机械加工工艺第5章机械加工质量分析与提高生产率的方法

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1、机械加工精度5.1机械加工表面质量5.2【学习目标】1．了解机械加工精度和机械加工表面质量的概念2．了解影响加工精度的因素及其分析3．了解影响表面质量的工艺因素4．掌握控制表面质量的工艺途径5．了解提高生产效率的方法第5章机械加工质量分析与提高生产率的方法提高生产率的途径5.31．加工精度的基本概念加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸、形状、位置）与图纸要求的理想几何参数相符合的程度。符合程度越高，加工精度也越高。所以说机械加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度3项内容。零件实际加工过程中不可能把零件制造得绝对精确，不可避免地会产生与理想几何参数的偏差，这种偏差即为加工误差。实

2、际生产中加工精度的高低是用加工误差的大小来表示。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度就越高；加工误差用数值表示，加工误差越小，加工精度高，但随之而来的加工成本也会越高，生产效率相对越低。要保证零件的加工精度，只要保证加工误差控制在零件图纸允许的偏差范围内即可。5.1.1机械加工精度概述5.1机械加工精度2．影响加工精度的因素在机械加工中机床、夹具、刀具和工件构成了一个完整的机械加工系统，称为工艺系统。工艺系统的各个部分——机床、夹具、刀具和工件都存在误差，统称为工艺系统误差。由于它是原始存在的，故也叫原始误差。工艺系统误差在加工过程中必然影响工件和刀具相对运动关系，使工件产生

3、加工误差。所以说工艺系统的误差是影响工件的加工精度的主要因素。工艺系统误差分类如图5-1所示。5.1.1机械加工精度概述5.1机械加工精度3．机械加工精度获得的方法（1）尺寸精度的获得方法。①试切法。通过试切工件—测量—比较—调整刀具—再试切—……—再调整，直至获得要求的尺寸的方法。②调整法。是用试切好的工件尺寸、标准件或对刀块等调整刀具相对工件定位基准的准确位置，并在保持此准确位置不变的条件下，对一批工件进行加工的方法。③定尺寸刀具法。在加工过程中采用具有一定尺寸的刀具或组合刀具，以保证被加工零件尺寸精度的一种方法。④自动控制法。通过由测量装置、进给装置和切削机构以及控制系统组成

4、的控制加工系统，把加工过程中的尺寸测量、刀具调整和切削加工等工作自动完成，从而获得所要求的尺寸精度的一种加工方法。5.1.1机械加工精度概述5.1机械加工精度（2）形状精度的获得方法。①轨迹法。此法利用刀尖的运动轨迹形成要求的表面几何形状。刀尖的运动轨迹取决于刀具与工件的相对运动，即成形运动。这种方法获得的形状精度取决于机床的成形运动精度。②成形法。此法利用成形刀具代替普通刀具来获得要求的几何形状的表面。机床的某些成形运动被成形刀具的刀刃所取代，从而简化了机床结构，提高了生产效率。用这种方法获得的表面形状精度既取决于刀刃的形状精度，又有赖于机床成形运动的精度。③范成法。零件表面的几

5、何形状是在刀具与工件的啮合运动中，由刀刃的包络面形成的。因而刀刃必须是被加工表面的共轭曲面，成形运动间必须保持确定的速比关系，加工齿轮常用此种方法。5.1.1机械加工精度概述5.1机械加工精度（3）位置精度的获得方法。①一次装夹法。工件上几个加工表面是在一次装夹中加工出来的。②多次装夹法。即零件有关表面间的位置精度是由刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面（或工件在前几次装夹时的加工面）之间的位置关系保证的。多次装夹法又可划分为如下几种。a．直接装夹法。即通过在机床上直接装夹工件的方法。b．找正装夹法。即通过找正工件相对刀具切削成形运动之间的准确位置的方法。c．夹具装夹法。即通过夹

6、具确定工件与刀具切削刃成形运动之间的准确位置的方法。5.1.1机械加工精度概述5.1机械加工精度加工原理误差是由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工所产生的误差。在实践中，完全精确的加工原理常常很难实现，或者加工效率低，或者极为复杂，难以制造。有时由于连接环节多，机床传动链中的误差增加，或机床刚度和制造精度很难保证。如用滚刀切削渐开线齿轮时，滚刀应为一渐开线蜗杆。而实际上为了使滚刀制造方便，通常采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线蜗杆，从而在加工原理上产生了误差。另外由于滚刀刀刃数有限，齿形是由于各个刀齿轨迹包络线形成的，所切出的齿形实际上是一条近似渐开线的折

7、线而不是光滑的渐开线。又如用模数铣刀成形铣削齿轮，对于每种模数只用一套（8～26把）铣刀来分别加工一定齿数范围内的所有齿轮，由于每把铣刀是按照一种模数的一种齿数设计制造的，因而加工其他齿数的齿轮时齿形就有了误差。采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓虽然会带来加工原理误差，但往往因可简化机床或刀具的结构，反而能得到较高的加工精度。因此，只要其误差不超过规定的精度要求，在生产中仍能得到广泛的应用。5.1.2加工原理误差5.1机械加工精度机床误差是由机床的制造误差、安装误差和