1、1ppt课件 尺寸精度形状精度位置精度（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度表面质量表面几何形状精度表面缺陷层表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力图 加工质量包含的内容2ppt课件 加工精度：加工精度：零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互关系）与理想几何参数接近程度。符合程度愈高，加工精度愈高。符合程度愈高，加工精度愈高。 加工误差：加工误差：零件加工后的实际值与理想值之差称零件加工后的实际值与理想值之差称为加工误差。为加工误差。 常用加工误差的大小来评价加工精度的高低常用加工误差的大小来评价加工精度的
2、高低 加工误差越小，加工精度越高加工误差越小，加工精度越高 零件的加工精度包括零件的加工精度包括 尺寸精度、形状精度、位置精度尺寸精度、形状精度、位置精度 通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高5.1 5.1 机械加工质量概述机械加工质量概述3ppt课件图 加工误差与成本关系C0ABv 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高 v 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图 AB段）加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图
3、 加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工4ppt课件 加工表面质量加工表面质量是指机器零件加工后表面层的状态是指机器零件加工后表面层的状态。表面质量表面几何形状误差表面层金属材料性能方面质量表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）5ppt课件加工表面的几何形状误差纹理方向纹理方向表面缺陷表面缺陷 加工表面出现的缺陷，例如沙眼、气孔、裂痕等加工表面出现的缺陷，例如沙眼、气孔、裂痕等6ppt课件 表面层金属的冷作硬化（简称冷硬）表面层金属的冷作硬化（简称冷硬）：零件在机械加：零件在机械加工中表面层金属产生强烈的冷态塑性变形后，引起的强度工中
4、表面层金属产生强烈的冷态塑性变形后，引起的强度和硬度都有所提高的现象。和硬度都有所提高的现象。 表面层金相组织的变化：表面层金相组织的变化：由于切削热引起工件表面温由于切削热引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组织变化的现象。升过高，表面层金属发生金相组织变化的现象。 表面层残余应力：表面层残余应力：由于加工过程中切削变形和切削热由于加工过程中切削变形和切削热的影响，工件表面层产生残余应力。的影响，工件表面层产生残余应力。表面层金属材料性能方面的质量表面层金属材料性能方面的质量7ppt课件8ppt课件单因素分析法统计分析法 不考虑其它因素的同时作用而研究某一确定因素对加工精度的影响，通过分
5、析计算或测试、实验，得出该因素与加工误差间的关系。 以生产中一批工件的实测结果为基础，运用数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。当发生质量问题时，可以从中判断误差的性质，找出误差出现的规律，以指导我们解决有关的加工精度问题。统计分析法仅适用于批量生产。9ppt课件图 活塞销孔精镗工序中的原始误差10ppt课件 引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差调整误差刀具误差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余
6、应力引起的变形工件相对于刀具静止状态下的误差工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差图 原始误差构成11ppt课件022cosRR图 误差的敏感方向0，0R为最大（忽略 项）022R 90，02902RR为最小00220cos2RRRAOAOR12ppt课件机床几何误差机床几何误差机床传动链误差机床传动链误差机床导轨导向误差机床导轨导向误差机床主轴回转误差机床主轴回转误差水平面内直线度垂直面内直线度前后导轨平行度径向圆跳动轴向窜动倾角摆动内联传动链始末两端传动元件间相对运动误差13ppt课件 主轴回转误差是指主轴实际回转线主轴回转误差是指主轴实际回转线对其理想回转轴线的漂
7、移。对其理想回转轴线的漂移。主轴回转误差可分解为径向圆跳动、主轴回转误差可分解为径向圆跳动、轴向窜动和倾角摆动三种基本型式。轴向窜动和倾角摆动三种基本型式。b）轴向圆跳动a）径向圆跳动c）倾角摆动图 主轴回转误差基本形式 径向圆跳动径向圆跳动主轴回转轴线相主轴回转轴线相对于平均回转轴线在径向的变动量。对于平均回转轴线在径向的变动量。它主要影响圆柱面的精度。它主要影响圆柱面的精度。 轴向窜动轴向窜动回转轴线沿平均回回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动。它主要影响转轴线方向的轴向运动。它主要影响端面形状和轴向尺寸精度。端面形状和轴向尺寸精度。 倾角摆动倾角摆动回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但
8、回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动。在不同横截面内，轴心运动误差其交点位置固定不变的运动。在不同横截面内，轴心运动误差轨迹相似，它影响圆柱面与端面加工精度。轨迹相似，它影响圆柱面与端面加工精度。14ppt课件主轴回转误差对加工精度的影响 主轴径向圆跳动对加工精度的影响（镗孔）考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为A。则刀尖的坐标值为：式中 R 刀尖回转半径； 主轴转角。() cossinXReYR显然，上式为一椭圆。图 径向跳动对镗孔精度影响15ppt课件仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与
9、主轴转速相同，幅值为A。则刀尖运动轨迹接近于正圆。 主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）图 径向跳动对车外圆精度影响16ppt课件主轴轴向窜动对加工精度的影响主轴倾角摆动对加工精度的影响17ppt课件 主轴采用滑动轴承的车床类，主轴受力方向一定，主轴主轴采用滑动轴承的车床类，主轴受力方向一定，主轴颈圆度误差影响较大，轴承内径圆度误差没影响。镗床主轴颈圆度误差影响较大，轴承内径圆度误差没影响。镗床主轴受力随镗刀旋转方向不断变化，受轴承孔误差影响大受力随镗刀旋转方向不断变化，受轴承孔误差影响大图图 主轴采用滑动轴承的径向跳动主轴采用滑动轴承的径向跳动轴承误差的影响轴承误差的影响18ppt课件滚
10、动轴承结构复杂，影响主轴精度因素也较复杂滚动轴承结构复杂，影响主轴精度因素也较复杂 除轴承本身精度外，与配合件精度有很大关系如除轴承本身精度外，与配合件精度有很大关系如主轴轴颈、支承座孔等精度主轴轴颈、支承座孔等精度19ppt课件使主轴的回转精度不依赖于主轴使主轴的回转精度不依赖于主轴图图 外圆磨床上采用固定外圆磨床上采用固定顶尖磨削外圆柱面顶尖磨削外圆柱面 图图 镗模镗孔镗模镗孔 提高主轴部件的制造精度。提高主轴部件的制造精度。提高主轴回转精度的措施提高主轴回转精度的措施对滚动轴承进行预紧，以消除间隙对滚动轴承进行预紧，以消除间隙20ppt课件 导轨导向精度是指机床导轨副运动件实际运动方向与
11、理想运动方向的符合程度，这两者之间的偏差值则称为导向误差。包括：导轨在水平面内的直线度 导轨在垂直面内的直线度 前后导轨平行度（扭曲）21ppt课件YyoDR水平面水平面导轨水平面内直线度导轨水平面内直线度图图 导轨在水平面内直线度误差导轨在水平面内直线度误差1）导轨在水平面内的直线度）导轨在水平面内的直线度y （以卧式车床为例）（以卧式车床为例）y将直接反映在工件加工表面法线方向（误差敏感方向）将直接反映在工件加工表面法线方向（误差敏感方向）上，误差上，误差R =y，对加工精度影响最大。，对加工精度影响最大。刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形状误差。刀尖在水平面内的运动轨迹造成工件轴向形
12、状误差。22ppt课件图图 导轨在垂直面内直线度误差导轨在垂直面内直线度误差z垂直平面垂直平面导轨垂直面直线度导轨垂直面直线度ZdRRd/22)2) 在垂直面内的直线度在垂直面内的直线度z z对工件的尺寸和形状误差影响比对工件的尺寸和形状误差影响比y小得多小得多对卧式车床对卧式车床R z2/D 若设若设z= = 0.10.1mm, ,D=40=40mm，则则R =0.00025=0.00025mm，影响可忽略不计。，影响可忽略不计。 而对平面磨床、龙而对平面磨床、龙门刨床误差将直接反映在工件上。门刨床误差将直接反映在工件上。23ppt课件HRHB 3) 前后导轨的平行度前后导轨的平行度（扭曲）
13、（扭曲） 前后导轨不平行时，加工半径误差前后导轨不平行时，加工半径误差 一般车床一般车床H/B2/3，外圆，外圆磨床磨床HB，因此该项原，因此该项原始误差始误差对加工精度的对加工精度的影响很大，不可忽略，影响很大，不可忽略，当当很小时，该误差不显很小时，该误差不显著。著。图 导轨扭曲引起的加工误差R24ppt课件 一般刀具一般刀具( (如普通车刀、单刃镗如普通车刀、单刃镗刀和平面铣刀等刀和平面铣刀等) )的制造误差，对加的制造误差，对加工精度没有直接影响。工精度没有直接影响。一般刀具一般刀具定尺寸刀具定尺寸刀具成形刀具成形刀具展成刀具展成刀具机加工机加工中常用中常用的刀具的刀具定尺寸刀具定尺寸
14、刀具( (如钻头、铰刀、拉刀等如钻头、铰刀、拉刀等) )的尺寸误差直接影响加工工件的尺寸的尺寸误差直接影响加工工件的尺寸精度。刀具在安装使用中不当将产生精度。刀具在安装使用中不当将产生跳动，也将影响加工形状精度。跳动，也将影响加工形状精度。 成形刀具成形刀具( (如成形车刀、成形铣刀及如成形车刀、成形铣刀及齿轮刀具等齿轮刀具等) )的制造误差和磨损，主要的制造误差和磨损，主要影响被加工表面的形状精度。影响被加工表面的形状精度。展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀等）的切削刃形状必须是加工插齿刀等）的切削刃形状必须是加工表面的共轭曲线。因此，切削刃的形表面的共轭
15、曲线。因此，切削刃的形状误差会影响加工表面的形状精度。状误差会影响加工表面的形状精度。25ppt课件L0.056F710F7k620H 7g 6YZ图 钻径向孔的夹具通常要求定位误差和夹具制造误差不大于工件相应公差的1/3。1）定位误差和夹紧误差2）制造误差制造误差；3）装配后的相对尺寸误差；4）磨损26ppt课件加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。式中 R 球头刀半径； h 允许的残留高度。例例2：用阿基米德蜗杆滚刀滚切渐开线齿轮例例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件(图2-5)SRh图 空间曲面数控加工8SR h 一是采用阿基米德蜗杆代替渐开线
16、基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是折线。27ppt课件a）b）图 试切法与调整法（图 a）（图 b）28ppt课件 机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下降。件的加工精度下降。 图图 受力变形对工件精度的影响受力变形对工件精度的影响29ppt课件 工件加工表面在切削力法向分力
17、Fp的作用下，刀具相对工件在该方向上位移y的比值。式中 k工艺系统刚度； Fp吃刀抗力； y 工艺系统位移（切削合力作用下的位移）。yFkP30ppt课件 切削加工时，工艺系统的有关部件在各种外力的作用下，会产生不同程度的变形，使刀具和工件的相对位置发生变化，从而产生相应的加工误差。工艺系统在某处的法向总变形是各个组成环节在同一处的法向变形的迭加。 y= yjc + yjj +yd +yg11111jcjjdgkkkkk kjc =Fp/ yjc， kjj = Fp/ yjj ， kd = Fp/ yd ，kg = Fy/ yg 由此可导出工艺系统刚度与工艺系统各组成部分刚度之间的关系：31p
18、pt课件机床的变形式中 yjc 机床总变形； Fp 吃刀抗力； ktj 机床前顶尖处刚度； kwz 机床后顶尖处刚度； kdj 机床刀架刚度； L 工件全长； x 刀尖至工件左端距离。图 变形随受力点变化规律ytjywzydjxFpAABBCCxLFAFByxdj2wz2tjjc111kLxkLxLkFyP32ppt课件图 机床受力变形引起的加工误差工件的变形式中 yg 工件变形； E 工件材料弹性模量； I 工件截面惯性矩； Fp，L，x 含义同前。图 工件受力变形引起的加工误差EILxxLFyP3)(22g33ppt课件机床变形和工件变形共同引起的加工误差工艺系统刚度EILxxLkLxkL
19、xLkFyyyp3)(11122dj2wz2tjgjcEILxxLkLxkLxLkyyFk3)(111122dj2wz2tjgjcp34ppt课件式中 g 工件圆度误差； m 毛坯圆度误差； k 工艺系统刚度； 误差复映系数。 1212121gppppmCFFaakk 图 误差复映现象ap11ap22毛坯外形工件外形由于工艺系统受力变形，使毛坯误差部分反映到工件上，此种现象称为“误差复映”35ppt课件123n 误差复映程度可用误差复映系数来表示，误差复映系数与系统刚度成反比。由式（4-13）可得：kCmg减少误差复映的方法减少误差复映的方法 k越大，复映系数越大，复映系数 越小越小 进给量进
20、给量 f 减少时，可以减小减少时，可以减小C，则，则 减小减小 增加走刀次数增加走刀次数36ppt课件图 薄壁套夹紧变形37ppt课件图 龙门铣横梁变形【例】龙门铣横梁图 龙门铣横梁变形补偿 解决方案：变形补偿38ppt课件v合理设计零部件结构和截面形状39ppt课件提高工艺系统中零件间的配合质量以提高接触刚度。 给机床部件预加载荷提高工件定位基准面的精度和减小它的表面粗糙度。图 支座零件不同安装方法40ppt课件图图 车细长轴时，采用中心架和跟刀架车细长轴时，采用中心架和跟刀架41ppt课件在精密加工和大件加工中，工艺系统热变形引起的加工误差占总误差的约4070%。工艺系统热源内部热源外部热
21、源切削热摩擦热环境热源辐射热v 温度场工艺系统各部分温度分布v 热平衡单位时间内，系统传入的热量与传出的热量相等，系统各部分温度保持在一相对稳定的数值上42ppt课件圆柱类工件热变形 而6级丝杠累积误差全长0.02mm，可见热变形的严重性式中 L， D 长度和直径热变形量； L，D 工件原有长度和直径； 工件材料线膨胀系数（钢： ）； t 温升。LLtDDt1511017. 1KmmmmL07. 031017. 12000543ppt课件式中 X 变形挠度； L，S 工件原有长度和厚度； 工件材料线膨胀系数； t 温升。28LtXS板类工件单面加工时的热变形图 平面加工热变形X/ 4LS221
22、.120003886000.022 ()LtXSmm此值已大于精密导轨平直度要求结果结果：加工时上表面升温，工件向上拱起，磨削时将中凸部分磨平，冷却后工件下凹。例例：高600mm，长2000mm的床身，若上表面温升为3，则变形量为：44ppt课件特点(min)图 车刀热变形曲线连续切削升温曲线冷却曲线间断切削升温曲线（m）maxb0c0.63max45ppt课件v 体积大，热容量大，温升不高，达到热平衡时间长v 结构复杂，温度场和变形不均匀，对加工精度影响显著运转时间 / h0 1 2 3 450150100200位移 /m20406080温升 / YX前轴承温升图 车床受热变形a） 车床受热
23、变形形态b） 温升与变形曲线 46ppt课件例例：立式平面磨床立柱前壁温度高，产生后倾。解决解决：采用热空气加热立柱后壁。图 均衡立柱前后壁温度场v 减少切削热和磨削热，粗、精加工分开。v隔离热源。v充分冷却和强制冷却。47ppt课件图 支承距影响热变形L1L2v 热对称结构v 合理选择装配基准v高速空运转v人为加热48ppt课件图 铸件残余应力引起变形图 冷校直引起的残余应力压拉加载压压拉拉卸载v增加消除内应力的热处理工序v合理安排工艺过程v改善零件结构v 毛坯制造和热处理产生的残余应力v 冷校直带来的残余应力v切削加工带来的残余应力ABC49ppt课件图图 反拉法切削细长轴反拉法切削细长轴
24、 a) 正向进给正向进给 b) 反向进给反向进给50ppt课件a）b）图 转塔车床刀架转位误差的转移 1. 如镗孔时镗杆与主轴采用浮动连接，使用镗模将机床如镗孔时镗杆与主轴采用浮动连接，使用镗模将机床 误差转移到新装置上加以控制；误差转移到新装置上加以控制； 2. 转塔刀架的转位误差转移到误差不敏感方向转塔刀架的转位误差转移到误差不敏感方向51ppt课件 误差复映，引起本工序误差；误差复映，引起本工序误差； 定位误差扩大，引起本工序误差。定位误差扩大，引起本工序误差。 解决这个问题，最好是采用分组调整均分误差解决这个问题，最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小的
25、办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为均分为n n组，每组组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的毛坯误差范围就缩小为原来的1/n1/n，然后按各组分别调整加工。然后按各组分别调整加工。52ppt课件图 丝杠加工误差补偿装置1 工件 2 螺母 3 母丝杠 4 杠杆 5 校正尺 6 触头 7 校正曲线 附加位移螺母附加转动53ppt课件机床零件装到工作位置上再精加工，消除误差影响。机床零件装到工作位置上再精加工，消除误差影响。如牛头刨、龙门刨工作台面装配在自身机床上进行如牛头刨、龙门刨工作台面装配在自身机床上进行“自刨自自刨自”精加工，以保证对滑枕、横梁的平行度；精加工，以保证对滑枕、横梁的
26、平行度；平面磨床工作台面在装配后作平面磨床工作台面在装配后作“自磨自自磨自”精加工；精加工；在机床上修正卡盘平面的平直度，卡爪的同轴度在机床上修正卡盘平面的平直度，卡爪的同轴度a）b）图 转塔车床54ppt课件55ppt课件在顺序加工一批工件中，其大小和方向均不改变，或按一定规律变化的加工误差。常值系统误差其大小和方向均不改变。如机床、夹具、刀具的制造误差，工艺系统在均匀切削力作用下的受力变形，调整误差，机床、夹具、量具的磨损值在一定时间内引起的加工误差。变值系统误差误差大小和方向按一定规律变化。如机床、刀具在热平衡前的热变形，刀具磨损等因素引起的加工误差。加工误差系统误差随机误差常值系统误差
27、变值系统误差56ppt课件在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化的加工误差。 随机误差是工艺系统中大量随机因素共同作用而引起的。 随机误差服从统计学规律。 如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的随机变化而造成的加工误差；夹紧误差；残余应力引起的变形等。以生产现场内对许多工件进行检查的结果为基础，运用数理统计原理和方法去处理这些结果，从中分析出规律性的东西，找出解决问题的途径，对工艺过程进行分析和控制。57ppt课件 大量的试验、统计和理论分析表明：当采用调整法加工一大量的试验、统计和理论分析表明：当采用调整法加工一批工件零件，加工中的误差是由许多相互独立的随机因素引起批工件零件，加工中的误差是
28、由许多相互独立的随机因素引起的，而且这些误差中又都没有任何优势的倾向，其分布是服从的，而且这些误差中又都没有任何优势的倾向，其分布是服从正态分布的，这时的分布曲线称为正态分布曲线。正态分布的，这时的分布曲线称为正态分布曲线。 58ppt课件正态分布 式中和分别为 正态分布随机变量总体平均值和标准差。 平均值=0，标准差=1的正态分布称为标准正态分布，记为： x N ( 0, 1 )2121,02xyex 59ppt课件2121( )2xxF xedx 221( )02zzF zed zxz令：将 z 代入上式，有：则利用上式，可将非标准正态分布转换成标准正态分布进行计算 。称 z 为标准化变量
29、yF（z）图 正态分布曲线( z = 0 )x(z)0z-+60ppt课件61ppt课件（3）分布曲线与横坐标所围成的面积包括了全部零件数，故其面积等于1，其中随机变量 x 落在3范围内的概率为99.73%，落在此范围以外的概率仅0.27%。因此可以认为正态分布的随机变量的分散范围是3，就是所谓的3原则。62ppt课件判断加工性质实际分布曲线与正态分布曲线基本相符，说明不存在明显变值系统误差。根据平均值是否与公差带中心重合，来判断是否存在常值系统误差，及常值系统误差的大小。 平均值与公差带中心重合，说明不存在常值系统误差；平均值与公差带中心不重合，说明存在常值系统误差。63ppt课件确定工序能
30、力及其等级确定工序能力及其等级 工序能力工序能力 所谓工序能力是指工序处于稳定状态时，加所谓工序能力是指工序处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度。当加工尺寸服从正态分布时，其工误差正常波动的幅度。当加工尺寸服从正态分布时，其尺寸分散范围是尺寸分散范围是66，所以工序能力就是，所以工序能力就是6 6 。 工序能力系数工序能力系数Cp 是以工序能力系数来表示的，它代表该是以工序能力系数来表示的，它代表该工序能满足加工精度要求的程度。当工序处于稳定状态时，工序能满足加工精度要求的程度。当工序处于稳定状态时，工序能力系数工序能力系数Cp按下式计算按下式计算: : CpT 6 64ppt课件y图 工艺
31、能力系数符号含义x033公差带TTUTL65ppt课件 工序能力系数 工序等级 说 明 CP1.67 特级 工序能力过高1.67 CP 1.33 一级 工序能力足够1.33 CP 1.00 二级 工序能力勉强1.00 CP 0.67 三级 工序能力不足 0.67 CP 四级 工序能力很差表 工序能力等级66ppt课件u估算合格品率或不合格品率不合格品率包括废品率和可返修的不合格品率。它可通过分布曲线进行估算， 现举例说明如下。例 在无心磨床上磨削销轴外圆，要求外径 ，抽样一批零件，经实测后计算得到x=11.974mm，=0.005mm， 其尺寸分布符合正态分布，试分析该工序的加工质量。解解 (
32、1) 根据所计算的x及作分布图。 mm12016. 0043. 0d67ppt课件(2) 计算工序能力系统CP。 19 . 06PTC工序能力系数CPdmin，故不会产生不可修复的废品。Amax=x+3=11.9740.015 11.989mmdmax，故将产生可修复的废品。 废品率Q=0.5-F(z) ，2005. 0974.11984.11xxz查表5.3得F(2)=0.4772，则 Q=0.5-F(z)=0.0228 =2.28% 图图 圆销直径尺寸分布图圆销直径尺寸分布图69ppt课件(4） 改进措施。重新调整机床，使分散中心与公差带中心dM重合，则可减小不合格品率。调整量=11.97
33、4-11.9705=0.0035mm,具体操作时， 使砂轮向前进刀/2的磨削深度即可。分布图分析法的缺点： 1）分布曲线法未考虑零件的加工先后顺序，不能反映出变值系统误差的变化规律及发展趋势； 2）只有一批零件加工完后才能画出，不能在加工进行过程中提供工艺过程是否稳定的必要信息； 3）发现问题后，对本批零件已无法补救。70ppt课件71ppt课件图 车削时残留面积的高度rrfHctgctg28fHr,rrrkkf刀尖圆弧半径主偏角副偏角进给量frRmaxvfrb）Rmaxfa）vfrr72ppt课件图 切削45钢时切削速度与粗糙度关系100120v（m/min）020406080140表面粗糙
34、度Rz（m）481216202428收缩系数Ks1.52.02.53.0积屑瘤高度 h（m） 0200400600hKsRz73ppt课件 适当增大刀具的前角可以减小切削时的塑性变形程度； 合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制积屑瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。 脆性材料：加工粗糙度比较接近理论粗糙值。 韧性材料：工件材料韧性愈大，金属塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。 故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。 74ppt课件1.1.磨削用量对表面粗糙度的影响磨削用量对表面粗糙度的影响 砂轮转速越
35、高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。表面粗糙度值就越小。 工件转速对表面粗糙度值的影响刚好与砂轮转速的影响工件转速对表面粗糙度值的影响刚好与砂轮转速的影响相反。相反。工件的转速增大，通过加工表面的磨粒数减少，因工件的转速增大，通过加工表面的磨粒数减少，因此表面粗糙度值增大此表面粗糙度值增大。 砂轮的纵向进给量减小，工件表面将被重叠切削，而被砂轮的纵向进给量减小，工件表面将被重叠切削，而被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。切削深度增大，塑性变形随之增大，表面粗糙度增大。切削深度增大，塑
36、性变形随之增大，表面粗糙度增大。75ppt课件砂轮的粒度砂轮的粒度 砂轮的粒度号数越大，磨粒的尺寸越小，参加磨削的砂轮的粒度号数越大，磨粒的尺寸越小，参加磨削的磨粒就越多，磨削出的表面就越光滑。磨粒就越多，磨削出的表面就越光滑。 砂轮的磨粒砂轮的磨粒 磨粒在砂轮上的分布越均匀、磨粒越细，刃口的等高性越好。则砂轮单位面积上参加磨削的磨粒越多，磨削表面上的刻痕就越细密均匀，表面粗糙度值就越小。砂轮修整砂轮修整 砂轮修整除了使砂轮具有正确的几何形状外，更重要的是使砂轮工作表面形成排列整齐而又锐利的微刃。因此，砂轮修整的质量对磨削表面的粗糙度影响很大。76ppt课件加工硬化的评定指标：加工硬化的评定指
37、标： 表层金属的显微硬度表层金属的显微硬度 HV 硬化层深度硬化层深度 h 硬化程度硬化程度 N N =（HV - HV 0）/ HV 0）100%原因：机械加工过程中表面层产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化。影响因素： 切削力 ，塑性变形 ，硬化程度和硬化层深层 切削温度 ，软化作用 ，冷硬作用77ppt课件； 切削用量的影响切削用量的影响图 f 和 v 对冷硬的影响硬度(HV)0f (mm /r)0.20.40.60.8v =170(m/min)135(m/min)100(m/min )50(m/min)100200
38、300400工件材料：4578ppt课件u刀具几何形状的影响刀具几何形状的影响 切削刃钝圆半径的影响：切削刃钝圆半径的影响：切削刃钝圆半径切削刃钝圆半径-径向径向切削分力切削分力-表层金属的塑性变形程度表层金属的塑性变形程度-导致冷导致冷硬硬前角的影响前角的影响：前角在：前角在2020范围内，对表层金属的冷硬范围内，对表层金属的冷硬没有显著影响。在此范围以外，则前角没有显著影响。在此范围以外，则前角-塑性变形塑性变形-冷硬冷硬00.20.40.60.81.0磨损宽度VB(mm)100180260340硬度(HV)50钢，v = 40(m/min) f = 0.120.2(mm/z)图 后刀面磨
39、损对冷硬影响刀具磨损影响显著，刀具磨损影响显著，磨损宽度磨损宽度- - 后刀面与被加工工件的摩擦后刀面与被加工工件的摩擦-塑性变形塑性变形-冷硬冷硬。 磨损宽度继续磨损宽度继续- 摩擦热摩擦热-塑性变形塑性变形 -冷硬冷硬 。u工件材料的影响工件材料的影响 材料塑性材料塑性，冷硬倾向，冷硬倾向 79ppt课件加工区及其邻近区域温度升高超过工件材料金加工区及其邻近区域温度升高超过工件材料金相组织变化的临界点。相组织变化的临界点。 磨削加工时切削力比其它加工方法大数十倍，切削速度也非磨削加工时切削力比其它加工方法大数十倍，切削速度也非常高，所以功率消耗远远大于其它切削方法。常高，所以功率消耗远远大
40、于其它切削方法。 由于砂轮导热性差、切屑数量少，磨削过程中能量转化的热由于砂轮导热性差、切屑数量少，磨削过程中能量转化的热大部分都传给了工件。磨削时，在很短的时间内磨削区温度可上大部分都传给了工件。磨削时，在很短的时间内磨削区温度可上升到升到40010004001000C C，甚至更高。，甚至更高。 这样大的加热速度，促使加工表面局部形成瞬时热聚集现象，这样大的加热速度，促使加工表面局部形成瞬时热聚集现象，有很高温升和很大的温度梯度，出现金相组织的变化，强度和硬有很高温升和很大的温度梯度，出现金相组织的变化，强度和硬度下降，产生残余应力，甚至引起裂纹，这就是度下降，产生残余应力，甚至引起裂纹，
41、这就是。80ppt课件 淬火烧伤淬火烧伤回火烧伤回火烧伤退火烧伤退火烧伤磨削时工件表面温度超过相变临界磨削时工件表面温度超过相变临界温度时，在冷却液作用下，工件最外层金温度时，在冷却液作用下，工件最外层金属会出现二次淬火马氏体组织。其硬度比属会出现二次淬火马氏体组织。其硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢出现了硬度比原来低的回火索氏体却较慢出现了硬度比原来低的回火索氏体和托氏体。由于二次淬火层极薄，表面层和托氏体。由于二次淬火层极薄，表面层总的硬度是降低的，这种现象称为淬火烧伤。总的硬度是降低的，这种现象称为淬火烧伤。磨削区温度未超过淬火钢相变温
42、度，磨削区温度未超过淬火钢相变温度，但已超过马氏体的转变温度，工件表面但已超过马氏体的转变温度，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这种现回火组织（索氏体或托氏体），这种现象称为回火烧伤。象称为回火烧伤。磨削时，当工件表面层温度超过磨削时，当工件表面层温度超过相变临界温度时，若此时无冷却液，相变临界温度时，若此时无冷却液，表层金属空冷冷却比较缓慢而形成退表层金属空冷冷却比较缓慢而形成退火组织。硬度和强度均大幅度下降。火组织。硬度和强度均大幅度下降。这种现象称为退火烧伤。这种现象称为退火烧伤。u磨削烧伤的三种形式磨削烧伤的三种形式81p
43、pt课件合理选择磨削用量合理选择磨削用量正确选择砂轮正确选择砂轮改善冷却条件改善冷却条件1 1）砂轮转速）砂轮转速 磨削烧伤磨削烧伤2 2）切削深度切削深度a ap p 磨削烧伤磨削烧伤3 3） 轴向进给量轴向进给量f fa a磨削烧伤磨削烧伤4 4）工件速度）工件速度v vw w磨削烧伤磨削烧伤1)1)磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃口锋利口锋利磨削力磨削力磨削区的温度磨削区的温度2)2)应合理选择砂轮的硬度、结合剂和应合理选择砂轮的硬度、结合剂和组织组织磨削烧伤磨削烧伤 采用内冷却法采用内冷却法 磨削烧伤磨削烧伤 u影响磨削烧伤的因素及改善途径影响磨削烧伤的因素
44、及改善途径采用开槽砂轮采用开槽砂轮间断磨削间断磨削受热受热磨削烧伤磨削烧伤 82ppt课件冷态塑变冷态塑变热态塑变热态塑变金相组织变化金相组织变化表层产生残余拉应力，里层产生残余表层产生残余拉应力，里层产生残余压应力压应力工件表面受到挤压与摩擦，表层产生工件表面受到挤压与摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。切削后，表层产生残余压应力，而在切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。里层产生残余拉伸应力。比容大的组织比容大的组织比容小的组织比容小的组织体积体积收缩，产生拉应力，反之，产生压应收缩，产生拉应力，反之，产生压应力。力。83ppt
45、课件切削用量刀具 图 f 对残余应力的影响工件：45，切削条件：vc=86m/min，ap=2mm，不加切削液 残余应力(Gpa)0.2000.2001 00200300400距离表面深度(m) f =0.40mm/r f =0.25mm/r f =0.12mm/r图 vc 对残余应力的影响0=5,0=5,r=75,r=0.8mm,工件：45切削条件：ap=0.3mm, f=0.05mm/r, 不加切削液050100150200距离表面深度(m)残余应力(Gpa)-0.2000.20vc =213m/minvc =86m/minvc =7.7m/min84ppt课件1 原始误差是指产生加工误差
46、的“源误差”，即（ ）。 机床误差 夹具误差 刀具误差 工艺系统误差2 误差的敏感方向是（ ）。 主运动方向 进给运动方向 过刀尖的加工表面的法向 过刀尖的加工表面的切向3 在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（ ）。 提高主轴回转精度 降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度 提高装夹稳定性 保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴4 工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（ ）。 之和 倒数之和 之和的倒数 倒数之和的倒数85ppt课件5 影响切削残留面积高度的因素主要包括（ ）等。 切削速度 进给量 刀具主偏角 刀具刃倾角6 影响切削加工表面粗糙度的主要因素有（ ）等。 切削速度 切削深度
47、进给量 工件材料性质7 影响外圆磨削表面粗糙度的磨削用量有（ ）。 砂轮速度 工件速度 磨削深度 纵向进给量8 消除或减小加工硬化的措施有 ( )等。 加大刀具前角 改善工件的切削加工性 提高刀具刃磨质量 降低切削速度9 避免磨削烧伤、磨削裂纹的措施有 ( )等。 选择较软的砂轮 选用较小的工件速度 选用较小的磨削深度 改善冷却条件86ppt课件 10 如图所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有（ ）。 主轴径向跳动 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 车床导轨与主轴回转轴线不平行 刀杆刚性不足87ppt课件11 试分析图示所示的两种加工情况，加工后工件表面会产生试分析图示所示的两种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工件与刀具的刚度很大，且车床床头刚何种形状误差？假设工件与刀具的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。度大于尾座刚度。88ppt课件5.989ppt课件
