第五章 机械制造质量分析与控制

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1、第五章机械制造质量分析与控制1零件的加工质量包括：加工精度和加工表面质量教学重点和难点：工艺系统的各种原始误差及其对加工精度的影响；工艺系统受力变形产生的误差；机械加工振动、热变形和残余应力产生机理及其导致的误差保证和提高加工精度及表面质量的途径加工精度和加工误差是从两种观点来评定零件几何参数这同一个事物。加工精度的低和高是通过加工误差的大和小来表示的。保证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。研究加工精度的目的，就是要弄清各种原始误差的物理、力学本质，以及它们对加工精度影响的规律，掌握控制加工误差的方法，以期获得预期的加工精度

2、，需要时能找出进一步提高加工精度的途径。2.加工经济精度加工误差与加工成本成反比关系，这在一定范围内才比较明显，如AB段。A点左侧，曲线几乎与纵坐标平行，即使很细心的操作，很精心地调整，成本提高了很多，但精度提高的却很少乃至不能提高。B点右侧，曲线几乎与横坐标平行，表明用某种加工方法去加工工件时，即使工件精度要求很低，但加工成本并不因此无限制的降低，而必须耗费一定的最低成本。———————————————————————————————————————————————加工经济精度：正常加工条件下（采用符合质量标准的设备，、工艺装备和保证技术等级的工

3、人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，如图中的AB段，在这个范围内都可以说是经济的。加工方法的经济精度并不是固定的，随着工艺技术的发展，设备及工艺装备的改进，以及生产的科学管理水平的不断提高，某种加工方法的加工经济精度等级范围将随之不断提高。3.零件获得加工精度的方法零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。形状精度的获得方法：1）轨迹法利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。这种方法能够达到的精度，主要取决于成形运动的精度。2）成形法利用成形刀具切削刃几何形状

4、切出工件的形状。这种方法能够达到的精度，主要取决于切削刃的形状精度和刀具的装夹精度。3）展成法利用刀具和工件作展成切削运动，切削刃在被加工面上的包络面形成成形表面，这种方法能够达到的精度，主要取决于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度。位置精度的获得方法：———————————————————————————————————————————————位置精度（平行度、垂直度、同轴度等）的获得与工件的装夹方式和加工方法有关。当需要多次装夹加工时，有关表面的位置精度依赖夹具的正确定位来保证；如果工件一次装夹加工多个表面时，各表面的位置精度靠机床的精度

5、来保证。尺寸精度获得方法：1）试切法通过多次试切和测量，按照加工要求调整刀具切削刃相对工件的位置。2）定尺寸刀具法用具有一定尺寸精度的刀具（如绞刀、扩孔钻、钻头等）来保证被加工工件的尺寸精度。3）调整法利用机床的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使刀具相对机床或夹具满足一定的位置精度要求，然后加工一批工件。4）自动控制法使用一定的装置，在工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。可分为自动测量和数字控制。工艺系统中的各项原始误差，都会使工件和刀具的相对位置或相互运动关系发生变化，造成加工误差。分析和产生各种原始误差的因素，积极采取措施，是保证和提高加

6、工精度的关键。图4.2为活塞加工中精镗销孔示意图加工过程中影响加工精度的因素有：１）装夹活塞以止口及其端面为定位基准，在夹具中定位，并用菱形销插入经半精镗的销孔中作周向定位。固定活塞的夹紧力作用在———————————————————————————————————————————————活塞的顶部。由于设计基准（顶面）与定位基准(止口端面)不重合，及定位止口与夹具上凸台、菱形销与销孔的配合间隙会引起定位误差，若夹紧力过大会引起夹紧误差。这两项原始误差统称为工件装夹误差。２）调整装夹工件前后，必须对机床、刀具和夹具进行调整，并在试切几个工件后再进行

7、精确微调，才能使工件和刀具之间保持正确的相对位置。例如本例需进行夹具在工作台上的位置调整，菱形销与主轴同轴度的调整，以及对刀调整等。由于调整不可能绝对精确，因而就会产生调整误差。另外机床、刀具、夹具本身的制造误差在加工前就已经存在了。这类原始误差称为工艺系统的静误差。应该注意的是，即使有夹具，在加工前也要进行一定的位置调整工作，这样才能使得待加工工件和加工刀具之间保持正确的相对位置。３）加工由于在加工过程中产生了切削力、切削热和摩擦，它们将引起工艺系统的受力变形、受热变形和磨损，影响了工件与刀具之间的相对位置，造成加工误差。这类在加工过程中产生的原

8、始误差称为工艺系统的动误差。有些工件在毛坯制造（铸、锻、焊、轧制)和切削加工的力和热的作用下，产生很大的内应力，引起工件变