第四章机械加工精度及加工表面质量分析

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1、第四章机械加工精度及表面质量分析第一节机械加工精度概述第二节影响加工误差的因素第三节加工误差的统计分析第四节提高加工精度的途径第五节机械加工后的表面质量第六节机械加工后的表面粗糙度和表面层物理机械性能的影响因素第七节控制加工表面质量的工艺途径第一节机械加工精度概述一、加工精度1、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。符合程度越高，加工精度越高。一般机械加工精度是在零件工作图上给定的，其包括：1）尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。2）形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符

2、的程度。3）位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。2、获得加工精度的方法：1）试切法：即试切--测量--再试切--直至测量结果达到图纸给定要求的方法。如图a2）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证加工表面的尺寸。如:孔加工、成形刀具3）调整法：按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。如图b3、加工误差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工误差的方法来保

3、证加工精度。4、误差的敏感方向：加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。例如：车削外圆柱面，加工误差敏感方向为外圆的直径方向。二、加工经济精度由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。加工误差δ与加工成本C成反比关系。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，在这个范围内都可以说是经济的。三、研究机械加工精度的方

4、法—因素分析法和统计分析法。因素分析法：通过分析、计算或实验、测试等方法，研究某一确定因素对加工精度的影响。一般不考虑其它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独的变化规律；统计分析法：运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。主要是研究各项误差综合的变化规律，只适合于大批、大量的生产条件。四、原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统（简称工艺系统）会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式（或扩大、或缩小）反映为工件的加工误差。工艺系统中凡是能

5、直接引起加工误差的因素都称为原始误差。工艺系统的原始误差主要有：1、加工前的误差（原理误差、调整误差、工艺系统的几何误差、定位误差）2、加工过程中的误差（工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差）3、加工后的误差（工件内应力重新分布引起的变形以及测量误差）等。第二节影响加工误差的因素一、加工前的误差（原理误差、机床调整误差、定位误差、工艺系统的几何误差）（一）、加工原理误差：定义：由于采用近似的加工运动或近似的刀具轮廓所产生的加工误差，为加工原理误差。（1）采用近似的刀具轮廓形状：例如：模数铣刀铣齿轮。（2）采用近

6、似的加工运动：例如：车削蜗杆时，由于蜗杆螺距Pg=πm，而π=3.1415926…，是无理数，所以螺距值只能用近似值代替。因而，刀具与工件之间的螺旋轨迹是近似的加工运动。在曲线或曲面的数控加工中，刀具相对于工件的成形运动是近似的；又如滚齿用的齿轮滚刀有两种误差：一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓形误差；二是由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是条由微小折线段组成的曲线，和理论上的光滑渐开线有差异，从而产生加工原理误差。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，但往往可简化机床结构

7、或刀具形状，提高生产效率，且能得到满足要求的加工精度。因此，只要这种方法产生的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。（二）机床调整误差：机床调整：是指使刀具的切削刃与定位基准保持正确位置的过程。（1）进给机构的调整误差：主要指进刀位置误差；（2）定位元件的位置误差：使工件与机床之间的位置不正确，而产生误差；（3）模板（或样板）的制造误差：使对刀不准确。（三）装夹误差：定义：工件在装夹过程中产生的误差，为装夹误差。装夹误差包括定位误差和夹紧误差。定位误差是指一批工件采用调整法加工时因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量

8、。定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。1、基准不重合误差在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来