机械制造基础 第2版 教学课件 作者 苏建修 第9章 机械加工质量.pptVIP

第9章 机械加工质量 9．1 概 述 9．1．1机械加工精度 1．加工精度的概念:机械加工精度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。而它们之间不相符合（或差异）的程度称为加工误差。加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示，所谓保证加工精度，即指控制加工误差。 2． 获得规定的加工精度的方法 （1）获得尺寸精度的方法:试切法,定尺寸刀具法,调整法 ,自动控制法 . （2）获得形状精度的方法:刀尖轨迹法,成形刀具法,仿形法,展成法. （3）获得位置精度的方法:主要靠机床的运动之间、机床的运动与工件装夹后的位置之间及各工位位置之间的相互正确程度来保证。 9．1．2机械加工表面质量 1．表面质量的含义:即表面几何形状和表面层的物理力学性能。 （1）表面几何形状 :表面粗糙度,表面波度,宏观几何形状偏差。 9．2 影响机械加工精度的因素 在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。影响零件加工精度（或加工误差）的因素可以归纳为以下三个方面：工艺系统的几何误差；工艺系统的力效应；工艺系统的热变形。 9．2．1工艺系统的几何误差对加工精度的影响 1．加工原理误差:加工原理误差是指在加工工件时采用了近似的加工运动或近似的刀具刀刃廓形而产生的误差。 2．机床的几何误差 :机床误差中对加工精度影响较大的是主轴回转误差、导轨导向误差、传动链传动误差。 （1）主轴回转误差:主轴回转误差就是主轴的瞬时回转轴线相对于其平均回转轴线在加工表面的法线方向上的最大变动量。 9．2．1工艺系统的几何误差对加工精度的影响(续) （2）导轨误差:对机床导轨的精度要求主要有在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；两导轨的平行度。 9．2．2工艺系统力效应对加工精度的影响 在机械加工中，工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、重力和惯性力等外力作用下会产生弹性变形，从而破坏已经调整好的工件和刀具之间的相对位置，使工件产生几何形状误差和尺寸误差。 9．2．2工艺系统力效应对加工精度的影响(续) 工艺系统刚度对加工精度的影响可归纳为切削力对加工精度的影响和其它作用力对加工精度的影响。 （1）切削力的变化对加工精度的影响 1）切削力作用点位置的变化引起的加工误差。 9．2．3工艺系统热变形对加工精度的影响 1. 机床热变形对加工精度的影响:在机床的热变形中，以主轴部件、床身导轨及两者相对位置的热变形对加工误差的影响最为突出。 9．3 机械加工精度的综合分析 9．3．1加工误差的性质 各种因素产生的加工误差按其出现的有无规律，可分为两大类，即系统误差和随机误差。 （1）系统误差 。当顺次加工一批零件时，若产生的误差大小和方向都保持不变或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。前者为常值系统误差，后者为变值系统误差。 （2）随机误差。 顺次加工一批零件时，产生的误差大小和方向均是无规律地变化，这种误差称为随机误差。 9.3.2 加工误差的统计分析 机械加工中常用的误差统计分析方法有分布曲线法和点图法。 1.分布曲线法:分布曲线法就是对一批工件加工后所测得的实际尺寸（或误差）进行分组处理，画出分组后的尺寸分布图，再按此分布图来分析工件的加工误差。 （1）实际分布曲线。测量一批精镗后的活塞销孔.结论： 1）尺寸分散范围（0.012mm）小于公差范围(0.015mm)，说明镗孔的加工精度能满足加工要求；2）加工中出现了18 ％的废品（图中阴影部分）. 9.3.2 加工误差的统计分析(续） （2）正态分布曲线。方程中的和σ是表示曲线特征的两个参数，分别称为算术平均值和均方根差。其中 决定曲线对称中心轴的坐标位置；σ决定曲线的形状和分散范围。 9.3.2 加工误差的统计分析(续） （3）分布曲线的应用 ：1）分析加工误差。 通过分布曲线可以分析出影响加工精度的主要原因。常值系统误差不影响分布曲线的形状，仅影响它的位置。当分布曲线的中心和公差带中心不重合时，说明加工中存在常值系统误差。变值系统误差和随机误差影响分布曲线的形状，这时就不是正态分布曲线。 9.3.2 加工误差的统计分析(续） 2．点图法：点图法是在一批工件的加工过程中，按加工顺序依次测量每个工件的尺寸，并依时记入相应图表中，以及时对其进行分析，指导生产。 （1）单值点图。以工件的加工顺序为横坐标，工件的尺寸为纵坐标，则可以画出如图9-17所示的点图，称为单值点图。该点图反映了工件加工尺寸的变化与加工顺序（或加工时间）的关系。 9．4 影响机械加工表面质量的因素 9．4．1影响零件表面粗糙度的因素 1．影响一般机械加工表面粗糙度的因素：（1）残留面积。切削加工时，