第二章 工件的机械加工质量

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1、第二章加工质量分析与控制教学内容加工精度概念1学时机械加工精度的单因素分析3学时机械加工精度的综合分析3+2学时提高加工精度途径1学时机械加工表面质量2学时第二章加工质量分析与控制本章要点影响加工精度的因素及其控制加工误差统计分析影响表面质量的因素及其控制教学方式课堂教学(多媒体课件与板书相结合）实验（误差统计分析）第一节机械加工质量的基本概念产品质量是企业的生命线按现代质量观它包括设计质量、制造质量和服务质量零件制造质量是保证产品质量的基础加工质量指标分加工精度和加工表面质量一、机械加工精度零件加工后实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符的程度。符合程度愈高，加工精度

2、愈高。实际值与理想值之差称为加工误差。常用加工误差的大小来评价加工精度的高低加工误差越小，加工精度越高零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高二、机械加工表面质量（1）表面几何学特征：表面粗糙度、波度（2）表面层材质变化：冷作硬化、残余应力、金相组织变化三、获得加工精度的方法（1）试切法特点：生产率低，工件尺寸误差取决于工人的技术水平。适用小批生产。（2）调整法生产率较高，加工尺寸的稳定性好，适用于大批生产。（3）定尺寸刀具法利用刀具的相应尺寸来保证被加工部位的尺寸。如钻头、铰刀等刀具。（4）主动测量法（自动控制法）在精密机床上利用检测装置

3、测量和控制加工表面尺寸的一种方法。（2）获得形状精度的方法1）轨迹法利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状（车、刨、铣，靠模（配钥匙））2）成形刀具法由刀刃的形状形成工件表面形状3）展成法由切削刃包络面形成工件表面形状（范成法、滚切法）。（3）获得相互位置精度的方法主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证（1）找正装夹法（2）专用夹具法（3）机床装夹法基本概念零件加工的误差是由于工件与刀具在切削过程中相互位置发生变动而造成。（1）工艺系统：工件和刀具安装在夹具和机床上，工件、刀具、夹具、机床构成了一个完整的工艺系统。（2）原始误差：工艺系统的种种误差，是造成零件加工误差的根源，故称

4、之为原始误差。第二节影响加工精度的因素原始误差加工前误差加工中误差加工后误差调整误差机床误差刀具制造误差夹具误差加工原理误差工件装夹误差工艺系统受力变形刀具磨损残余应力引起变形测量误差工艺系统热变形一、加工原理误差近似的成形运动或刃形所产生的误差，多为形状误差举例滚齿、铣齿、车螺纹等注意：原理误差应小于工件公差的10—15%二、机床制造误差及磨损1、什么叫误差的敏感方向？对加工精度影响最大的方向,即通过刀刃的加工表面的法线方向。ΔR=OA-OA=AAcosα+AA2/2R0=δcosα+δ2/2R0当α=0时，ΔR=δ即误差敏感方向当α=90o时，ΔR=δ2/2R0即误差非敏感方向

5、下一页上一页（一）机床导轨直线度误差导轨精度要求主要有以下三方面：①在水平面内的直线度（以卧式车床为例）Δ1将直接反映在工件加工表面法线方向（误差敏感方向）上，误差ΔR=Δ1，对加工精度影响最大。刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。由此产生的圆柱度误差很大。②在垂直面内的直线度Δ２对工件的尺寸和形状误差影响比Δ1小得多对卧式车床ΔR≈Δ22/D若设Δ2=0.1mm,D=40mm，则ΔR=0.00025mm，影响可忽略不计。而对平面磨床、龙门刨床误差将直接反映在工件上。由此产生的圆柱度误差很小。（二）机床导轨与主轴轴线平行度误差（1）机床导轨与主轴轴线在水平面内不平行，工件

6、被加工成锥形体。（2）机床导轨与主轴轴线在垂直面内不平行，工件被加工成双曲面回转体。导轨在垂直面内的直线度的特殊情况为斜坡状加工的工件轴向形状为鞍形。（三）前后导轨有平行度误差（扭曲）使工件产生圆柱度误差。若扭曲误差为δ,工件误差ΔR≈(H/B)δ，一般车床H/B≈2/3，外圆磨床H/B≈1，误差对加工精度影响很大卧式车床或外圆磨床若前后导轨存在平行度误差时，刀具和工件之间相对位置发生变化，刀尖运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生圆柱度误差。前后导轨不平行（扭曲）时，加工半径误差为：ΔR=Δyr=αH=δH/B式中H—车床中心高度B—导轨宽度α—导轨倾斜角δ—前后导轨的扭曲量由此引起

7、工件的圆柱度误差。下一页上一页（四）机床主轴旋转时轴线位置的变化1、主轴回转误差①主轴回转误差概念主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量三种基本形式：a.纯径向跳动b.纯角度摆动c.轴向窜动2、主轴不同形式的回转误差引起的加工误差不同车床上加工外圆内孔时，主轴径向跳动引起工件圆度和圆柱度误差，对工件端面无影响；轴向窜动对圆柱表面影响不大，对端面垂直度平面度影响大，车削螺纹时会造成导程的周期性误差；产生轴向窜动主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂