最新机械加工质量分析及控制教学讲义ppt.ppt

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1、机械加工质量分析及控制一、加工精度和表面质量的概念在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和工件间的正确位置发生偏移，因而加工出来的零件不可能与理想的要求完全符合，两者的符合程度可用机械加工精度和加工误差来表示。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。1、机械加工精度：2、加工误差：是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的偏离程度。加工精度越高，则加工误差越小，反之越大。1)测量误差。由量具本身精度度、测量方法及使用条件引起。2)进给机构的位移误差。在微量调整刀具的位置、低速微量进

2、给中，常常出现进给机构的“爬行”现象，其结果使刀具的实际位移与刻度盘上的数值不一致、造成加工误差。3)试切时与正式切削时切削层厚度不同的影响。精加工时，切削刃只起挤压作用而不起切削作用，但正式切削时的深度较大工件。这时，引起调整误差的因素有：(2)调整法影响调整精度的因素有：1）上述影响试切法调整精度的因素，因为采用调整法对工艺系统进行调整时，也要以试切为依据。2）用定程机构调整时，调整精度取决于行程挡块、靠模及凸轮等机构的制造精度和刚度；3）用样件或样板调整时，调整精度取决于祥件或样板的制造、安装和对刀精度；4）工艺系统初调好以后，—般要试

3、切几个工件，并以其平均尺寸作为判断调整是否准确的依据。由于试切加工的工件数(称为抽样件数)不可能太多，不能完全反映整批工件切削过程中的各种随机误差，故试切加工几个工件的平均尺寸与总体尺寸不能完全符合，也造成加工误差。三、加工表面质量对零件使用性能的影响1.表面质量对零件耐磨性的影响（1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响一对刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间，最初阶段只是在表面粗糙度的峰部接触，实际接触面积远小于理论接触面积，在相互接触的峰部，有非常大的单位压力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重磨损。零件磨损的特

4、点:零件磨损一般可分为三个阶段，图中Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个区域分别表示了这三个阶段。Ⅰ：磨损快、时间较短。Ⅱ：随着表面粗糙度峰部不断被碾平和被剪切，实际接触面积不断加大，单位压力也逐渐减小，摩擦副即进入正常磨损阶段。正常磨损阶段经历的时间较长。Ⅲ：随着表面粗糙度的峰部不断被碾平和被剪切，接触面积越大，零件间的金属分子亲和力增大，表面间机械咬合作用增大，磨损急剧增加。Ⅲ区是剧烈磨损区，此时摩擦副不能正常工作。ⅢⅡⅠ磨损量工作时间Ⅰ—初期磨损阶段Ⅱ—正常磨损阶段Ⅲ—剧烈磨损阶段表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说来，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。

5、但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的表面粗糙度有一个最佳值——一般由试验确定。平均磨损量，%表面粗糙度发动机活塞销最合适的表面粗糙度值（2）表面冷作硬化对零件耐磨性的影响加工表面的冷作硬化，使摩擦副表面层金属的显微硬度提高，减少了摩擦副接触处的弹性和塑性变形，故一般可使耐磨性提高。但也不是冷作硬化程度越高耐磨性也越高，这是因为过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松，甚至出现裂纹和表层金属的剥落，使耐磨性下降。磨损量HB32034036038040042044050607080902.表面质

6、量对零件疲劳强度的影响金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面或表面冷硬层下面，因此零件的表面质量对疲劳强度影响较大。（1）表面粗糙度对零件疲劳强度的影响在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。表面粗糙度值越大，表面的裂纹越深，纹底半径越小，抗疲劳破坏的能力越差。零件上易产生应力集中的沟槽、圆角等处的表面粗糙度，对疲劳强度的影响更大。（2）残余应力对零件疲劳强度的影响残余应力对疲劳强度强度的影响较大。表面残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏；而表面残余压应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的发

7、生，有利于提高疲劳强度。（3）冷作硬化对零件疲劳强度的影响表面冷作硬化一般伴有残余压应力的产生，可以防止裂纹产生并阻止已有裂纹的扩展，对提高疲劳强度有利。但表面冷作硬化过高时，可能会产生较大的脆性裂纹，从而降低疲劳强度。3.表面质量对耐腐蚀性能的影响（1）表面粗糙度对零件耐蚀性的影响大气里气体、液体与金属工件接触，会在金属表面凝聚而使金属腐蚀。表面粗糙度越大，接触面越大，腐蚀物质越易沉积于凹坑中，耐蚀性越差。（2）表面层金属力学物理性能对零件耐蚀性的影响当零件表面有残余压应力时，有利于阻止表面裂纹的进一步扩大，耐蚀性提高；当零件表面有残余拉应

8、力时，则会使表面裂纹的进一步扩大，耐蚀性变差。4.表面质量对零件配合质量的影响（1）间隙配合对于间隙配合，工作表面越粗糙，磨损越大，使配合间隙很快增大，从而改变原有