机械制造质量分析与控制

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1、第七章机械制造质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality内容提要机械制造质量相关概念机械加工精度加工误差的统计分析机械加工表面质量机械加工过程中的振动7.1概述IntroductiontoMachiningQuality7.1概述质量是企业的灵魂质量的三层含义：设计质量、制造质量、服务质量7.1概述尺寸精度宏观几何形状精度：圆度、圆柱度、平面度等位置精度：同轴度、平行度、圆跳动等加工精度表面质量物理机械性能表层冷作硬化表层金相组织变化表层残余应力制造质量微观几何形状误差：表面粗糙度波度波度（介于宏观与微观之间）：微观几何形状误差：表面粗糙度

2、Ra/μm：宏观几何形精度：7.1概述几何形状误差示意图7.2机械加工精度MachiningPrecision7.2机械加工精度－机械加工精度概述加工精度与加工误差加工精度：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。加工误差：指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的偏离程度。关系：同一问题两种不同的说法：加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示，加工精度越高，误差越小，反之加工精度越低，误差就越大。7.2机械加工精度－机械加工精度概述尺寸精度、形状精度和位置精度尺寸精度：加工后，零件的实际尺寸与零件尺寸公差带中心的符合程度。形状精度

3、：加工后，零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。位置精度：加工后，零件有关表面之间的实际位置与理想位置的符合程度。关系：三者之间是既有区别又有联系的。通常，形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差又要限制在尺寸公差之内。7.2机械加工精度－机械加工精度概述获得加工精度的方法试切法：适用于单件、小批生产调整法：适用于成批、大量生产定尺寸刀具法：常用于孔、螺纹和成形表面的加工自动控制法：尺寸精度位置精度划线找正法获得加工精度的方法轨迹法：刀具与工件相对运动轨迹直接找正法形状精度夹具定位法成形刀具法：成形刀具展成法：刀具与工件作展成运动7.2机械加工精度－机械加工精度概述影响

4、加工精度的因素工艺系统：机床、夹具、刀具和工件等组成的系统。原始误差：工艺系统中直接引起加工误差的因素。工艺系统静误差工艺系统动误差与初始状态有关与工艺过程有关原始误差7.2机械加工精度－工艺系统的几何误差机械加工工艺系统的几何误差包括机床、夹具、刀具的误差，是由制造误差、安装误差以及使用中的磨损引起的误差等组成。7.2机械加工精度－工艺系统的几何误差机床误差是由机床的制造误差、安装误差和使用中的磨损引起的.对加工精度影响较大的有:机床误差（1）主轴回转误差（2）导轨误差（3）传动链误差7.2机械加工精度－主轴回转误差（1）机床主轴是决定工件(或刀具)位置的重要部件；主轴回转误差直接

5、影响被加工零件的形状、位置精度和表面粗糙度.（2）主轴回转误差：主轴的实际回转轴线对其理想回转轴线（各瞬时回转轴线的平均位置）的变动量。即要求主轴回转时能保持轴线的位置稳定不变.（3）主轴回转误差主要包括：端面圆跳动、径向圆跳动、角度摆动7.2机械加工精度－主轴回转误差端面圆跳动：影响车端面时工件端面的垂直度、平面度和工件的轴向尺寸；影响车螺纹时的螺距。径向圆跳动：影响工件圆柱面的圆度和圆柱度。角度摆动：影响工件圆柱面的圆柱度和端面的形状。主轴回转误差实际上是上述三种误差形式的合成。7.2机械加工精度－主轴回转误差影响主轴回转误差的因素：主轴支撑轴颈的误差、轴承的误差、轴承的间隙、箱

6、体支撑孔的误差、与轴承相配合零件的误差及主轴刚度和热变形等。对于不同类型的机床，其影响因素也是不相同的。分析主轴采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动：分两种情况：工件回转型（车床）刀具回转型（镗床）提高主轴回转精度的措施：提高轴承精度，提高主轴轴颈、箱体支撑孔及与轴承相配合零件有关表面的加工精度和装配精度，对高速主轴部件进行动平衡，对滚动轴承进行预紧等。7.2机械加工精度－导轨误差机床导轨副是机床中确定各主要部件位置关系的基准，是实现直线运动的主要部件。机床导轨的精度要求主要有以下三个方面：①导轨在水平面内的直线度误差1②导轨在垂直面内的直线度误差2③前后导轨的平行度误差（扭曲度）3

7、7.2机械加工精度－导轨误差导轨在水平面内的直线度误差1此项误差使刀尖在水平面内产生移Δy,造成工件在半径方向的误差ΔRy(这时ΔRy=Δy),使工件表面产生圆柱度误差.7.2机械加工精度－导轨误差导轨在垂直面内的直线度误差2∴ΔRz≈Δz2／(2R0),定义工件加工表面法线方向叫做误差的敏感方向.设Δy=Δz=0.1mm,R=20mm,那么ΔRy=Δy=0.1mm,ΔRz=0.00025mm,ΔRy＝400ΔRz.7.2机械加工精度－导轨误差前后导轨