成，其剛度迄今尚無合適的計算方法，目前主要通過實驗方法來測量機床部的計算方法，目前主要通過實驗方法來測量機床部件剛度。件剛度。靜測定法靜測定法是一種最簡單的測定方法。是一種最簡單的測定方法。第26頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差機床部件靜剛度的測定機床部件靜剛度的測定主主2yFpk主軸箱剛度：尾座剛度：尾尾2yFpk刀架剛度：刀架刀架2yFpk第27頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響：

23、工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響：（1）由于工藝系統(tǒng)剛度變化引起的）由于工藝系統(tǒng)剛度變化引起的誤差誤差 刀架尾主刀架系klxkxlkFyx11l122考慮工件剛度情況：考慮工件剛度情況：2222111()()( )3pxlxxlxxFklklkEIL第28頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響：工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響：（2）由于切削力變化引起的誤差）由于切削力變化引起的誤差原始誤差 毛工件的圓度誤差工 毛越大，工也越大。這種現(xiàn)象稱為加工過程中的毛坯誤差復(fù)映現(xiàn)象。 毛與工之比值，稱為誤差復(fù)映系數(shù)，它

24、是誤差復(fù)映的度量。 第29頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施：減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施：r 提高工藝系統(tǒng)剛度 提高接觸剛度 提高零件的剛度 提高機床部件的剛度 合理的裝夾方式和加工方法r 減小切削力及其變化改善毛坯制造工藝、合理選擇刀具的幾何參數(shù)、增大前角和主偏角、合理選擇刀具材料、對工件材料進行適當(dāng)?shù)臒崽幚硪愿纳撇牧系募庸ば阅艿?0頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和

25、大件加工中，熱變形所引起的加工誤差有時可占總誤差的40%70% 工藝系統(tǒng)的熱源 內(nèi)部熱源切削熱磨擦熱和能量損耗 派生熱源 外部熱源 環(huán)境溫度 輻射熱第31頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差切削熱是切削加工中最主要的熱源，它對工件加工精度的影響最為直接 切削熱第32頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工件熱變形對加工精度的影響 工件熱變形的熱源主要是切削熱，對于精密件，環(huán)境溫度也有很大的影響。傳入工件的熱量越多、工件的質(zhì)量越小測熱變形越大。LL如果工件受熱

26、不均勻，則工件的熱變形計算公式為：8HLf2如果工件均勻受熱，則工件的熱變形計算公式為：第33頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差刀具熱變形對加工精度的影響：r 主要熱源是切削熱。刀頭體積小,熱容量小，溫度高, 局部溫度可達1000攝氏度以上.r 粗加工時, 刀具熱變形量可達0.030.05mm, 對加工精度影響一般可以不考慮. r 間斷切削時, 刀具有短暫的冷卻時間, 熱變形量還要小一些. r 但在車削長軸時, 刀具的熱伸長, 會使工件產(chǎn)生錐度誤差.第34頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受熱變

27、形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差減小工藝系統(tǒng)熱變形減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑的途徑r 減少發(fā)熱和隔熱減少發(fā)熱和隔熱r 改善散熱條件改善散熱條件r 均衡溫度場均衡溫度場r 改進機床結(jié)構(gòu)改進機床結(jié)構(gòu)r 控制環(huán)境溫度控制環(huán)境溫度第35頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差隔熱罩均衡前后壁溫度第36頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差 內(nèi)應(yīng)力（或殘余應(yīng)力）概念 是在外部載荷去除以后，仍殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。它是因為工件在冷、熱加工中，金屬內(nèi)部相鄰的宏觀或微觀組織發(fā)生

28、了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。 內(nèi)應(yīng)力的變化會使零件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，原有的加工精度受到破壞。用這些零件裝配成機器，在機器使用中也會逐漸產(chǎn)生變形，從而影響整臺機器的質(zhì)量。因此，必須采取措施消除內(nèi)應(yīng)力對零件加工精度的影響 第37頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力鑄件因殘余應(yīng)力引起的變形 第38頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力第39頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 工件在進行切削加工時，在切削力和摩擦

29、力的作用下，使表層金屬產(chǎn)生塑性變形引起體積改變，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這種殘余應(yīng)力的分布情況由加工時的工藝因素決定。內(nèi)部有殘余應(yīng)力的工件在切去表面的一層金屬后，殘余應(yīng)力要重新分布，從而引起工件的變形。為此，在擬定工藝規(guī)程時，要將加工劃分為粗、精等不同階段進行，以便把粗加工后殘余應(yīng)力重新分布所產(chǎn)生的變形在精加工階段去除。 在大多數(shù)情況下，切削熱的作用大于切削力的作用。特別是高速切削、強力切削、磨削時，切削熱的作用占主要地位。在磨削加工中，表層拉力嚴(yán)重時會產(chǎn)生裂紋。第40頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施r 合理設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)r 合理安排

30、時效處理r 合理安排工藝過程. r 盡量不采用冷校直工藝, 對精密零件應(yīng)嚴(yán)禁使用冷校直第41頁/共94頁7.2 7.2 機械加工精度機械加工精度 保證和提高機械加工精度的主要途徑保證和提高機械加工精度的主要途徑r 直接減少或消除誤差法 r 誤差轉(zhuǎn)移法 r 誤差分組法 r 就地加工法 r 誤差平均法 r 誤差補償法 第42頁/共94頁第43頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 在實際生產(chǎn)中，影響加工精度的因素錯綜復(fù)雜，加工誤差往往是多種因素綜合影響的結(jié)果，而且其中的不少因素對加工影響是帶有隨機性的。因此，在很多情況下單靠單因素分析方法來分析加工誤差是不夠的。 運用數(shù)理

31、統(tǒng)計的方法對加工誤差數(shù)據(jù)進行處理和分析，從中發(fā)現(xiàn)誤差形成規(guī)律，找出影響加工誤差的主要因素，這就是加工誤差的統(tǒng)計分析法。第44頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 加工誤差的性質(zhì)加工誤差的性質(zhì)項目系統(tǒng)性誤差隨機性誤差常值性系統(tǒng)性誤差變值性系統(tǒng)性誤差定義連續(xù)加工一批零件時，誤差的大小和方向保持不變或基本不變連續(xù)加工一批零件時，誤差的大小和方向按一定的規(guī)律變化連續(xù)加工一批零件時，誤差的大小和方向是隨機變化的特點與加工順序無關(guān)； 預(yù)先可以估計； 較易完全消除； 不會引起工件尺寸波動；不會影響尺寸分布曲線的形狀與加工順序有關(guān)； 預(yù)先可以估計； 較難完全消除； 會造成工件尺寸的

32、增大或縮小；影響尺寸分布曲線的形狀預(yù)先不能估計； 不能完全消除，只能減??； 工件尺寸忽大忽小，造成一批工件的尺寸分散；第45頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 加工誤差的分布規(guī)律加工誤差的分布規(guī)律正態(tài)分布平頂分布雙峰分布偏態(tài)分布第46頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 正態(tài)分布正態(tài)分布機械加工中，工件的尺寸誤差是由很多相互獨立的隨機誤差綜合作用的結(jié)果，如果其中沒有一個隨機誤差是起決定作用的，則加工后工件的尺寸將呈正態(tài)分布 nxxi2)（均方根偏差)(21)x(2)(22xeyxxniixnx11算術(shù)平均值x第47頁/共94頁7.3 7

33、.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 正態(tài)分布正態(tài)分布、x對正態(tài)分布曲線的影響 第48頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布:當(dāng) =0，=1時的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，其概率密度為：在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常需要把非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布進行轉(zhuǎn)化，以便于查表計算。 令 ，可得x2x2e21)x(y/ )xx(z)z(y1)x(y第49頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的積分，可通過查表求得。工件尺寸在某區(qū)間（范圍）內(nèi)的頻率: 生產(chǎn)上感興趣的往往是工件為某一尺寸的概率是多

34、大，而是加工工件尺寸落在某一區(qū)間（x1xx2）的概率是多大。dzezz0)22() x( F21(z)(z)第50頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 6原則: 曲線與軸之間所包含的面積為1，即包括了全部工件數(shù)。其中x=3范圍內(nèi)的面積約占99.73%，即工件尺寸約有99.73%在x= 3之內(nèi)，只有0.27%在x= 3之外。故正態(tài)分布曲線的分散范圍一般取3（或6）。 6的大小代表了某種加工方法在一定條件下能達到的加工精度。因此一般情況下，應(yīng)使公差帶的寬度6。但考慮到變值系統(tǒng)誤差（如刀具磨損）以及其他因素的影響，必須使6。第51頁/共94頁7.

35、3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1 10.080.07109.99x 0.03在車床上車削一批軸。圖紙要求為已知軸徑尺寸誤差按正態(tài)分布，mm，問這批加工工件的合格品率是多少？不合格品率是多少？廢品率是多少？mm，第52頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 分布圖分析分布圖分析步驟步驟: : (1)(1)取樣本測量計算分布范圍取樣本測量計算分布范圍(2)(2)分組定組距計算組中值分組定組距計算組中值(3)(3)計算頻率分布表計算頻率分布表(4)(4)畫直方圖畫直方圖(5)(5)分析結(jié)果分析結(jié)果第53頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差

36、的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2 2 現(xiàn)測現(xiàn)測100100件汽車活塞孔件汽車活塞孔, , 圖紙要求圖紙要求 實測范圍實測范圍27.99227.99228.00428.004 (1) (1)計算得分布范圍計算得分布范圍: : R Rxmax-xmin =xmax-xmin =28.004-27.992=0.01228.004-27.992=0.012； (2)(2)分組分組, , 分分6 6組組, , 組距組距 h h0.012/6=0.0020.012/6=0.002；計算組中值；計算組中值； (3)(3)頻率分布表頻率分布表0015028。第54頁/共94頁7.3 7.3 加

37、工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2 2組序 組間距 組中值 頻數(shù) 頻率 1 0.002 27.993 3 3% 2 0.002 27.995 17 17% 3 0.002 27.997 34 34% 4 0.002 27.999 25 25% 5 0.002 28.001 20 20% 6 0.002 28.003 1 1%第55頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2 2尺寸尺寸頻率頻率27.98528分析分析: (1): (1)陰影部分為廢品；陰影部分為廢品； (2)(2)存在常值系統(tǒng)誤差；存在常值系統(tǒng)誤差；第56頁/共94頁

38、7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 工序能力系數(shù)工序能力系數(shù)工序能力滿足加工要求的程度，稱為工序能力系數(shù)。當(dāng)工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時，工序能力系數(shù)Cp按下式計算： CpT6 T公差范圍； 均方根偏差。根據(jù)Cp值的大小，可將工序能力分為五個等級 工序能力系數(shù)工序能力等級說 明Cp1.67特級工藝能力過高，可以允許有異常波動1.67Cp1.33一級工藝能力足夠，可以有一定的異常波動1.33Cp1.00二級工藝能力勉強，必須密切注意1.00Cp0.67三級工藝能力不足，可能出少量不合格品0.67Cp四級工藝能力差，必須加以改進第57頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的

39、統(tǒng)計分析 分布圖分析的特點分布圖分析的特點r采用的是大樣本，因而能比較接近實際地反映工藝過程總體的尺寸分布情況；r能把工藝過程中存在的常值系統(tǒng)性誤差從誤差中區(qū)分開來，但不能把變值系統(tǒng)性誤差從誤差中區(qū)分開來；r只有等到一批工件加工完畢后才能繪制分布圖，因此不能在工藝過程進行中及時提供控制工藝過程精度的信息；r計算較復(fù)雜；r只適用于工藝過程穩(wěn)定的場合。第58頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 點圖分析法點圖分析法 應(yīng)用分布圖分析工藝過程的前提是工藝過程必須是穩(wěn)定的，如果工藝過程不穩(wěn)定，繼續(xù)用分布圖分析討論工藝過程就失去意義。 由于點圖分析法能夠反映質(zhì)量指標(biāo)隨時間變化的

40、情況，因此，它是進行統(tǒng)計質(zhì)量控制的有效方法。這種方法既能用于穩(wěn)定的工藝過程，也可用于不穩(wěn)定的工藝過程。第59頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 點圖分析法點圖分析法 點圖分析法所采用的樣本是順序小樣本，即每隔一定時間抽取樣本容量n510的一個小樣本，計算出各小樣本的算數(shù)平均值 和極差Rx以樣組序號為橫坐標(biāo), 以 、R 為縱坐標(biāo), 分別作出 、R點圖xx畫出均值線公差帶的上下限上下控制線第60頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 點圖分析法點圖分析法正 常 波 動異 常 波 動1. 沒有點子超出控制線2. 大部分點子在中線上下波動，小部分

41、在控制線附近3. 點子沒有明顯的規(guī)律性1. 有點子超出控制線2. 點子密集在中線上下附近3. 點子密集在控制線附近4. 連續(xù)7點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)5. 連續(xù)11點中有10點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)6. 連續(xù)14點中有12點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)7. 連續(xù)17點中有14點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)8. 連續(xù)20點中有16點以上出現(xiàn)在中線一側(cè)9. 點子有上升或下降傾向10. 點子有周期性波動第61頁/共94頁7.3 7.3 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析 點圖分析法點圖分析法 點圖法能明顯表示出系統(tǒng)誤差和隨機誤差的大小和變化規(guī)律；從而指明改進加工過程的方向； 及時防止廢品的發(fā)生；能夠判斷加工過程的穩(wěn)定性. 特

42、點：r 以加工順序為采樣方法；r 能及時發(fā)現(xiàn)加工過程中存在的問題；r 計算簡單。r 適用于穩(wěn)定的工藝過程，也適用于不穩(wěn)定的工藝過程。 第62頁/共94頁第63頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 機器零件的破壞，一般都是從表面層開始的，這說明零件的表面質(zhì)量至關(guān)重要，它對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。 研究表面質(zhì)量的目的，就是要掌握機械加工中各種工藝因素對表面質(zhì)量影響的規(guī)律，以便應(yīng)用這些規(guī)律控制加工過程，最終達到提高表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能的目的。第64頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響表面粗糙度

43、對耐磨性的影響 一般情況下，表面粗糙度值越小，表面耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，接觸表面分子親和力大，且潤滑液不易儲存，磨損反而加劇。 表面粗糙度的最佳值與零件的工況有關(guān)，工作載荷加大時，初期磨損量增大，表面粗糙度的最佳值也增大。第65頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響表面紋理對耐磨性的影響 表面紋理的形狀及刀紋方向?qū)δ湍バ砸灿幸欢ㄓ绊?。原因在于紋理形狀及刀紋方向影響有效接觸面積和潤滑液的存留。圓弧狀、凹狀表面紋理的耐磨性好。尖峰狀接觸面壓強大，耐磨性差。 運動方向與刀紋方向相同時，耐磨性好，垂直時，耐磨性

44、最差。第66頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響表面冷作硬化對耐磨性的影響 冷作硬化使金屬表層變硬, 分子間的親和力減小, 可以降低磨損；但是硬度過高, 表面易脫落, 脫落的小硬質(zhì)點充當(dāng)磨料, 反而加劇磨損。第67頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對零件配合性質(zhì)的影響表面質(zhì)量對零件配合性質(zhì)的影響 表面粗糙度值的大小將影響配合表面的配合質(zhì)量。對于間隙配合，粗極度值大會使磨損加大，間隙增大，破壞了要求的配合性質(zhì)。對于過盈配合，裝配過程中一部分表面凸峰被擠平，易使工件發(fā)生變形, 影響

45、配合質(zhì)量.實際過盈量減小，降低了配合件間的連接強度。 表面物理力學(xué)性能的變化易使工件發(fā)生變形, 影響配合質(zhì)量.第68頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對零件疲勞性能的影響表面質(zhì)量對零件疲勞性能的影響表面粗糙度對疲勞強度的影響 表面的凹谷部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，出現(xiàn)疲勞裂紋，加速疲勞破壞。工件表面粗糙度越小、缺陷越少, 抗疲勞性越好； 表面粗糙度對耐疲勞性的影響與材料對應(yīng)力集中的敏感程度和強度極限有關(guān)，鋼材的強度極限越高，對應(yīng)力集中越敏感，鑄鐵和有色金屬對應(yīng)力集中的敏感性較弱。 表面紋理為圓弧的優(yōu)于尖峰、凹坑狀的；受力方向與紋理方向垂直的耐疲勞性降低；第69頁/

46、共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對零件疲勞性能的影響表面質(zhì)量對零件疲勞性能的影響物理力學(xué)性能疲勞強度的影響 殘余拉應(yīng)力將使疲勞裂紋擴大，殘余壓應(yīng)力能阻止裂紋擴展，延緩疲勞破壞； 冷作硬化一般伴有殘余壓應(yīng)力的產(chǎn)生，可以防止裂紋產(chǎn)生并阻止已有裂紋的擴展，有利于提高零件抗疲勞強度； 表面滲碳、淬火等使金屬表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，對疲勞強度有利； 鍍鉻、鎳等使金屬表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，對疲勞強度不利。第70頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 表面質(zhì)量對零件抗腐蝕性能的影響表面質(zhì)量對零件抗腐蝕性能的影響 零件表面粗糙度值越大，潮濕空氣和腐蝕介質(zhì)越容易堆積在零

47、件表面四處而發(fā)生化學(xué)腐蝕，或在凸峰間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起電化學(xué)腐蝕，故抗腐蝕性能越差。 表面冷硬和金相組織變化都會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。零件在應(yīng)力狀態(tài)下工作時，會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，若有裂紋，則更增加了應(yīng)力腐蝕的敏感性。因此表面內(nèi)應(yīng)力會降低零件的抗腐蝕性能。 表面層的殘余壓應(yīng)力能防止腐蝕開裂，殘余拉應(yīng)力降低耐腐蝕性第71頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面粗糙度的因素影響表面粗糙度的因素刀具幾何形狀工件材料的性質(zhì)影響表面粗糙度的因素切削用量其他因素第72頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面粗糙度的因素影響表面粗糙度的因素刀具角度對表面粗糙度的

48、影響rrcotcotfH22(1cos )2sin28fHrrr第73頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面粗糙度的因素影響表面粗糙度的因素工件材料對表面粗糙度的影響 切削加工后表面粗糙度的實際輪廓之所以與純幾何因素所形成的理論輪廓有較大的差異，主要是由于切削過程塑性變形的影響。 加工塑性材料時，由刀具對金屑的擠壓產(chǎn)生塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面租糙度值加大。 工件材料韌性愈好金屑的塑性變形愈大，加工表而就愈租糙。 中碳鋼和低碳鋼材料的工件，在加工或精加工前常安排作調(diào)質(zhì)或正火處理，就是為了改善切削性能，減小表面租糙度。第74頁/共94頁

49、7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面粗糙度的因素影響表面粗糙度的因素切削用量對表面粗糙度的影響切削速度：在2050m/min時，表面粗糙度最大。因為此時容易出現(xiàn)積屑瘤和鱗刺實際加工中，選擇低速寬刀精切或高速精切，可使表面粗糙度明顯減小。進給量：較小進給量f，可降低表面粗糙度背吃刀量：過小的背吃刀量將使刀具被加上表面上擠壓和打滑。形成附加的塑性變形，會增大表面粗糙度值。第75頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面粗糙度的因素影響表面粗糙度的因素磨削加工中影響表面粗糙度的因素磨削用量砂輪影響表面粗糙度的因素工件材料切削液和其他第76頁/共94頁

50、7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面層物理機械性能的因素影響表面層物理機械性能的因素影響加工表面冷作硬化的因素冷作硬化的概念： 切削過程中產(chǎn)生的塑性變形，會使表層金屬的晶格發(fā)生扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長，甚至破碎，這些都會使表層金屬的硬度和強度提高，這種現(xiàn)象稱作冷作硬化，亦稱強化。 第77頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面層物理機械性能的因素影響表面層物理機械性能的因素影響加工表面冷作硬化的因素切削用量的影響：第78頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面層物理機械性能的因素影響表面層物理機

51、械性能的因素影響加工表面冷作硬化的因素刀具的影響 切削刀鈍圓半徑增大，對表層金屬的擠壓作用增強，塑性變形加劇，導(dǎo)致冷硬增強。 刀具后刀面磨損增大，后刀面與被加工表面的摩擦加劇，塑性變形增大，導(dǎo)致冷硬增強。工件材料的影響 被加工材料硬度愈低、塑性愈大，切削后的冷硬現(xiàn)象愈嚴(yán)重。有色金屬的再結(jié)晶溫度低，容易弱化，因此，切削有色合金工件時的冷硬傾向程度要比切削鋼件時小。第79頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面層金相組織的因素影響表面層金相組織的因素 表面層的金相組織變化： 加工表面溫度超過相變溫度時，表層金屬的金相組織將會發(fā)生相變。 切削加工時，切削熱大部分被切屑帶

52、走，因此影響較小，多數(shù)情況下，表層金屬的金相組織沒有質(zhì)的變化。 磨削加工時，切除單位體積材料所需消耗的能量遠大于切削加工，磨削加工所消耗的能量絕大部分要轉(zhuǎn)化為熱，磨削熱傳給工件，使加工表面層金屬金相組織發(fā)生變化。第80頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面層金相組織的因素影響表面層金相組織的因素磨削燒傷： 當(dāng)被磨工件表面層溫度達到相變溫度以上時，表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬強度、硬度降低，并仆隨有殘余應(yīng)力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微觀裂紋，稱為磨削燒傷。回火燒傷： 磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變溫度，則工件表面原來的馬氏作組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成硬度降

53、低的回火組織索氏體或托氏體。 淬火燒傷： 如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，在切削液急冷作用下，使表層金屬發(fā)生二次淬火，硬度高于原來的回火馬氏體，里層金屬則由于冷卻速度慢，出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織退火燒傷： 若工件表層溫度超過相變溫度，而磨削區(qū)又沒有冷卻液進入，表層金屬產(chǎn)生退火組織，硬度急劇下降第81頁/共94頁7.4 7.4 機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量 影響表面層金相組織的因素影響表面層金相組織的因素控制磨削燒傷有兩個途徑：控制磨削燒傷有兩個途徑： 盡可能減少磨削熱的產(chǎn)生；盡可能減少磨削熱的產(chǎn)生； 改善冷卻條件，盡量減少傳人工件的熱量。改善冷卻條件，盡量減少傳人工件的熱量。具體