第4章汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量

1、第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 掌握零件機(jī)械加工精度包括的內(nèi)容掌握零件機(jī)械加工精度包括的內(nèi)容 了解零件機(jī)械加工誤差的主要影響因素及應(yīng)對了解零件機(jī)械加工誤差的主要影響因素及應(yīng)對 措施措施 了解零件機(jī)械加工表面質(zhì)量的形成及其影響因了解零件機(jī)械加工表面質(zhì)量的形成及其影響因 素和應(yīng)對措施素和應(yīng)對措施 了解表面質(zhì)量對機(jī)器零件使用性能的影響及應(yīng)了解表面質(zhì)量對機(jī)器零件使用性能的影響及應(yīng) 對措施對措施【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基

2、礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)機(jī)械加工質(zhì)量及其內(nèi)容機(jī)械加工質(zhì)量及其內(nèi)容 影響汽車產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素包括：影響汽車產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素包括：零零件的材料、零件的加工制造、產(chǎn)品的裝配與件的材料、零件的加工制造、產(chǎn)品的裝配與調(diào)試調(diào)試等。等。 其中，汽車零件加工質(zhì)量是影響汽車產(chǎn)其中，汽車零件加工質(zhì)量是影響汽車產(chǎn)品工作性能、使用壽命和可靠性等的重要質(zhì)品工作性能、使用壽命和可靠性等的重要質(zhì)量指標(biāo)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。量指標(biāo)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)尺寸精度尺寸精度 形狀精度形狀精度 位置精度位置精度（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)

3、，（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)， 位置公差限制在尺寸公差內(nèi)）位置公差限制在尺寸公差內(nèi)）表面粗糙度表面粗糙度 波度波度 紋理方向紋理方向 傷痕傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）（劃痕、裂紋、砂眼等）加工精度加工精度表面質(zhì)量表面質(zhì)量表面幾何形狀精度表面幾何形狀精度 表層加工硬化表層加工硬化 表層金相組織變化表層金相組織變化 表層殘余應(yīng)力表層殘余應(yīng)力 機(jī)械機(jī)械加工加工質(zhì)量質(zhì)量內(nèi)容：內(nèi)容：加工精度、表面質(zhì)量。加工精度、表面質(zhì)量。表面缺陷層表面缺陷層第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.1 4.1 機(jī)械加工精度及其內(nèi)容機(jī)械加工精度及其內(nèi)容4.1.1 4.

4、1.1 機(jī)械加工精度（簡稱加工精度）概念機(jī)械加工精度（簡稱加工精度）概念 一、加工精度一、加工精度 加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺（尺寸、形狀、表面間的相對位置）寸、形狀、表面間的相對位置）與理想幾何參數(shù)相與理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合的程度。越接近，精度越高，反之越低。越接近，精度越高，反之越低。 二、加工誤差二、加工誤差 加工誤差是指加工過程中由于各種因素的影加工誤差是指加工過程中由于各種因素的影響，加工后的零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想的幾何參數(shù)響，加工后的零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想的幾何參數(shù)之間的差異。之間的差異。 加工誤差的大小反映了加工精度的高低

5、。誤差加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，反之精度越高，但相對加工成越大加工精度越低，反之精度越高，但相對加工成本也高，生產(chǎn)效率相對較低。本也高，生產(chǎn)效率相對較低。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 一、尺寸精度一、尺寸精度 指加工后零件表面本身（如直徑、長度）或表指加工后零件表面本身（如直徑、長度）或表面之間相對位置（如表面間的距離）的實(shí)際尺寸與面之間相對位置（如表面間的距離）的實(shí)際尺寸與理想零件尺寸之間的符合程度。理想零件尺寸之間的符合程度。即尺寸公差。即尺寸公差。 二、形狀精度二、形狀精度 指加工后零件表面本身

6、的實(shí)際形狀與理想零件指加工后零件表面本身的實(shí)際形狀與理想零件表面形狀相符合的程度。表面形狀相符合的程度。即即形狀公差：形狀公差： 三、位置精度三、位置精度 指零件加工后各表面間實(shí)際位置與理想零件各指零件加工后各表面間實(shí)際位置與理想零件各表面間位置的符合程度。表面間位置的符合程度。即即位置公差：位置公差：4.1.2 4.1.2 機(jī)械加工精度具體內(nèi)容機(jī)械加工精度具體內(nèi)容第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因素4.2.1 4.2.1 機(jī)床誤差機(jī)床誤差 一、主軸誤差一、主軸誤差 1 1

7、主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差 實(shí)際加工過程中，主軸實(shí)際加工過程中，主軸回轉(zhuǎn)軸心線的位置隨時都在回轉(zhuǎn)軸心線的位置隨時都在變動，即存在運(yùn)動誤差。變動，即存在運(yùn)動誤差。 其運(yùn)動誤差表現(xiàn)為三種其運(yùn)動誤差表現(xiàn)為三種形式：形式：徑向跳動徑向跳動、軸向竄動、軸向竄動、差、角度擺動誤差，差、角度擺動誤差，如右圖如右圖所示。所示。主軸回轉(zhuǎn)誤差的三種基本形式主軸回轉(zhuǎn)誤差的三種基本形式a)a)徑向跳動誤差徑向跳動誤差b)b)軸向竄動誤差軸向竄動誤差c)c)角度擺動誤差角度擺動誤差第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 2.2.主軸旋轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌的平行度誤差主軸

8、旋轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌的平行度誤差 如果車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌在水平面內(nèi)不平如果車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌在水平面內(nèi)不平行時，工件表面將被加工成圓錐體。如果車床主軸行時，工件表面將被加工成圓錐體。如果車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)不平行時，工件將被加旋轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)不平行時，工件將被加工成雙曲線回轉(zhuǎn)體。工成雙曲線回轉(zhuǎn)體。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因素二、導(dǎo)軌誤差二、導(dǎo)軌誤差1 1導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為誤差敏感方向，使工件加工后產(chǎn)生圓柱度誤

9、差為誤差敏感方向，使工件加工后產(chǎn)生圓柱度誤差（鞍形或鼓形）。（鞍形或鼓形）。 機(jī)床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差機(jī)床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響對加工精度的影響 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 2 2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 在縱向車削中，為非敏感方向，其誤差可忽在縱向車削中，為非敏感方向，其誤差可忽略；但在刨、銑削加工中，如導(dǎo)軌出現(xiàn)中凹，則易略；但在刨、銑削加工中，如導(dǎo)軌出現(xiàn)中凹，則易使工件產(chǎn)生凹形。使工件產(chǎn)生凹形。機(jī)床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直度誤差對加工精度的影響機(jī)床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直度誤差對加工精

10、度的影響第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 3 3兩導(dǎo)軌間的平形度誤差兩導(dǎo)軌間的平形度誤差 導(dǎo)軌會發(fā)生扭曲。刀尖相對于工件在水平和垂導(dǎo)軌會發(fā)生扭曲。刀尖相對于工件在水平和垂直兩個方向上發(fā)生直兩個方向上發(fā)生偏移，會使加工出偏移，會使加工出的工件產(chǎn)生圓柱度的工件產(chǎn)生圓柱度誤差（呈鞍形、鼓誤差（呈鞍形、鼓形或錐度等）。形或錐度等）。 機(jī)床導(dǎo)軌扭曲對工件形狀的影響機(jī)床導(dǎo)軌扭曲對工件形狀的影響 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因

11、素 三、傳動鏈誤差三、傳動鏈誤差 指傳動鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃釉g相對運(yùn)動的誤差。指傳動鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃釉g相對運(yùn)動的誤差。 例如例如，車螺紋時，要求主軸與傳動絲杠的轉(zhuǎn)速，車螺紋時，要求主軸與傳動絲杠的轉(zhuǎn)速比恒定，即工件轉(zhuǎn)一周，刀具應(yīng)移動一個導(dǎo)程，這比恒定，即工件轉(zhuǎn)一周，刀具應(yīng)移動一個導(dǎo)程，這種運(yùn)動關(guān)系是由刀具與工件間的傳動鏈來保證的。種運(yùn)動關(guān)系是由刀具與工件間的傳動鏈來保證的。由于傳動鏈中各傳動元件都有由于傳動鏈中各傳動元件都有制造誤差制造誤差、裝配誤差裝配誤差和和磨損磨損，會破壞正確的運(yùn)動關(guān)系，使工件產(chǎn)生螺距，會破壞正確的運(yùn)動關(guān)系，使工件產(chǎn)生螺距誤差。誤差。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽

12、車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因素4.2.2 4.2.2 刀具誤差刀具誤差 一、刀具制造誤差對加工精度的影響一、刀具制造誤差對加工精度的影響 刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同而而不同。如不同。如定尺寸刀具定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、孔拉）；（如鉆頭、鉸刀、孔拉）；成形刀具成形刀具（成形車、銑刀、砂輪；齒輪模數(shù)銑刀）；（成形車、銑刀、砂輪；齒輪模數(shù)銑刀）；展成刀具展成刀具（齒輪滾刀、插齒刀；花鍵滾刀等）。（齒輪滾刀、插齒刀；花鍵滾刀等）。 加工時，刀具切削刃的幾何形

13、狀及有關(guān)尺寸誤加工時，刀具切削刃的幾何形狀及有關(guān)尺寸誤差會影響工件的加工精度。差會影響工件的加工精度。 對于一般刀具（如車、鏜、銑刀等），其制造對于一般刀具（如車、鏜、銑刀等），其制造誤差對工件的加工精度無直接影響，但刀具的刃磨質(zhì)誤差對工件的加工精度無直接影響，但刀具的刃磨質(zhì)量對加工精度影響較大。量對加工精度影響較大。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因素 一、刀具磨損對工件加工精度的影響一、刀具磨損對工件加工精度的影響 任何刀具在切削過程中，都不可避免地要產(chǎn)生任何刀具在切削

14、過程中，都不可避免地要產(chǎn)生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀的改變。車刀磨磨損，并由此引起工件尺寸和形狀的改變。車刀磨損將使工件產(chǎn)生錐度；成形刀具加工時，會造成工損將使工件產(chǎn)生錐度；成形刀具加工時，會造成工件的形狀誤差。件的形狀誤差。刀具磨損過程：刀具磨損過程：初期快，中期慢，初期快，中期慢，后期快。后期快。如圖所示。如圖所示。 a a）刀具的尺寸磨損）刀具的尺寸磨損 b b）刀具的磨損過程）刀具的磨損過程第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因素 工藝系統(tǒng)：工藝系統(tǒng)：是指由機(jī)床、夾

15、具、工件、刀具所是指由機(jī)床、夾具、工件、刀具所組成的一個彈性系統(tǒng)。組成的一個彈性系統(tǒng)。 在切削加工過程中，由于切削力、傳動力、慣在切削加工過程中，由于切削力、傳動力、慣性力、夾緊力以及重力的作用，工藝系統(tǒng)會產(chǎn)生彈性力、夾緊力以及重力的作用，工藝系統(tǒng)會產(chǎn)生彈性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準(zhǔn)確位置，性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準(zhǔn)確位置，使之產(chǎn)生加工誤差。使之產(chǎn)生加工誤差。 工藝系統(tǒng)剛度：工藝系統(tǒng)剛度：指在外力作用下，工藝系統(tǒng)抵指在外力作用下，工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力。工藝系統(tǒng)的剛度隨切削力著力點(diǎn)位抗變形的能力。工藝系統(tǒng)的剛度隨切削力著力點(diǎn)位置的變化而變化置的變化而變化 4.2.3 4.2.

16、3 工藝系統(tǒng)的受力變形及其對加工精度的影響工藝系統(tǒng)的受力變形及其對加工精度的影響第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 一、機(jī)床剛度及其對加工精度的影響一、機(jī)床剛度及其對加工精度的影響 機(jī)床剛度取決于機(jī)床各零部件的剛度，零部件的剛機(jī)床剛度取決于機(jī)床各零部件的剛度，零部件的剛度又與其結(jié)構(gòu)尺寸和制造、裝配質(zhì)量有關(guān)。如零件間的度又與其結(jié)構(gòu)尺寸和制造、裝配質(zhì)量有關(guān)。如零件間的接觸剛度、連接剛度、零件間的間隙等，都是影響機(jī)床接觸剛度、連接剛度、零件間的間隙等，都是影響機(jī)床剛度的主要因素。剛度的主要因素。 如車床剛度較差，用兩頂尖頂住粗而短的光軸進(jìn)行如車

17、床剛度較差，用兩頂尖頂住粗而短的光軸進(jìn)行車削時，在車削時，在切削力作用下，尾座剛度較小而切削力作用下，尾座剛度較小而“讓刀讓刀”變變形形4.2.3 4.2.3 工藝系統(tǒng)的受力變形及其對加工精度的影響工藝系統(tǒng)的受力變形及其對加工精度的影響大，切削?。坏鬏S箱剛大，切削??；但主軸箱剛度相對大變形小，切削厚。度相對大變形小，切削厚。工件會產(chǎn)生雙曲線圓柱度工件會產(chǎn)生雙曲線圓柱度誤差而成為鞍形，誤差而成為鞍形，如圖所如圖所示。示。兩頂尖頂住短而粗的光軸進(jìn)行車削時兩頂尖頂住短而粗的光軸進(jìn)行車削時 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、工件剛度及其對

18、加工精度的影響二、工件剛度及其對加工精度的影響 工件剛度及其受力變形與工件本身的幾何形狀、工件剛度及其受力變形與工件本身的幾何形狀、尺寸、裝夾方式有關(guān)。尺寸、裝夾方式有關(guān)。 1 1工件在兩頂尖間裝夾車削相對細(xì)長的光軸工件在兩頂尖間裝夾車削相對細(xì)長的光軸 在切削力作用下，工件因彈性變形而出現(xiàn)在切削力作用下，工件因彈性變形而出現(xiàn)“讓讓刀刀”現(xiàn)象。隨刀具的進(jìn)給，在工件全長上切削深度現(xiàn)象。隨刀具的進(jìn)給，在工件全長上切削深度將將會由多變少，然后再由少變多，結(jié)果使零件產(chǎn)生腰會由多變少，然后再由少變多，結(jié)果使零件產(chǎn)生腰鼓形，如圖所示。鼓形，如圖所示。 a a）工件在兩頂尖間裝夾）工件在兩頂尖間裝夾第第4 4

19、章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、工件剛度及其對加工精度的影響二、工件剛度及其對加工精度的影響 2 2工件在卡盤中懸臂裝夾車削工件在卡盤中懸臂裝夾車削 工件形狀將成喇叭形，如圖工件形狀將成喇叭形，如圖b b）所示。）所示。 3 3工件裝夾在卡盤上并用后頂尖頂住車削工件裝夾在卡盤上并用后頂尖頂住車削 加工后的工件成加工后的工件成“雞腿形雞腿形”，如圖，如圖c c）所示。）所示。b)b)工件懸臂裝夾工件懸臂裝夾 c c）工件一端夾一端頂）工件一端夾一端頂?shù)诘? 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 三

20、、夾緊力引起的加工誤差三、夾緊力引起的加工誤差 1 1夾緊力作用點(diǎn)和方向不當(dāng)引起的誤差夾緊力作用點(diǎn)和方向不當(dāng)引起的誤差 工件在安裝時，由于工件剛度較低或夾緊力作工件在安裝時，由于工件剛度較低或夾緊力作用點(diǎn)和方向不當(dāng)，會引起工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造用點(diǎn)和方向不當(dāng)，會引起工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤差。如圖所示。成加工誤差。如圖所示。 夾緊不當(dāng)引起加工誤差夾緊不當(dāng)引起加工誤差 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 2 2薄壁件夾緊變形引起的誤差薄壁件夾緊變形引起的誤差 對于薄壁筒形工件，其徑向剛度很差，當(dāng)被夾對于薄壁筒形工件，其徑向剛度很差，當(dāng)

21、被夾緊在機(jī)床夾具中時，在徑向夾緊力的作用下，工件緊在機(jī)床夾具中時，在徑向夾緊力的作用下，工件會發(fā)生變形，對加工精度的影響甚大。如圖所示。會發(fā)生變形，對加工精度的影響甚大。如圖所示。 薄壁件夾緊變形引起的誤差 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2 4.2 影響機(jī)械加工精度的主要因素影響機(jī)械加工精度的主要因素 四、刀具剛度及其對加工精度的影響四、刀具剛度及其對加工精度的影響 1 1鉆孔時鉆孔時 鉆孔刀具剛度的影響鉆頭的徑向剛度很低，鉆鉆孔刀具剛度的影響鉆頭的徑向剛度很低，鉆孔時鉆頭受力后易引起軸線彎曲、偏斜，將導(dǎo)致被孔時鉆頭受力后易引起軸

22、線彎曲、偏斜，將導(dǎo)致被加工孔的尺寸、形狀、相互位置產(chǎn)生誤差。加工孔的尺寸、形狀、相互位置產(chǎn)生誤差。 2 2鏜孔時鏜孔時 不同的鏜孔方式加工，受不同的鏜孔方式加工，受鏜孔刀桿剛度的影鏜孔刀桿剛度的影響，將使鏜孔產(chǎn)生不同誤差。如后圖所示。響，將使鏜孔產(chǎn)生不同誤差。如后圖所示。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 一般情況下，懸臂梁式鏜孔比有導(dǎo)向和前、后雙導(dǎo)向裝一般情況下，懸臂梁式鏜孔比有導(dǎo)向和前、后雙導(dǎo)向裝置的鏜孔誤差影響要大些。置的鏜孔誤差影響要大些。 不同鏜孔形式不同鏜孔形式 a a）鏜刀桿無導(dǎo)向）鏜刀桿無導(dǎo)向 b b）鏜刀桿后導(dǎo)向）鏜刀桿

23、后導(dǎo)向C C）鏜刀桿前、后雙導(dǎo)向）鏜刀桿前、后雙導(dǎo)向第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 3 3磨內(nèi)孔時刀桿剛度的影響磨內(nèi)孔時刀桿剛度的影響 磨削加工直徑較磨削加工直徑較小的深長內(nèi)孔時，磨小的深長內(nèi)孔時，磨刀桿直受到限制，如刀桿直受到限制，如懸臂較長，在磨削力懸臂較長，在磨削力作用下，會使內(nèi)孔產(chǎn)作用下，會使內(nèi)孔產(chǎn)生錐度誤差，如圖所生錐度誤差，如圖所示。示。懸臂磨細(xì)長內(nèi)孔誤差示意第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 五、復(fù)映誤差五、復(fù)映誤差 指毛坯加工余量不均，材料硬度變化導(dǎo)致切削指毛坯加

24、工余量不均，材料硬度變化導(dǎo)致切削力大小變化而引起的加工誤差。力大小變化而引起的加工誤差。 如圖所示，工如圖所示，工件的毛坯外形雖然件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形具有粗略的零件形狀，但它在尺寸、狀，但它在尺寸、形狀以及表面層材形狀以及表面層材料硬度均勻性上都料硬度均勻性上都有較大的誤差。有較大的誤差。 毛坯形狀誤差的復(fù)映 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 減小切削用量、補(bǔ)償工藝系統(tǒng)有關(guān)部件的受力變減小切削用量、補(bǔ)償工藝系統(tǒng)有關(guān)部件的受力變 形、提高工藝系統(tǒng)剛度等。形、提高工藝系統(tǒng)剛度等。 減小切削用量是一種比較消極的辦法，補(bǔ)償受力減小切

25、削用量是一種比較消極的辦法，補(bǔ)償受力 變形也往往由于結(jié)構(gòu)限制或加工調(diào)整過于復(fù)雜而變形也往往由于結(jié)構(gòu)限制或加工調(diào)整過于復(fù)雜而 受到限制。受到限制。 根本的解決辦法是提高工藝系統(tǒng)的剛度，特別是根本的解決辦法是提高工藝系統(tǒng)的剛度，特別是 提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度。提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度。 六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施對薄壁套類零件的加對薄壁套類零件的加 工，可采用另加剛性開工，可采用另加剛性開

26、口夾緊環(huán)或改用端面軸口夾緊環(huán)或改用端面軸 向夾緊等措施，如圖示。向夾緊等措施，如圖示。細(xì)長軸類零件的車削加細(xì)長軸類零件的車削加 工，采用中心架、跟刀工，采用中心架、跟刀 架或前后支承架等措施。架或前后支承架等措施。對工件薄弱部分增加輔對工件薄弱部分增加輔 助支承。助支承。 提高薄壁零件加工提高薄壁零件加工剛度的措施剛度的措施端面軸向夾緊端面軸向夾緊開口夾緊環(huán)開口夾緊環(huán)工件工件工件工件1 1提高工件加工時的剛度提高工件加工時的剛度 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 2 2提高刀具的剛度提高刀具的剛度 提高刀具的剛度，除從刀具材料、結(jié)構(gòu)和熱

27、處提高刀具的剛度，除從刀具材料、結(jié)構(gòu)和熱處理等方面采取相應(yīng)措施外，還可采用以下措施：理等方面采取相應(yīng)措施外，還可采用以下措施：鉆孔時采用鉆孔時采用鉆套鉆套提高鉆頭的導(dǎo)向剛度。提高鉆頭的導(dǎo)向剛度。鏜孔時，采用鏜孔時，采用導(dǎo)向支承導(dǎo)向支承或或?qū)Ｓ苗M模專用鏜模以提高鏜刀的以提高鏜刀的 剛度；剛度；采用具有對稱刃口的鏜刀塊（如采用具有對稱刃口的鏜刀塊（如浮動鏜刀）浮動鏜刀）代替代替 單頭刀刃，以提高鏜刀桿在加工時的剛度。單頭刀刃，以提高鏜刀桿在加工時的剛度。六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車

28、制造工藝基礎(chǔ) 3 3提高機(jī)床和夾具的剛度提高機(jī)床和夾具的剛度 加工中使用的機(jī)床和夾具，由較多數(shù)量的零件加工中使用的機(jī)床和夾具，由較多數(shù)量的零件組成，提高它們的剛度除了提高其組成零件本身的組成，提高它們的剛度除了提高其組成零件本身的剛度外，還應(yīng)著重提高各有關(guān)組成零件的接觸剛度剛度外，還應(yīng)著重提高各有關(guān)組成零件的接觸剛度和連接剛度。和連接剛度。 六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施六、控制工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 熱變形：熱變形：指機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)要產(chǎn)生指機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)要產(chǎn)生熱量；工藝系統(tǒng)受

29、熱而引起的變形。熱量；工藝系統(tǒng)受熱而引起的變形。 一、工藝系統(tǒng)的熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源 1 1切削熱切削熱 2 2摩擦熱和傳動熱摩擦熱和傳動熱 3 3環(huán)境熱環(huán)境熱 4.2.4 4.2.4 工藝系統(tǒng)的熱變形及其對加工精度的影響工藝系統(tǒng)的熱變形及其對加工精度的影響第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)工藝工藝系統(tǒng)系統(tǒng)熱源熱源切削熱切削熱摩擦熱摩擦熱傳動熱傳動熱外外部部熱熱源源內(nèi)內(nèi)部部熱熱源源環(huán)境熱環(huán)境熱輻射熱輻射熱切削層彈、塑性變形、切削層彈、塑性變形、刀面與切屑和已加工刀面與切屑和已加工面的摩擦面的摩擦機(jī)床運(yùn)動摩擦、液壓機(jī)床運(yùn)動摩擦、液壓傳動、

30、電機(jī)溫升等傳動、電機(jī)溫升等陽光、照明、陽光、照明、取暖設(shè)備等取暖設(shè)備等 環(huán)境溫度環(huán)境溫度第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、工件均勻受熱二、工件均勻受熱工件的熱變形是由切削熱引起的，熱變形情況與工件的熱變形是由切削熱引起的，熱變形情況與加工方法和受熱是否均勻有關(guān)。加工方法和受熱是否均勻有關(guān)。 在車、磨外圓時工件均勻受熱而產(chǎn)生熱伸長，在車、磨外圓時工件均勻受熱而產(chǎn)生熱伸長，冷卻后收縮，產(chǎn)生尺寸或形狀誤差。冷卻后收縮，產(chǎn)生尺寸或形狀誤差。當(dāng)工件能夠自由伸長時，工件的熱變形主要影響當(dāng)工件能夠自由伸長時，工件的熱變形主要影響尺寸精度，否則工件

31、還會產(chǎn)生圓柱度誤差；加工尺寸精度，否則工件還會產(chǎn)生圓柱度誤差；加工螺紋時產(chǎn)生螺距誤差。螺紋時產(chǎn)生螺距誤差。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 三、工件不均勻受熱三、工件不均勻受熱 當(dāng)工件進(jìn)行銑、刨、磨等平面的加工時，工件當(dāng)工件進(jìn)行銑、刨、磨等平面的加工時，工件單側(cè)受熱，上下表面溫升不等，從而導(dǎo)致工件向上單側(cè)受熱，上下表面溫升不等，從而導(dǎo)致工件向上凸起，中間切去的材料較多，冷卻后被加工表面呈凸起，中間切去的材料較多，冷卻后被加工表面呈凹形，造成形狀誤差，如圖所示。凹形，造成形狀誤差，如圖所示。 a) a) 磨削前的薄板工件磨削前的薄板工件

32、b) b) 磨削時熱膨脹形狀磨削時熱膨脹形狀 c) c) 磨削后薄板工件上平面形狀磨削后薄板工件上平面形狀工件不均勻受熱時的變形工件不均勻受熱時的變形第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 減少工件熱變形的主要措施：減少工件熱變形的主要措施：采用有效的冷卻措施，例如在切削區(qū)給以充足的采用有效的冷卻措施，例如在切削區(qū)給以充足的切削液。切削液。提高切削速度，使大部分切削熱量來不及傳給工提高切削速度，使大部分切削熱量來不及傳給工件，而是被切屑帶走。件，而是被切屑帶走。在接近零件尺寸要求之時，減小吃刀量；粗、精在接近零件尺寸要求之時，減小吃刀量；粗、

33、精加工分開，減少切削熱和磨削熱。加工分開，減少切削熱和磨削熱。對某些加工方法，夾緊工件時，考慮對其熱變形對某些加工方法，夾緊工件時，考慮對其熱變形伸長受阻而被頂彎進(jìn)行補(bǔ)償。如在外圓磨床磨削伸長受阻而被頂彎進(jìn)行補(bǔ)償。如在外圓磨床磨削軸類零件時，采用彈性頂尖等。軸類零件時，采用彈性頂尖等。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 三、刀具熱變形三、刀具熱變形 刀具熱變形的熱源主要是切削熱，盡管這部分刀具熱變形的熱源主要是切削熱，盡管這部分熱量很小（占總熱量的熱量很?。ㄕ伎偀崃康?%3%5%5%），但因刀具體積），但因刀具體積小，熱容量小，因此刀具的

34、工作表面易被加熱到很小，熱容量小，因此刀具的工作表面易被加熱到很高溫度。高溫度。 減少刀具熱變形對加工精度影響的措施：減少刀具熱變形對加工精度影響的措施： 減小刀具伸出長度；減小刀具伸出長度； 改善散熱條件；改善散熱條件； 改進(jìn)刀具角度以減小切削熱；改進(jìn)刀具角度以減小切削熱； 合理選用切削用量；合理選用切削用量； 充分冷卻等。充分冷卻等。 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 四、機(jī)床熱變形：四、機(jī)床熱變形： 不同類型的機(jī)床因其結(jié)構(gòu)與工作條件的差異而使熱不同類型的機(jī)床因其結(jié)構(gòu)與工作條件的差異而使熱源和變形形式各不相同。源和變形形式各不相同。

35、 磨床的主要熱源是砂輪主軸的摩擦熱及液壓系統(tǒng)的磨床的主要熱源是砂輪主軸的摩擦熱及液壓系統(tǒng)的發(fā)熱；而車、銑、鉆、鏜等機(jī)床的主要熱源則是主軸箱。發(fā)熱；而車、銑、鉆、鏜等機(jī)床的主要熱源則是主軸箱。 機(jī)床熱變形形態(tài)如圖所示。機(jī)床熱變形形態(tài)如圖所示。a) a) 車床受熱變形形態(tài)示意車床受熱變形形態(tài)示意b b）銑床受熱變形形態(tài)示意）銑床受熱變形形態(tài)示意第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 減小機(jī)床熱變形的措施：減小機(jī)床熱變形的措施： 1.1.機(jī)床設(shè)計(jì)時采用熱對稱結(jié)構(gòu)及熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)；機(jī)床設(shè)計(jì)時采用熱對稱結(jié)構(gòu)及熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)； 2.2.切削前，讓機(jī)床高速空運(yùn)轉(zhuǎn)幾

36、分鐘，使其迅切削前，讓機(jī)床高速空運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，使其迅速達(dá)到熱平衡后，再投入切削；速達(dá)到熱平衡后，再投入切削； 3.3.在機(jī)床上設(shè)置可控制的熱源給機(jī)床局部加熱，在機(jī)床上設(shè)置可控制的熱源給機(jī)床局部加熱，使其較快達(dá)到熱平衡狀態(tài)，并保持機(jī)床在整個加工使其較快達(dá)到熱平衡狀態(tài)，并保持機(jī)床在整個加工過程中熱平衡狀態(tài)穩(wěn)定；過程中熱平衡狀態(tài)穩(wěn)定； 4.4.充分冷卻和強(qiáng)制冷卻，控制環(huán)境溫度、隔離充分冷卻和強(qiáng)制冷卻，控制環(huán)境溫度、隔離外部熱源等方法。外部熱源等方法。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.2.5 4.2.5 工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形

37、 內(nèi)應(yīng)力：內(nèi)應(yīng)力：是指當(dāng)外部載荷去掉以后，仍殘留在是指當(dāng)外部載荷去掉以后，仍殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。工件內(nèi)部的應(yīng)力。 它是由于在冷、熱加工中，金屬內(nèi)部相鄰的宏它是由于在冷、熱加工中，金屬內(nèi)部相鄰的宏觀或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。觀或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。 具有內(nèi)應(yīng)力的零件，其內(nèi)部組織有強(qiáng)烈的要恢具有內(nèi)應(yīng)力的零件，其內(nèi)部組織有強(qiáng)烈的要恢復(fù)到一個穩(wěn)定的沒有內(nèi)應(yīng)力的傾向和狀態(tài)。復(fù)到一個穩(wěn)定的沒有內(nèi)應(yīng)力的傾向和狀態(tài)。 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)一、內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因一、內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因1 1毛坯制造中產(chǎn)生的

38、內(nèi)應(yīng)力毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 如圖示的鑄件壁厚不均勻。如圖示的鑄件壁厚不均勻。2 2冷校直時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力冷校直時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 如圖所示。如圖所示。3 3切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 在切削加工形成的力在切削加工形成的力和熱的作用下，使被加工和熱的作用下，使被加工表面產(chǎn)生塑性變形，也能表面產(chǎn)生塑性變形，也能引起內(nèi)應(yīng)力，并在加工后引起內(nèi)應(yīng)力，并在加工后引起工件變形。引起工件變形。 不同壁厚的鑄件不同壁厚的鑄件薄壁薄壁薄壁薄壁厚壁厚壁冷校直及產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)冷校直及產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、減小或消除內(nèi)

39、應(yīng)力的措施二、減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施 1 1采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉ば虿捎眠m當(dāng)?shù)臒崽幚砉ば?對鑄、鍛、焊接件，常進(jìn)行退火、正火或人工對鑄、鍛、焊接件，常進(jìn)行退火、正火或人工時效處理后再進(jìn)行機(jī)械加工。對重要零件，在粗加時效處理后再進(jìn)行機(jī)械加工。對重要零件，在粗加工和半精加工后還要進(jìn)行時效處理。工和半精加工后還要進(jìn)行時效處理。 2 2給工件足夠的變形時間給工件足夠的變形時間 對精密零件粗精加工應(yīng)分開；大型零件，粗、對精密零件粗精加工應(yīng)分開；大型零件，粗、精加工一般安排在一個工序內(nèi)進(jìn)行，故粗加工后先精加工一般安排在一個工序內(nèi)進(jìn)行，故粗加工后先將工件松開，使其自由變形，再以較小夾緊力夾緊將工件松開，使其自由

40、變形，再以較小夾緊力夾緊工件進(jìn)行精加工。工件進(jìn)行精加工。 3 3合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu) 零件結(jié)構(gòu)要簡單，壁厚要均勻。零件結(jié)構(gòu)要簡單，壁厚要均勻。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 4.2.6 4.2.6 其他原因其他原因 一、試切法調(diào)整引起的誤差一、試切法調(diào)整引起的誤差 1 1測量誤差測量誤差 測量器具誤差、測量溫度變化、測量力以及視測量器具誤差、測量溫度變化、測量力以及視覺偏差等引起的誤差。覺偏差等引起的誤差。 2 2微量進(jìn)給的影響微量進(jìn)給的影響 刀具的實(shí)際進(jìn)給量與手輪轉(zhuǎn)動刻度數(shù)總要偏大刀具的實(shí)際進(jìn)給量與手輪轉(zhuǎn)動刻度數(shù)總要偏大

41、或偏小，造成加工誤差?；蚱?，造成加工誤差。 3 3切削厚度的影響切削厚度的影響 切削厚度薄，工件讓刀小，反之則大。切削厚度薄，工件讓刀小，反之則大。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整二、按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整 在半自動、自動機(jī)床和自動線上，廣泛應(yīng)用行在半自動、自動機(jī)床和自動線上，廣泛應(yīng)用行程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)來保證加工精度。這些程擋塊、靠模及凸輪等機(jī)構(gòu)來保證加工精度。這些機(jī)構(gòu)的制造精度和磨損，以及與其配合使用的離合機(jī)構(gòu)的制造精度和磨損，以及與其配合使用的離合器、行程開關(guān)、控制閥等的靈敏度成了影響調(diào)整誤器、行程開關(guān)、控制閥

42、等的靈敏度成了影響調(diào)整誤差的主要因素。差的主要因素。 三、用樣板或樣件調(diào)整三、用樣板或樣件調(diào)整 在各種仿形機(jī)床、多刀機(jī)床和專用機(jī)床的加工在各種仿形機(jī)床、多刀機(jī)床和專用機(jī)床的加工中，常采用樣件或樣板來調(diào)整刀具、機(jī)床與工件之中，常采用樣件或樣板來調(diào)整刀具、機(jī)床與工件之間的相對位置，因此樣件或樣板本身的制造誤差、間的相對位置，因此樣件或樣板本身的制造誤差、安裝誤差、對刀誤差就成了影響調(diào)整誤差的主要因安裝誤差、對刀誤差就成了影響調(diào)整誤差的主要因素。素。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.3 4.3 表面質(zhì)量的形成及主要影響因素表面質(zhì)量的形成及主

43、要影響因素表面粗糙度表面粗糙度表面波度表面波度傷痕（缺陷）傷痕（缺陷） 表面加工紋理表面加工紋理 加工表面幾何形狀特征加工表面幾何形狀特征4.3.1 4.3.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的內(nèi)容機(jī)械加工表面質(zhì)量的內(nèi)容一、表面微觀幾何形狀特征一、表面微觀幾何形狀特征第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)一、表面微觀幾何形狀特征一、表面微觀幾何形狀特征 表面粗糙度：表面粗糙度： 已加工面微觀幾何形狀誤差。已加工面微觀幾何形狀誤差。 表面波度：表面波度： 宏觀幾何形狀誤差與表面粗糙度之間的周期宏觀幾何形狀誤差與表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差。性幾何形狀誤

44、差。 a a）波度）波度 b b）表面粗糙度）表面粗糙度 零件加工表面的粗糙度與波度零件加工表面的粗糙度與波度RZHRZ第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)一、表面微觀幾何形狀特征一、表面微觀幾何形狀特征 傷痕（缺陷）傷痕（缺陷） 指砂眼、夾雜、指砂眼、夾雜、 氣孔、裂紋、氣孔、裂紋、 劃痕等。劃痕等。 表面加工紋理表面加工紋理 指刀痕方向，指刀痕方向， 取決于加工取決于加工 方法。方法。表面加工紋理表面加工紋理第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、表層金屬的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能二

45、、表層金屬的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能 機(jī)械加工切削力和切削熱的綜合作用，被加工機(jī)械加工切削力和切削熱的綜合作用，被加工表面層的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能都有一定的變化，表面層的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能都有一定的變化，主要表現(xiàn)為：主要表現(xiàn)為： 因加工表面層的塑性變形所引起的因加工表面層的塑性變形所引起的表面加工硬化。表面加工硬化。 由切削或磨削熱所引起由切削或磨削熱所引起表面層金相組織的變化。表面層金相組織的變化。 因切削加工引起的因切削加工引起的表面層殘余應(yīng)力。表面層殘余應(yīng)力。 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)1 1幾何因素的影響幾何因素的影響

46、 與刀具對工件運(yùn)動快慢、吃刀量、刀尖形狀有關(guān)。與刀具對工件運(yùn)動快慢、吃刀量、刀尖形狀有關(guān)。車削殘留刀痕車削殘留刀痕 a a）尖刀切削）尖刀切削 b b）圓弧刀切）圓弧刀切削削4.3.2 4.3.2 表面粗糙度的形成及影響因素表面粗糙度的形成及影響因素一、切削加工的表面粗糙度一、切削加工的表面粗糙度2 2塑性變形的影響塑性變形的影響 切削過程中存在切削過程中存在金屬塑性變形，易形金屬塑性變形，易形成積屑瘤、磷刺、振成積屑瘤、磷刺、振動、摩擦、切削刃不動、摩擦、切削刃不平等、切屑劃傷等。平等、切屑劃傷等。3 3工藝系統(tǒng)振動的工藝系統(tǒng)振動的 影響影響 易形成波紋。易形成波紋。 第第4 4章章 汽車零

47、件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 積屑瘤：積屑瘤：在中、低速切削塑性金屬材料時，因在中、低速切削塑性金屬材料時，因高溫、高壓和摩擦阻力，在前刀面接觸的刀尖處，高溫、高壓和摩擦阻力，在前刀面接觸的刀尖處，形成形狀不規(guī)則、硬度很高的硬塊。形成形狀不規(guī)則、硬度很高的硬塊。 它能代替切削刃它能代替切削刃切削工件，使工件表切削工件，使工件表面產(chǎn)生溝狀劃痕，粗面產(chǎn)生溝狀劃痕，粗糙度值增大。糙度值增大。 如圖所示。如圖所示。積屑瘤積屑瘤 刀具刀具切屑切屑工件工件積屑瘤積屑瘤第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、磨削

48、加工的表面粗糙度二、磨削加工的表面粗糙度 影響因素有影響因素有3 3個：個： 1 1磨削用量的影響磨削用量的影響 增大磨削深度和工件的線速度，將使塑性變形增大磨削深度和工件的線速度，將使塑性變形加劇，使表面粗糙度值增大。加劇，使表面粗糙度值增大。 2 2砂輪的粒度與修整的影響砂輪的粒度與修整的影響 砂輪粒度越細(xì)，單位表面磨粒越多，磨削刻痕砂輪粒度越細(xì)，單位表面磨粒越多，磨削刻痕越細(xì)，表面粗糙度值越小。但粒度不宜過細(xì)。越細(xì)，表面粗糙度值越小。但粒度不宜過細(xì)。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 3 3砂輪硬度的影響砂輪硬度的影響 砂輪硬度：砂

49、輪硬度：是指磨粒在磨削力作用下從砂輪上是指磨粒在磨削力作用下從砂輪上脫落的難易程度。脫落的難易程度。 砂輪太硬，磨粒不易脫落，磨鈍的磨粒會使工砂輪太硬，磨粒不易脫落，磨鈍的磨粒會使工件表面粗糙度值增大；砂輪太軟，磨粒易脫落，磨件表面粗糙度值增大；砂輪太軟，磨粒易脫落，磨粒間隔增大，表面粗糙度值也會增大。粒間隔增大，表面粗糙度值也會增大。 砂輪硬度常在中軟范圍內(nèi)選取，一般情況下，砂輪硬度常在中軟范圍內(nèi)選取，一般情況下，被加工材料硬的選較軟的砂輪，反之選較硬的砂輪。被加工材料硬的選較軟的砂輪，反之選較硬的砂輪。二、磨削加工的表面粗糙度二、磨削加工的表面粗糙度第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車

50、零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 1 1表面層的加工硬化表面層的加工硬化 加工硬化：加工硬化：加工時，工件表面層金屬受切削力作用產(chǎn)生加工時，工件表面層金屬受切削力作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生滑移剪切，晶粒強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生滑移剪切，晶粒被拉長、纖維化甚至碎化，從而使得一定深度的表面層硬度被拉長、纖維化甚至碎化，從而使得一定深度的表面層硬度增加，塑性降低的現(xiàn)象。增加，塑性降低的現(xiàn)象。 影響表面層加工硬化的主要因素：影響表面層加工硬化的主要因素： 進(jìn)給量增加，刀具前角減小時，切削力增大，使加工硬進(jìn)給量增加，刀具前角減小時，切削力增大，使加工硬

51、 化嚴(yán)重。化嚴(yán)重。 金屬材料塑性越大，導(dǎo)熱性越好，加工后的強(qiáng)化現(xiàn)象越金屬材料塑性越大，導(dǎo)熱性越好，加工后的強(qiáng)化現(xiàn)象越 嚴(yán)重。嚴(yán)重。 切削速度很高，變形速度很快時，塑性變形不充分，因切削速度很高，變形速度很快時，塑性變形不充分，因 此硬化程度可減小甚至?xí)耆?。這種現(xiàn)象稱作此硬化程度可減小甚至?xí)耆?。這種現(xiàn)象稱作弱化弱化。 改善措施：改善措施：再結(jié)晶退火。再結(jié)晶退火。三、表面層物理力學(xué)性能和化學(xué)性能的三、表面層物理力學(xué)性能和化學(xué)性能的 影響因素及其改善措施影響因素及其改善措施第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 2 2表面層殘余應(yīng)力表面

52、層殘余應(yīng)力 指機(jī)械加工中力和熱的作用，使加工后的工件指機(jī)械加工中力和熱的作用，使加工后的工件表面層及其與基體材料的交界處仍殘留的彈性應(yīng)力。表面層及其與基體材料的交界處仍殘留的彈性應(yīng)力。 表面殘余應(yīng)力的產(chǎn)生的原因：表面殘余應(yīng)力的產(chǎn)生的原因：冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；金相組織變化引起的殘余應(yīng)力。金相組織變化引起的殘余應(yīng)力。 表面殘余應(yīng)力易使工件表面產(chǎn)生裂紋和疲勞損壞。表面殘余應(yīng)力易使工件表面產(chǎn)生裂紋和疲勞損壞。 改善措施：改善措施：適當(dāng)減小切削用量，加強(qiáng)散熱。適當(dāng)減小切削用量，加強(qiáng)散熱。二、表面層物理力學(xué)性能和化

53、學(xué)性能的二、表面層物理力學(xué)性能和化學(xué)性能的 影響因素及其改善措施影響因素及其改善措施第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 3 3、表面層金相組織變化、表面層金相組織變化 磨削燒傷：磨削燒傷：指在磨削加工中，磨削熱大量傳給指在磨削加工中，磨削熱大量傳給工件，使工件表層溫度高達(dá)工件，使工件表層溫度高達(dá)80080012001200時時（超過相（超過相變溫度）變溫度）引起工件表面金相組織變化，強(qiáng)度、硬度引起工件表面金相組織變化，強(qiáng)度、硬度降低、表層氧化變色的現(xiàn)象。降低、表層氧化變色的現(xiàn)象。 磨削燒傷的危害：磨削燒傷的危害：破壞表層組織，嚴(yán)重時產(chǎn)生破

54、壞表層組織，嚴(yán)重時產(chǎn)生裂紋，表面質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響使用性能。必須力裂紋，表面質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響使用性能。必須力求避免。求避免。 淬火鋼產(chǎn)生磨削燒傷的三種形式：淬火鋼產(chǎn)生磨削燒傷的三種形式：回火燒傷，回火燒傷，淬火燒傷，退火燒傷。淬火燒傷，退火燒傷。二、表面層物理力學(xué)性能和化學(xué)性能的二、表面層物理力學(xué)性能和化學(xué)性能的 影響因素及其改善措施影響因素及其改善措施第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 控制和避免磨削燒傷的措施：控制和避免磨削燒傷的措施：減少磨削熱的產(chǎn)減少磨削熱的產(chǎn)生；加速磨削熱的散出（噴霧冷卻、高壓冷卻、砂生；加速磨削熱的散出（噴霧

55、冷卻、高壓冷卻、砂輪內(nèi)冷卻）。輪內(nèi)冷卻）。 帶空氣擋板冷卻噴嘴帶空氣擋板冷卻噴嘴 內(nèi)冷卻砂輪內(nèi)冷卻砂輪 a a） 槽均勻分布槽均勻分布 b b）9090度內(nèi)變距開槽度內(nèi)變距開槽 開槽砂輪開槽砂輪 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)4.4 4.4 表面質(zhì)量對零件使用性能的影響表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 加工表面質(zhì)量對零件耐磨性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性、加工表面質(zhì)量對零件耐磨性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性、配合性質(zhì)等使用性能產(chǎn)生不同程度的影響。配合性質(zhì)等使用性能產(chǎn)生不同程度的影響。 摩擦消耗能量（如汽車發(fā)動機(jī)在滿負(fù)荷工作時，摩擦消耗能量（如汽車發(fā)動機(jī)在

56、滿負(fù)荷工作時，大約有大約有2020的功率消耗在摩擦上），而且使零件產(chǎn)的功率消耗在摩擦上），而且使零件產(chǎn)生磨損，縮短零件和機(jī)器的使用壽命。生磨損，縮短零件和機(jī)器的使用壽命。 零件的耐磨性與摩擦副的零件的耐磨性與摩擦副的材料、潤滑條件材料、潤滑條件和和零零件的表面加工質(zhì)量件的表面加工質(zhì)量等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。4.4.1 4.4.1 表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 一、表面粗糙度對零件耐磨性的影響一、表面粗糙度對零件耐磨性的影響1 1第第階段階段-初期磨損階段初期磨損階段（磨損快）（磨損

57、快） 2 2第第階段階段-正常磨損階段正常磨損階段（耐磨性最好，持續(xù)時（耐磨性最好，持續(xù)時 間較長，處于最佳配合和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)）間較長，處于最佳配合和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)） 3 3第第階段階段-急劇磨損階段急劇磨損階段（磨損急劇增大）（磨損急劇增大） 磨損過程如圖示：磨損過程如圖示：時間時間磨損量磨損量0 0 零件磨損過程曲線圖零件磨損過程曲線圖一般情況下，表面一般情況下，表面粗糙度值小，耐磨粗糙度值小，耐磨性好；但并不是越性好；但并不是越小越耐磨。小越耐磨。 第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、表面紋理方向?qū)α慵湍バ缘挠绊懚?、表面紋理方向?qū)α慵?/p>

58、磨性的影響 表面紋理方向能影響金屬表面的實(shí)際接觸面積表面紋理方向能影響金屬表面的實(shí)際接觸面積 和潤滑液的存留情況。和潤滑液的存留情況。 輕載時，兩表面的紋理方向與相對運(yùn)動方向一輕載時，兩表面的紋理方向與相對運(yùn)動方向一 致時，磨損最小；致時，磨損最??； 當(dāng)兩表面紋理方向與相對運(yùn)動方向垂直時，磨當(dāng)兩表面紋理方向與相對運(yùn)動方向垂直時，磨 損最大。損最大。第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ)表面層的加工硬化，一般能提高耐磨性表面層的加工硬化，一般能提高耐磨性0.50.5l l倍。倍。但過度的加工硬化會使金屬組織疏松，甚至出但過度的加工硬化會使金屬組

59、織疏松，甚至出現(xiàn)疲勞裂紋和疲勞剝落現(xiàn)象，從而使耐磨性下現(xiàn)疲勞裂紋和疲勞剝落現(xiàn)象，從而使耐磨性下降。所以零件的表面硬化層必須控制在一定的降。所以零件的表面硬化層必須控制在一定的范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。三、表面層加工硬化對零件耐磨性的影響三、表面層加工硬化對零件耐磨性的影響第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 一、表面粗糙度及缺陷對零件疲勞強(qiáng)度的影響一、表面粗糙度及缺陷對零件疲勞強(qiáng)度的影響 在交變載荷作用下，表面微觀不平的凹谷處和在交變載荷作用下，表面微觀不平的凹谷處和 表面層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞表面層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲

60、勞 裂紋，造成零件的疲勞破壞。裂紋，造成零件的疲勞破壞。 減小零件表面粗糙度值可使零件的疲勞強(qiáng)度有減小零件表面粗糙度值可使零件的疲勞強(qiáng)度有 所提高。所提高。 對于一些承受交變載荷的重要零件，如曲軸的對于一些承受交變載荷的重要零件，如曲軸的 曲拐與軸頸交界處，精加工后常進(jìn)行光整加曲拐與軸頸交界處，精加工后常進(jìn)行光整加 工，以減小零件的表面粗糙度值，提高其疲勞工，以減小零件的表面粗糙度值，提高其疲勞 強(qiáng)度。強(qiáng)度。4.4.2 4.4.2 表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響第第4 4章章 汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量汽車零件機(jī)械加工質(zhì)量 汽車制造工藝基礎(chǔ)汽車制造工藝基礎(chǔ) 二、加工硬化對零