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* 第四节 机械加工精度及表面质量 一、机械加工精度及表面质量 ⑴加工精度。 加工精度 是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）与理想几何参数相符合的程度。 加工误差 是指实际几何参数与理想几何参数之间的偏差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。加工精度包括三个方面。 1）尺寸精度。限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围。 * 2）几何形状精度。限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆度、圆柱度、直线度和平面度等。 3）相互位置精度。限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度、垂直度和同轴度等。 * ⑵表面质量。 表面质量是指零件加工后的表层状态，它是衡量机械加工质量的一个重要方面。表面质量包括以下几个方面。 1）表面粗糙度。指零件表面微观几何形状误差。 * 2）表面波纹度。指零件表面周期性的几何形状误差。 3）冷作硬化。表层金属因加工中塑性变形而引起的硬度提高现象。 4）残余应力。表层金属因加工中塑性变形和金相组织的变化而产生的内应力 5）表层金相组织变化。表层金属因切削热而引起的金相组织变化。 * 二、表面质量对零件使用性能的影响 1．对零件耐磨性的影响 ⑴ 表面粗糙度 一般情况下，表面粗糙度值小的表面磨损得慢些，但表面粗糙度不是越小越好，Ra太小，贮油能力差，容易造成干摩擦，导致耐磨性下降。表面粗糙度的最佳值为Ra＝0.3～1.2μm。另外，表面硬度高，也可提高耐磨性。 * ⑵ 冷作硬化， 表面层的冷作硬化提高了表面的硬度，增加了表层的接触刚度，减小了摩擦表面间发生弹性变形和塑性变形，使金属之间的咬合现象减小，耐磨性提高，冷作硬化程度越高，其耐磨性越好。但过度的硬化会使表面产生细小的裂纹及剥落，加剧磨损。 2．对零件疲劳强度的影响 ⑴ 表面粗糙度值对零件疲劳强度有较大的影响。表面上微观不平的凹谷处，在交变载荷作用下容易形成应力集中，产生和加剧疲劳裂纹以致疲劳损坏。因此减小表面粗糙度值，可提高零件的疲劳强度。 * ⑵表面层在加工或热处理过程中会产生残余的拉应力或压应力。在交变载荷下工作的零件，一般需要其表面具有很高的残余压应力。 ⑶表面粗糙度值大的表面与腐蚀介质有很大的接触面积，吸附在表面上的腐蚀性气体或液体也越多，腐蚀作用愈强烈。 * 3．对零件配合性质的影响 在间隙配合中，如果零件的配合表面粗糙，工作过程中的初期磨损量大，使配合间隙增大。也降低了配合精度。因此，为了提高配合的稳定性，对有配合要求的表面都必须规定较小的粗糙度值。 * 三、影响加工精度的因素及提高精度的措施 1．产生加工误差的原因 从工艺因素的角度考虑，产生加工误差的原因可分为下述几种： ⑴ 加工原理误差。 ⑵ 工艺系统的几何误差。 ⑶ 工艺系统受力变形引起的误差。 ⑷ 工艺系统受热变形引起的误差。 ⑸ 工件内应力引起的加工误差。 ⑹ 测量误差。 * ⑴加工原理误差。采用近似的加工方法所产生的误差，包括近似的成形运动、近似的刀刃轮廓或近似的传动关系等不同类型。 ⑵工艺系统的几何误差。由于工艺系统中各组成环节的实际几何参数和位置相对于理想几何参数和位置发生偏离而引起的误差，统称为几何误差。几何误差只与工艺系统各环节的几何要素有关。 * ⑶工艺系统受力变形引起的误差。工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏工艺系统各组成部分的相互位置关系，产生加工误差并影响加工过程的稳定性。 * 活塞销孔精镗工序中的原始误差 * ⑷工艺系统受热变形引起的误差。在加工过程中，由于受切削热、摩擦热以及周围环境热源的影响，工艺系统会发生变形，导致改变系统中各组成部分的正确相对位置，使工件与刀具的相对位置和相对运动产生误差。 ⑸工件内应力引起的加工误差。对具有内应力的工件进行加工时，工件原有的内应力平衡状态被破坏，从而使工件产生变形。 * ⑹测量误差。在工序调整及加工过程中测量工件时，由于测量方法，量具精度，以及工件和环境温度等因素对测量结果准确性的影响而产生的误差，都统称为测量误差。 * 2．减少加工误差的措施 ⑴减少工艺系统受力变形的措施。 1）提高接触刚度，改善机床主要零件接触面的配合质量，如机床导轨及装配面进行刮研。 2）设辅助支承，提高局部刚度，如细长轴加工时采用跟刀架，提高切削时的刚度。 3）采用合理的装夹方法，在夹具设计或工件装夹时，必须尽量减少弯曲力矩。 4）采用补偿或转移变形的方法。 * ⑵减少和消除内应力的措施 1）合理设计零件结构，设计零件时尽量简化零件结构、减小壁厚差、提高零件刚度等。 2）合理安排工艺过程，如