第3章工件的机械加工质量.ppt

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1、第三章工件的机械加工质量产品的质量取决于零件的加工质量和产品的装配质量.零件的加工质量是保证产品质量的基础。机械制造工艺问题的三个指标：质量、生产率、经济性（制造成本）,质量是第一位的。因此，研究工件的机械加工质量具有极其重要的意义。本章内容：加工质量的概念、加工误差的形成与影响因素、加工质量对零件使用性能的影响。尺寸精度形状精度（宏观）位置精度（加工精度以公差值或公差等级表示）加工精度表面质量表面几何学特征表层材质变化表面粗糙度（微观不平程度）Rz、Ra等波度（宏观与微观之间）Rw表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力机械加工质量包含的内容第一节机械加工

2、质量的基本概念一、机械加工精度：1、加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。符合程度越高，加工精度越高，实际生产中零件不可能与理想的要求完全符合。2、加工误差：指加工后的实际几何参数（尺寸，形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的偏离程度，从保证产品使用性能分析允许有一定的加工误差。3、两者关系：两者从不同角度来评定加工零件的几何参数。加工精度的高低是由加工误差的小大来表示的，保证和提高加工精度问题，实际上是限制和降低加工误差问题。4、加工精度的合理制定：一般加工精度越高则加工成本相对越高，生产效率则相对越低，因此设计人员应根据零件的使用要求

3、，合理规定零件的加工精度，并尽量提高生产率和降低成本5、工艺系统：在机械加工时，机床、刀具，夹具和工件构成一个完整的系统，为工艺系统。6、原始误差：工艺系统的各种误差叫原始误差。研究加工精度的目的，就是要弄清各种原始误差的物理，力学本质，以及他们对加工精度影响的规律，掌握控制加工误差的方法，获得预期的加工精度，需要时找出进一步提高加工精度的途径。二、机械加工表面质量零件的表面质量包括表面粗糙度和表面层的物理力学性能（1）表面几何学特征：指零件最外层表面的微观几何形状（2）表面层材质的变化：指在一定深度的零件表面层出现与基体材料组织不同的变质情况。获得加工精度

4、的方法和经济加工精度（一）获得尺寸精度的方法试切法——单件小批生产的常用方法定尺寸刀具法——钻、铰加工等调整法——借助定程机构和对刀装置,是批量生产中的常用方法自动控制法——借助自动测量和数控系统（二）获得形状精度的方法轨迹法：刀尖相对于工件的运动轨迹形成工件表面（例如靠模法加工），一个独立的成型运动（一般是刀架的运动）。成型法：成型刀具的切削刃切削出工件表面（切削刃形状、安装精度形状精度），刀架做简单运动而非成形运动。相切法：刀具切削刃为旋转切削刀具的切削点，刀具旋转轴的运动轨迹是被加工表面的等距线（刀具轴线轨迹精度—>形状精度），两个独立的成形运动（刀

5、具旋转运动、刀具中心运动）。展成法：刀具相对于工件作展成运动，切削刃包络出加工表面（切削刃精度、展成运动中的传动精度形状精度），一个独立的复合成型运动。（三）获得位置精度的方法找正装夹法：分直接找正与划线找正两种。机床夹具装夹法：此部分内容在第4章专门讲解（四）经济加工精度在正常的生产条件下(机床设备、工艺装备、切削用量、工人等级，工时定额)所能达到的公差等级和相应的表面粗糙度范围。此部分内容在第5章专门讲解：加工表面的几何形貌（1）表面粗糙度：是加工表面波长与波高的比值L/H<50的微观几何轮廓，它主要取决于切削残留面的高度；（2）表面波纹度：是加工表面

6、波长与波高的比值L/H=50-1000的几何轮廓，它是由加工中的振动引起的；第二节影响加工精度的因素工艺系统：机加时，机床、夹具、工件和刀具构成的系统加工精度问题涉及到整个工艺系统的精度问题。影响加工精度的因素：——定位误差、安装误差、对刀误差——机床误差、刀具误差、夹具误差(制造误差)——工艺系统的弹性变形、热变形、磨损等影响加工精度的工艺因素也可分为：(1)工艺系统的原有误差：加工原理误差、机床误差、夹具误差、安装误差、刀具误差、测量误差等(2)加工过程中的误差主要有工艺系统的受力变形、受热变形、磨损和残余应力变形等。本节研究除定位误差、安装误差、对刀误

7、差、夹具制造误差外的其他因素对加工精度的影响一、（加工）原理误差原理误差是指由于采用近似的加工方法、近似的成形运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是若干段直线构成的折线。成形车刀、成形铣刀也采用了近似的刀具轮廓。采用近似的成形运动和刀具刃形，只要误差足够小（小于工件公差值的15%），不但可以简化机床或刀具的结构，而且能提高生产效率和加工的经济效益。如图所示发生线在

8、基圆上纯滚动时,其上任一点K的轨迹称为渐开线。θK称