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《机械加工工艺及装备(第九章 机械加工质量分析和提高生产率的方法)ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第一节概述2.表面层物理力学性能加工表面层物理力学性能包括三方面内容:(1)表面层冷作硬化它是指工件经切削加工后表面层的强度、硬度有提高的现象,也称表面层的冷硬或强化。加工硬化是由切削时的塑性变形引起的。(2)表面层残余应力机械加工中工件表面层组织发生变化时,在表面层及其与基体材料的交界处就会产生互相平衡的弹性应力。这种应力即为表面层的残余应力。表面残余应力由冷态塑性变形、热态塑性变形及金相组织变化所引起。(3)表面层金相组织的变化切削加工(特别是磨削)中的高温使工件表层金属的金相组织发生了变化
2、,大大降低零件使用性能。设计时,根据产品性能、工作条件、使用寿命和制造的经济性来规定零件的质量要求。表示加工精度的参数是零件各部分尺寸公差、各表面的几何形状公差和各表面间相互位置公差。表面质量的参数是表面粗糙度。而对于表面层物理力学性能,一般零件设计图上并不规定这方面的要求。可以认为,当表面粗糙度达到要求时,则表面层的物理力学性能也符合要求。但对一些重要零件,还应对表面层的物理力学性能提出要求,并在机械加工时加以控制。本章的目的就是研究影响加工精度、表面质量的各种因素,弄清楚其影响规律,从而找出
3、减少加工误差、提高加工质量的途径。第一节概述三、影响加工精度的原始误差在机械加工中,零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成,归结到一点,就是取决于工件和刀具在切削运动过程中的相互位置关系及相对运动关系。而工件和刀具又安装在夹具和机床上,受到夹具与机床的约束。因此,在机械加工中,机床、夹具、刀具、工件构成了一个完整的工艺系统。工艺系统中的种种误差,在不同的具体条件下,以不同的程度反映为加工误差。加工精度问题也就牵涉到整个工艺系统的精度问题,工艺系统的误差是加工误差的起因和根源,因此,把工艺系统
4、的误差称之为原始误差。而工件的加工误差则是由工艺系统的原始误差而产生的结果。原始误差分为两大类：第一类是与工艺系统初始状态有关的原始误差。属于这一类的有工件相对于刀具处于静止状态下就已存在的原理误差(采用近似成形法加工造成的误差)、工件定位误差、夹具误差、调整误差、刀具误差等,以及刀具相对工件在运动状态下已存在的机床主轴回转误差、机床导轨导向误差、机床传动链的传动误差等。第二类是与工艺过程有关的原始误差。属于这一类的有工艺系统受力变形、受热变形、刀具磨损、测量误差以及可能出现的因内应力而引起的变
5、形等。为了清晰起见,可将加工过程中可能出现的种种原始误差归纳列表如下:第一节概述视频第二节工艺系统初始状态原始误差对加工精度的影响工艺系统的几何误差,就是机床、夹具、刀具和工件本身的原始制造误差以及机床、夹具和刀具在加工过程中的磨损。这些误差将影响工件的加工精度。一、机床的原始误差机床的原始误差是指在工件加工前,由于机床本身制造、磨损和安装误差引起的工件在加工中的误差,因此也称机床的几何误差。它是通过各种成形运动反映到加工表面上的。机床的成形运动最主要的有两大类,即主轴的回转运动和移动件的直线运
6、动。因此,分析机床的几何误差主要就是分析回转运动、直线运动以及传动链的误差。1.主轴回转运动误差机床主轴的回转误差,对工件的加工精度有直接影响。所谓主轴的回转误差,是指主轴的实际回转轴线相对其理想回转中心的变动量。(1)主轴回转误差的基本形式1)端面圆跳动瞬时回转轴线沿理想回转轴线方向的轴向运动,如图9-1a所示的Δy值。2)径向圆跳动瞬时回转轴线始终平行于理想回转轴线方向的径向运动,如图9-1b所示的Δr值。3)斜向圆跳动瞬时回转轴线与理想回转轴线成一倾斜角度,其交点位置固定不变的运动,如图9
7、-1c所示的Δα值。图9-1主轴回转误差的基本形式a)端面圆跳动b)径向圆跳动c)斜向圆跳动第二节工艺系统初始状态原始误差对加工精度的影响(2)主轴回转误差对加工精度的影响 不同形式的主轴回转误差产生不同的加工误差,同一形式的回转误差随不同的加工方法产生不同的加工误差。主轴的纯径向圆跳动会使工件产生圆度误差,但加工方法不同(如镗削和车削,前者为刀具回转,后者为工件回转),影响程度也不尽相同。如图9-2所示在镗床上镗孔的情况。图9-2径向圆跳动对镗孔的影响第二节工艺系统初始状态原始误差对加工精度的
8、影响图9-3径向跳动对车削的影响第二节工艺系统初始状态原始误差对加工精度的影响此时,车刀刀尖到平均回转轴线O的距离是定值R,实际回转轴线O'相对O的变动h=Acosφ。若车刀切在工件表面1处,切出的实际半径为R1=R-A;当工件转过φ角后,处于1'位置时,切出实际半径Rφ=R-h=R-Acosφ,则在固定坐标系中y=A+(R-h)cosφ=A+(R-Acosφ)cosφ=A(1-cos2φ)+Rcosφ=Asin2φ+Rcosφz=(R-h)sinφ=(R-Acosφ)sinφ=Rsinφ-As
