汽车制造工艺学第三章 机械加工质量.docVIP

第三章 机械加工质量 §3-1 概述 一、加工精度 零件加工以后的尺寸、几何形状及表面间位置等的实际值与理论值相接近的程度。 精度等级的选择标准： 在满足零件的使用要求的前提下，选取最经济的公差。 二、表面质量 §3-2 产生加工误差的主要因素 七项： （一）、加工原理误差 （二）、机床、刀具、夹具的制造误差及磨损 （四）、工艺系统的受力变形 （五）、工艺系统的热变形 （六）、工件内应力的影响 （七）、度量误差和调整误差 一、加工原理误差（理论误差、方法误差） 由于采用了近似的加工方法及近似的传动比和近似的刀具而产生的误差。 如滚切渐开线齿轮： ∵滚刀的齿数有限 ∴滚切的渐开线不是理想的光滑渐开线，只是多条趋近于该曲线的直线 另外，滚刀也是近似形状的刀具 二、机床误差 1. 机床导轨的直线度 a. 车床导轨在水平面内直线度误差对工件直径影响很大，必须控制。 b．车床导轨在垂直面内直线度误差对工件直径影响甚微。 2．机床主轴轴线与导轨的平行度 a. 车床主轴轴线与导轨在水平面内不平行时 b．车床主轴轴线与导轨在垂直面内不平行时 3. 机床主轴旋转时轴线位置的变化 a．机床精度对工件加工精度影响 b．机床主轴、轴承、导轨等的磨损影响工件加工精度 三、刀具误差 1. 刀具制造误差： 2. 刀具磨损： 四、工艺系统的弹性变形（受力变形） 1. 概念 (1). 工艺系统：由机床、夹具、刀具和工件所组成的系统。 (2). 工艺系统的刚度：抵抗变形的能力 ——法向切削力 y——在，，综合作用下刀具相对于工件的法向压移 2. 机床的刚度及其对加工精度的影响 车床顶尖间加工光轴，工件为刚体 ——机床压移量 ——工件轴线在离床头x处移动量 ——刀具压移 ——离床头x处机床刚度 3. 工件的刚度及其对加工精度的影响 4. 刀具的刚度及其对加工精度的影响 刀具的刚度与主轴刚度和刀杆刚度有关。 5. 工艺系统的刚度及其对加工精度的影响 (1). 工艺系统的刚度 ∵ ——工艺系统变形量 ——机床变形 ——工件变形 ——刀具变形 即 （柔度） (2). 误差复映规律 由于零件余量材质不均，引起切削力变化，使系统发生相应的位移，被加工工件的尺寸、形状误差与加工以前相似。 车削后工件直径误差为： ，——切削深度为、时工艺系统的弹性压移 ，——切削深度为、时工件法向切削分力 ∵ （----主要与刀具几何角度有关的系数，≈0.4） （----与工件材料、刀具几何形状有关的系数） （----进给量） ∴ 误差复映函数： ，越来越小，↑精度。 五、工艺系统的热变形 1. 机床热变形 减少机床热变形措施： (1). 精密机床放在恒温室（20±0.5℃） (2). 加工前预热机床 (3). 改善冷却润滑系统 (4). 改进机床结构（金刚镗床，数控机床） 2. 刀具热变形 减少刀具热变形措施： (1). 采用充分冷却 (2). 减少刀具伸出长度 (3). 加大刀杆断面面积及加大硬质合金硬度 3. 工件的热变形——主要受切削热 如：单面加工薄片类零件： 减少热变形措施： (1). 采取强烈冷却 (2). 增加切削速度，使大部分切削热来不及传至工件而随切屑带走 (3). 粗加工后放一段时间再精加工 (4). 磨削时采用大直径砂轮 六、工件内应力（残余应力）的影响 在没有外载的情况下存在于工件内部的应力——内应力 特点： (1). 内应力由拉应力与压应力同时存在，一般应力达成平衡状态，合力为零。当外界条件发生变化（受力或热作用），平衡遭到破坏，工件产生变形，便达到新的平衡状态（应力重新分布）。 (2). 随着时间的变化，应力能逐渐减少或消失。 使工件产生内应力的原因是由于零件材料不均匀的体积变化所引起，它来源于： (1). 零件不均匀的加热和冷却 (2). 零件材料金相组织的转变 (3). 强化时塑性变形的结果 清除内应力的方法： (1). (2). 粗加工后保留一段时间再精加工 七、度量误差及调整误差 1. 度量误差：工件的度量尺寸与工件的实际尺寸的差值。 产生度量误差的原因： (1). 量具本身的精度 (2). 温度的影响 (3). 人的主观因素 控制在工件公差的 2. 调整误差：在加工中由于工艺系统（机床—夹具—刀具）未调整到正确的加工位置而产生的误差。 §3-3 加工误差分析 一、加工误差的分类 （一）系统性误差 1. 常值系统性误差：误差的大小及正负值大致不变（大小相等，符号相同） ，，，， 2. 变值系统性误差： ， （二）偶然性误差 使工件尺寸呈无规律变化的误差 ， ， ， 二、加工精度的统计分析法 （一）分布曲线法 一批工件总数极大，加工误差由许多相互独立的微弱的因素引起，无优势误差，在机床上用调整法加工一批工件所得的尺寸分布曲线常与正态分布曲线相近