第四章 机械加工质量及其控制-2003.pptVIP

第4章 机械加工质量及其控制 ?学习指南: 学习本章内容，应学会综合运用力学、物理学、工程材料等基础科学知识分析加工误差产生的物理原因，从而找出控制加工误差的方法。同时还应学会运用统计学方法对加工误差进行统计分析，以从加工误差的统计特征，确定出加工误差的变化规律及可能采取的控制方法。 在影响机械加工精度的诸多误差因素中，机床的几何误差、工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的位置，学习者应了解这些误差因素是如何影响加工误差的。在影响机械加工表面质量的诸多因素中，切削用量、刀具几何角度以及工件、刀具材料等起重要作用，学习者应了解这些因素对加工表面质量的影响规律。 4.1 机械加工质量概述 学习要点：掌握机械加工质量和加工精度的概念，熟知尺寸精度、形状精度和位置精度的获得方法，了解表面质量对零件使用性能的影响。 机械加工质量的内涵 几何方面的质量 宏观几何形状误差 （机械加工误差） 尺寸误差 几何形状误差 相互位置误差 微观几何形状误差 （机械加工表面粗糙度 ） 波度 （介于宏观几何形状误差与微观表面粗糙度之间） 表面粗糙度与波度 机械加工精度及其获得方法 机械加工精度：指零件加工后，其几何参数（尺寸、形状和各表面间相互位置）与理想几何参数的符合程度。 加工误差 ：指零件加工后实际几何参数与理想几何参数的偏差。 加工误差越小，加工精度越高 机械加工精度获得方法 尺寸精度 ：试切法、调整法、尺寸刀具法、自动控制法 形状精度： 成形运动法：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法 非成形运动法 位置精度：一次装夹获得法多次装夹获得法非成形运动法 机械加工表面质量对零件使用性能的影响 影响耐磨性 4.2 机械加工精度的影响因素及其控制 4.2.1 机械加工工艺系统的原始误差 4.2.2 误差敏感方向 不同方向的原始误差，对加工误差的影响程度有所不同。 我们把影响加工精度最大的那个方向（即通过刀刃的加工表面的法向）称为误差的敏感方向 4.2.3 工艺系统原始误差对加工精度的影响 加工原理误差 量具误差与测量误差 机床误差 装夹误差与夹具误差 刀具误差 调整误差 加工原理误差 加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差，一般多为形状误差 实例 用阿基米德蜗杆滚刀切削渐开线齿轮； 在数控机床上用直线插补或圆弧插补方法加工复杂曲面； 在普通公制丝杠的车床上加工英制螺纹等 量具误差与测量误差 由示值误差、示值稳定性、回程误差和灵敏度等四个方面综合起来的极限误差。 测量者的视力、判断能力、测量经验、相对测量或间接测量中所用的对比标准、数学运算精确度、单次测量判断的不准确等因素 装夹误差与夹具误差 工件装夹误差ΔZJ 定位误差ΔDW：是由基准位置误差和基准不重合误差组成的 夹紧误差ΔJJ：是夹紧工件时引起工件和夹具变形所造成的加工误差。 夹具对定误差ΔDD 对刀误差ΔDA：是刀具相对于夹具位置不正确所引起的加工误差， 夹具位置误差ΔJW：是由于夹具相对于刀具成形运动位置不正确所引起的加工误差。 刀具误差 定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀、圆孔拉刀等）：刀具的尺寸直接影响工件的尺寸精度 。 展成刀具（如齿轮滚刀、插齿刀等）：刀具切削刃的几何形状及有关尺寸误差也会影响工件的加工精度。 成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）：成形刀具在制造和刃磨后形状不准确，将直接反映到加工表面形状上 。 调整误差 按标准样块或对刀块（导套）调整刀具 标准样件本身的尺寸误差， 刀块（导套）相对工件定位元件之间的位置尺寸误差 刀具调整时的目测误差 切削加工时刀具相对于工件加工表面的弹性退让行程挡块的受力变形 按试切一个工件后的实测尺寸调整刀具 进给机构的重复定位误差 按试切一个工件尺寸调整刀具的不准确性 机床微量进给误差（爬行） 4.2.4 加工过程中原始误差对加工精度的影响及其控制 工艺系统的受力变形 工艺系统的受热变形 工艺系统的磨损 工件的内应力 工艺系统的磨损 机床磨损：采用耐磨合金铸铁、镶钢导轨、贴塑导轨、滚动导轨、导轨表面淬火、合理润滑等措施提高导轨的耐磨性。（导轨磨损 ） 刀具磨损 ：正确地选用刀具材料，合理地选择刀具参数和切削用量，正确地刃磨刀具，合理地使用冷却润滑液等。 夹具磨损：提高夹具中易磨损件(如定位心轴、定位销、钻套等)的耐磨性，并注意及时更换磨损超限的夹具元件。 量具磨损 工件的内应力 当外部载荷去除以后，仍残存在工件内部的应力，称为内应力 毛坯制造及热处理过程中产生的内应力：工件各部分不均匀的热胀冷缩以及金相组织转变时的体积改变 （铸件残余应力的形成过程.s