机械加工质量分析与控制.pdf

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1、第二章机械加工质量分析与控制•§1概述•一、机械加工质量及分类机器的基本要求：使用性能和寿命(高速、重载)生产要求：优质、高产(生产率)、低消耗(成本/效益)质量：产品的优劣程度；品质。机器：由相互关联的零、部件组装而成。•零件质量（材料性质、构成的几何参数、•表面层物理机械参数）•机器装配质量。机械加工质量：?分类①机械加工精度（零件是由一定形状、大小、相互位置的关系表面构成）②机械加工表面质量（构成零件每一表面本身的质量的特性）波长：L；波高：H宏观几何形状（L/H>1000;几何形状精度）：力热变形；中间几

2、何形状（L/H=1000-50;波度）：低频振动；微观几何形状（L/H=50-0;粗糙度）：刀尖轨迹（高频振动）摩擦塑变二、机械加工精度•1、机械加工精度的基本概念：•①定义：是指零件在加工后的实际几何参数（尺寸、几何形状、表而间相互位置）与理想状况下零件的相符合程度。•②内容：零件的组成元素（点、线、面）自身特性和相互之间的关系。•精度：尺、形、位置精确程度•误差：尺、形、位置的相差程度•正确度：仪器实际测量对理想测量的符合程度。•精密度：一定条件下进行多次测量，其结果之间的符合程度。•准确度：测量结果与被测量

3、真值的接近程度。1、机械加工精度的基本概念（a）尺寸精度——零件的实际尺寸与理想尺寸相符合的程度。零件的长度、宽度、高度、直径等。（b）几何形状精度——零件在几何形状上的符合程度直线度、平面度、园度、园柱度、线（面）轮廓度。（c）位置精度——不同表面之间相互位置的正确程度。•平行度、垂直度、同轴度、对称度、倾斜度、位置度、园（端）跳动。（d）三者之间的关系：•尺寸精度要求包含一定的几何形状精度和位置精度；•几何形状精度包含有一定的位置精度。•形状精度占尺寸精度中有1/3—1/2；•例如：圆度与直径；平面度与平行度

4、；2、研究加工精度的目的和意义（1）理想零件的可获得性：任何一种加工方法、一个成熟工艺，不论有多么精密，不可能得到理想零件；（2）绝对准确的必要性：从机器的使用角度来看，零件的尺寸、形状、位置关系，允许有一定的误差存在；（3）加工精度的可控性：寻求精度的规律，分析影响精度的各个工艺因素；（4）产品质量的可保证性：根据需要保证精度、提高生产率、降低成本；取得效益（大、批量生产，单件）。3、机械加工精度的研究内容（1）加工精度的发展性：每50年提高一个数量级，1800年：1mm（1786年汽缸镗床）1850年：提高到

5、了0.1mm，1900年：为0.01mm，1950年：达到了0.001mm，1970年：最高精度达到了0.0001mm，2000年：开始进行1nm。3、机械加工精度的研究内容•（2）主要研究内容•①机械加工精度的获得方法。•②各种因素对加工精度的影响及其控制。•③加工误差分析的估算。•④提高机械加工精度的主要途径。§2机械加工精度的获得方法•一、获得尺寸精度的方法：•二、获得形状精度的方法。•三、获得位置精度的方法一、获得尺寸精度的方法（1）•1、试切法：•①定义：用试切——测量——调整——再试切的反复过程来获得

6、尺寸精度的方法。•②特点：效率低；要求操作者有较高的技术水平；可以获得较高的尺寸精度，但质量稳定性差；适用于单件，小批生产，是最早采用的加工方法，也是目前用来得到高精度的主要方法之一。一、获得尺寸精度的方法（2）•2、定尺寸刀具法：•①定义：用具有一定形状、尺寸的刀具或组合刀具进行切削加工，获得尺寸精度的方法。•如：钻孔、扩（绞）孔、拉孔、攻丝、镗刀块加工内孔，组合铣刀铣削槽面及侧面以及成形刀具加工方法。•②特点：效率高；成本较高；多用在孔、螺纹等形面的加工以及大批量生产中。•由于工件的形状、尺寸是刀具来保证的，

7、刀具在加工过程中有磨损，对精度有影响。一、获得尺寸精度的方法（3）•3、调整法：(1)定义：按工件规定的尺寸，预先调整机床、夹具、刀具和工件的相互位置，再进行切削加工，自动获得尺寸精度的方法。•（a）静调整法（又称样件法）•在不切削的情况下，用对刀块或样件来调整刀具位置的方法。•（b）动调整法（又称尺寸调整法）•按试切零件（直接测量零件尺寸）满足加工精度要要求为准则来进行调整的方法。通常可以试切一件或一组（2～15件）(2)特点：尺寸精度取决于调整精度，对调整工技术水平要求高，而对操作工的技术水平要求低；精度取决

8、于机床的精度；加工效率较高；调整工作费工费时，适用于大、批量生产。其中：“动调整法”精度较高（已考虑切削过程中力等影响）一、获得尺寸精度的方法（4）•4、自动控制法•①定义：用主动测量装置、控制装置、伺服进给装置组成一个自动加工的循环系统，通过加工过程中的自动测量、补偿调整、切削加工等一系列工作，自动获得尺寸精度的方法。•（自动化了的试切法）•②特点：生产效率高，精度稳定