机械加工质量及其控制教程.pptVIP

分布曲线法应用举例 确定工序能力 减少废品的改进措施 存在常值系统误差：调整机床（将分布中心调整至公差带中心位置），消除常值系统误差 工序能力低下（四级）：更换成更高精度机床，减少随机误差 分布曲线法 缺憾： 分布曲线法分析加工误差时，需在全部工件加工完成后进行，不能反映零件加工的先后顺序 不能将按照一定规律变化的系统误差与随机误差区分开来 不能在加工进行过程中提供控制工艺的资料 点图法 逐点点图（单值点图） 在一批零件的加工过程中，依次测量每个零件的加工尺寸，并按顺序记入以零件号为横坐标、零件尺寸为纵坐标的图标中 x-R图 由小样本均值x的点图和小样本极差R的点图构成 逐点点图 车床上采用调整法加工一批零件轴颈获得的点图 由于加工中刀具磨损比较显著，造成工件直径尺寸增大，出现近似平顶分布，6σ不能反映工序的随机误差。 常值系统误差为△s； 变值系统误差的变化斜率为tanα； 随机误差的分布宽度为6 σ’。 △s Dm α 6σ’ 6σ 序号 尺寸 x-R图 组成 小样本均值点图 小样本极差点图 定义 样组序号 UCL LCL xi x 样组序号 UR R Ri 上控制线 下控制线 均值线 均值线 上控制线 每组件数 A D 4 5 6 0.73 0.58 0.48 2.28 2.11 2.00 x-R图 意义 小样本均值点图：反映工艺过程质量指标分布中心（系统误差）的变化 小样本极差点图：反映工艺过程质量指标分散范围（随机误差）的变化 应用 两图同时使用 生产过程稳定的三要素 两图中没有点超出控制线； 大部分点在均值上下波动，下部分点在控制线附近； 点没有明显的上升或下降倾向和周期性波动等规律性变化。 样组序号 UCL LCL xi x 样组序号 UR R Ri 4.7 机械加工表面质量 学习要点： 掌握加工硬化和表面残余应力的概念及其对零件使用性能的影响； 了解磨削表面烧伤、磨削表面裂纹的产生原因及控制措施。 4.7 机械加工表面质量 机械加工表面质量的内涵 机械加工表面质量 / 加工表面完整性 4.7 机械加工表面质量 加工表面变质层 机械加工后，零件一定深度表面层的物理力学性质等方面的质量与基体相比发生的变化 变质层 构成 厚度 成因 吸附层 污染层、化合物层、物理化学吸附层、异物嵌入层（积屑瘤碎片、磨粒嵌入） 8?m 外界因素 结晶组织变化层（压缩层） 非晶体层、微细结晶层、位错密度升高层、孪晶层、便面合金化层、纤维化层、相变层、再结晶层 几十至几百微米 切削力引起塑性变形 应力变质层 残余应力层 加工硬化、残余应力 加工硬化 概念 经切削加工过的表面，其硬度往往比基体硬度高出1~2倍，硬化层深度可达几十微米至几百微米。这种不经热处理造成的表面硬化现象称为加工硬化 对零件使用性能的影响 硬度提高使耐磨性提高； 脆性增加使冲击耐性降低； 硬度提高增加刀具磨损，减少道具寿命； 残余应力 概念 切削加工后，表面层体积发生变化，使表层产生膨胀或收缩，但受基体阻碍，从而在表面存在残余应力 常温下金属产生塑性变形时比容增大 金属在高温下产生塑性变形，冷却到常温时表面收缩，体积缩小 表层产生金相组织变化，由于多相比容不同，使其体积变化 对零件使用性能的影响 压应力：避免或延缓疲劳裂纹产生，提高抗腐蚀性能 拉应力：疲劳强度和抗腐蚀性能下降 采用表面强化工艺：滚压、喷丸等，获得表面残余压应力 表面质量实例分析----磨削加工 磨削加工表面粗糙度（p150） 降低表面粗糙度措施 增大Vc/Vw，单位时间进入切削的磨粒数增加，参加切削的微刃增多 选择大m，砂轮细（但过细砂粒阻塞砂轮，产生烧伤） 精细修整砂轮（在一个沙粒上修出多个微刃） 增加清磨次数（停止进给，反复磨削） 选择大直径、大宽度砂轮 减小轴向进给量 磨削烧伤与磨削裂纹 磨削烧伤 磨削工件时，当工件表层温度达到或超过金属材料的相变温度时，表层金属材料的金相组织发生变化，表层显微硬度也相应变化，并伴随残余应力，甚至出现微裂纹，同时出现彩色氧化膜（浅黄、浅褐、褐色），这种现象称磨削烧伤。 磨削烧伤与磨削裂纹 磨削淬火钢时磨削烧伤的三种类型 回火烧伤：磨削区温度超过250~300oC，超过马氏体的转变温度而未达到相变温度，表层金相组织的马氏体组织转变为硬度较低的回火组织（索氏体或屈氏体），即为回火烧伤 淬火烧伤：磨削区温度超过700oC，超过相变温度，若又马上受到冷却液的急冷，最外层二次淬火，形成二次淬火层（马氏体组织，硬度比原来高，厚度4~6mm）；但该层以下由于冷却缓慢形成回火组织（硬度比原马氏体低），即为淬火烧伤。 退火烧伤：磨削不用切削液，磨削温度超过相变温度，由于工件冷却缓慢，磨后表面硬度大大降低，即为退火烧伤。 淬火高速钢