机械加工精度与表面质量

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1、第6章机械加工精度与表面质量第6章机械加工精度与表面质量教学目标与要求◆了解并掌握机械加工精度的影响因素及其提高措施◆了解并掌握表面质量的影响因素及其改善措施◆掌握用概率统计方法判断加工误差的性质及工序能力教学重点◆机械加工精度的影响因素及其提高措施◆表面质量的影响因素及其改善措施6.1机械加工精度概述6.1.1机械加工精度和加工误差所谓加工精度，是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。实际零件的几何参数越接近理想值，加工精度就越高。6.1.2获得加工精度的方法1．

2、尺寸精度的获得方法（1）试切法加工时先在零件上进行试切削，测量试切尺寸，根据测量结果与要求尺寸的差值，用进给机构或其他方法调整刀具与工件的相对位置，然后再进行试切、测量、再调整，直至整个待加工表面达到规定的尺寸。试切法不需要特殊装置，但效率低，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。（2）调整法–185–第6章机械加工精度与表面质量按照试切法加工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加工尺寸。与试切

3、法相比，调整法的精度保持性好，具有较高的生产率，对操作工的技术要求不高，但对调整工的技术要求高。调整法多用于成批、大量生产。（3）尺寸刀具法加工孔、键槽或成型面时，常用具有一定尺寸精度的刀具来保证工件的加工尺寸，如钻头、扩孔钻、铰刀、拉刀、槽铣刀等。尺寸刀具法生产率较高，加工精度主要取决于刀具本身的尺寸精度及刀具与工件位置精度。采用刀具与机床主轴浮动联接的方式，可以有效地消除刀具与工件位置精度对尺寸精度的影响。（4）自动控制法由尺寸测量装置、进给机构和控制系统组成一个刀具位置自动控制系统，在加工过程

4、中，自动测量工件的加工尺寸，并与所要求的尺寸进行比对后发出信号，控制机床或刀具作出相应的调整，直至达到尺寸精度要求，加工自动停止。自动控制法实际上是一种自动化了的试切法，早期多数为机械—液压控制系统，现代加工中，多为数字控制，典型的例子是数控机床加工。2．形状精度的获得方法（1）轨迹法也称刀尖轨迹法，当刀具相对于工件作有规律的运动时，其刀尖运动的轨迹形成被加工表面的形状。普通的车削、铣削、刨削和磨削等均属于刀尖轨迹法。刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动，因而工件的形状精度主要取决于成形运动

5、的精度。（2）成形法成形法是利用成形刀具切削刃的几何形状来代替机床的某些成形运动而获得加工表面形状的，如图6-1所示。刀具切削刃的几何形状就是被加工表面母线的形状，所获得的形状精度主要取决于刀刃的形状，如成形车削、铣削轮齿、磨削成形面等。图6-1成形法加工齿轮（3）展成法也叫范成法，利用刀具和工件作展成切削–185–第6章机械加工精度与表面质量运动所形成的包络面来得到加工表面的形状，如滚齿、插齿、磨齿、滚花键等均属展成法。这种方法所获得的形状精度主要取决于刀刃的形状精度和展成运动精度。3．位置精度的

6、获得方法机械加工中，被加工表面对其他表面位置精度的获得，主要取决工件的定位精度。获得位置精度的方法有3种：直接找正、划线找正、用夹具装夹。6.2工艺系统原始误差6.2.1工艺系统原始误差的概念工艺系统的原始误差一部分与工艺系统本身的初始状态有关，一部分与切削过程有关。与工艺系统本身初始状态有关的原始误差主要有加工原理误差和工艺系统几何误差。与切削过程有关的误差主要有工艺系统力变形引起的误差、工艺系统热变形引起的误差、内应力引起的误差等。这2部分误差又受环境条件、操作者技术水平等因素的影响。6.2.2

7、加工原理误差及其对加工精度的影响加工原理误差是由于采用了近似的成形运动或近似的刀具轮廓所产生的误差。在生产上，如果采用与理论完全吻合的成形运动，有时很难实现，或者加工效率很低，或者理论上的刀具轮廓不易制造，也可能会造成机床结构过于复杂，机床本身制造难度增加，机床结构和传动本身的误差增加，即虽然加工方法是合乎原理的，但系统初始状态的原始误差大大增加，并不能提高加工精度。此时，特别是对于形状复杂的表面，常常采用近似的加工方法，仍能满足加工精度要求，并且提高了加工效率，使加工过程更为经济。例如，车削模数螺

8、纹，螺距pm，p因子是无理数，在选配齿轮时，只能按照近似分数值计算，造成传动比不准确，这引起了螺旋成形运动本身不准确，造成了螺距误差。采用成形法铣削齿轮时，采用成形刀具。而由于齿形铣刀的齿廓形状和模数、齿数都有关系，理论上，同一模数的刀具应该是每一种齿数有一把刀具，但从刀具制造成本来说很难实现，因此目前每种模数的齿轮只有8把刀具，按齿数分段，每把刀具的齿形按照段落中最小齿数制造。这使得加工较大齿数时刀具齿形本身就有误差，这种误差自然也反映在被加工齿轮的齿形上。由加工原