机械制造技术与设备 教学课件 作者 周同玉 第8章　机械加工质量分析.ppt

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1、机械制造技术与设备主编第8章　机械加工质量分析1)掌握加工精度与加工误差的区别和联系。2)掌握影响加工精度的因素，并能正确地分析产生加工误差的原因。3)掌握误差复映规律。4)掌握加工误差的性质，能对加工误差进行综合分析，掌握正态分布曲线的绘制方法及应用。5)了解表面质量对零件使用性能的影响。8.1　概述8.2　加工误差综合分析8.3　机械加工的表面质量8.1　概述8.1.1　加工原理误差(理论误差)加工原理误差是由于采用了近似轮廓形状的刀具或近似的加工运动而产生的加工误差。8.1.2　机床、刀具和夹具本身的误差1.机床误差(1)主轴回转误差对加工精度的影响　主轴回转误

2、差有三种形式：轴向窜动、纯径向跳动和纯角度摆动，如图8-1所示。图8-1　主轴回转误差的基本形式8.1　概述图8-2　回转误差对加工精度的影响8.1　概述图8-3　纯径向圆跳动对镗孔圆度的影响8.1　概述图8-4　车削时纯径向圆跳动对圆度的影响8.1　概述图8-5　主轴的纯轴向窜动8.1　概述图8-6　纯角度摆动对镗孔的影响(2)导轨误差　导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，8.1　概述也是运动的基准，它的各项误差将直接影响被加工零件的精度。图8-7　机床导轨的扭曲对加工误差的影响8.1　概述8Z8.tif8.1　概述8Z9.tif2.刀具误差8.1　概述8Z10

3、.tif3.夹具误差8.1　概述8.1.3　工件在机床或夹具上安装时的定位和夹紧误差工件安装时，基准不重合、定位件和定位面本身的制造误差以及它们之间的配合间隙，都将引起工件的定位误差。8.1.4　工艺系统受力变形所引起的加工误差在加工过程中，工艺系统会受到切削力、传动力、夹紧力、重力以及其他控制力和干扰力的作用。1.工艺系统在加工工件不同部位时刚度不等而产生的加工误差图8-11　光轴车削时的受力变形8.1　概述8Z12.tif2.在加工过程中由于切削力的变化而产生的加工误差8.1　概述图8-13　误差的复映3.由于夹紧变形而引起的加工误差8.1　概述图8-14　由于夹

4、紧变形而造成的加工误差4.其他力所引起的加工误差8.1　概述图8-15　由于重力变形而造成的加工误差5.为减小工艺系统变形对加工误差的影响应采取的措施8.1　概述8.1.5　工艺系统热变形1.工艺系统热变形的现象2.机床的热变形图8-16　车床的热变形8.1　概述3.工件热变形及其对加工精度的影响1)在切削区施加充足的切削液。2)提高切削速度或进给量，以减少传入工件的热量。3)粗、精加工分开，使粗加工的余热不带到精加工工序中。4)及时刃磨、修正刀具和砂轮，以减少切削热和磨削热。5)使工件在夹紧状态下有一定的伸缩自由(如采用弹簧后顶尖等)。8.1.6　工件因内应力而引起

5、加工误差内应力是在没有外界载荷的情况下，存在于零件内部互相平衡的应力。8.1　概述图8-17　由于内应力而引起的变形1)安排热处理工序来消除毛坯和零件粗加工后产生的内应力，对于特别精密的零件，还要进行多次消除内应力的热处理工序。8.1　概述2)对于构造复杂、刚度低的零件，将工艺过程分为粗、半精、精三个加工阶段，以减小内应力引起的变形。3)严格控制切削用量和刀具磨损，使零件不致产生较大的内应力。4)合理设计零件结构，尽量减小各部分厚度尺寸差值，以减小毛坯制造中的内应力。5)采用无切削力的特种工艺方法，如电化学加工、电蚀加工等。8.2　加工误差综合分析8.2.1　加工误差

6、的性质根据加工误差的性质不同可将误差分为两类：系统性误差和随机性误差。1.系统性误差2.随机性误差(偶然性误差)8.2.2　分布曲线法加工误差统计分析法是以实测数据为基础，应用概率论理论和数理统计的方法分析计算一批工件的误差，从而总结规律，提出消除或控制误差的一种方法。8.2　加工误差综合分析表8-1　轴颈尺寸频数表8.2　加工误差综合分析图8-18　零件的尺寸分布曲线8.2　加工误差综合分析图8-19　正态分布曲线8.2　加工误差综合分析1)算术平均值决定了这一曲线的位置，由方程式可知曲线在左右两部分是对称的。图8-20　等于零时的正态分布曲线8.2　加工误差综合

7、分析2)方均根偏差σ是决定曲线形状的唯一参数。3)正态分布曲线与横坐标没有交点。4)对任一尺寸范围内零件出现概率的计图8-21　不同σ值的正态分布曲线8.2　加工误差综合分析8.2　加工误差综合分析8Z22.tif8.2　加工误差综合分析图8-23　零件尺寸在范围内出现的概率8.2　加工误差综合分析表　8-28.2　加工误差综合分析图8-24　T＞6σ的正态分布曲线8.2　加工误差综合分析图8-25　不对称分布曲线8.2　加工误差综合分析表8-3　工艺等级8.3　机械加工的表面质量8.3.1　概述机械加工的表面质量是指零件加工后的表面层状态，它是判