机械加工质量及其控制

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1、第四章机械加工质量及其控制4.1机械加工质量概述4.2机械加工精度的影响因素4.3机床几何误差及其对加工精度的影响4.4工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响4.5工件内应力对加工精度影响4.6加工误差的统计分析4.7机械加工表面质量学习指南机械加工质量主要包括加工精度和加工表面质量两个方面。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

2、影响规律。应学会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。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。4.1机械加工质量概述机械加工质量的内涵机械加工后最外层表面与周围环境界面的几何形状误差波度：介于宏观几何形状误差与微观表面粗糙度之间的几何形状误差4.1机械加工质量概述零件加工表面的粗糙度和波度波度：波长，波高H4.1机械加工质

3、量概述机械加工质量的内涵机械加工后，零件一定深度表面层的物理力学性质等方面的质量与基体相比发生的变化，称加工变质层4.1机械加工质量概述加工变质层的构成情况（P116）变质层构成厚度成因吸附层污染层、化合物层、物理化学吸附层、异物嵌入层（积屑瘤碎片、磨粒嵌入）8m外界因素结晶组织变化层（压缩层）非晶体层、微细结晶层、位错密度升高层、孪晶层、便面合金化层、纤维化层、相变层、再结晶层几十至几百微米切削力引起塑性变形应力变质层残余应力层4.1机械加工质量概述加工精度及加工误差零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和各表面间相互位置）与理想几何参数（形状、位置无误差，尺

4、寸位于零件图纸规定的公差带中心）的符合程度加工精度不符合程度加工误差符合程度高，加工精度高；加工精度高，加工误差小。形状误差应限制在形状公差之内；位置误差应限制在位置公差范围之内。如不作特殊说明，零件的形状误差和位置误差不应大于零件尺寸公差的二分之一。如对零件的形状误差或位置误差有特别要求，应在尺寸公差之外另加标注。如图所示夹具底板零件，其顶面于底面之间的距离尺寸为自由公差，但其顶面对底面的平行度误差要求很高，需特别加以标注。4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法尺寸精度（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法零件加工表面尺寸由刀具确定，孔（钻、扩

5、、铰）；键槽（键槽铣刀）；成形刀具（成型表面）（4）自动控制法数控加工（尺寸测量装置+进给机构+控制装置加工过程中的尺寸测量+刀具补偿调整）BA试切法试切+测量+调整效率低，对操作者水平要求高单件、小批生产或高精度零件加工调整法试切好工件/标准样件+对刀装置成批、大量生产4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法形状精度（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成形运动例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整加工成形运动法轨迹法工件表面的生线（母线和导线）均由轨迹运动生成成型法工件的一条生线通过刀刃的形状直接获

6、得成形运动法相切法工件的一条生线是刀刃运动轨迹的包络线范成法/展成法其工件的一条生线也是刀刃运动轨迹的包络线，且包络线需通过刀具与工件之间的范成运动来生成4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法形状精度（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成形运动例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整加工例：样板加工效率低，但当零件形状精度要求很高（高于机床设备所能提供的成形运动精度）时采用4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法位置精度（1）一次装夹获得法零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对于工件的成形运动位置

7、关系保证；（2）多次装夹获得法通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度（3）非成形运动法人工修整，反复检测、加工4.1机械加工质量概述一次装夹获得法车床上一次安装车外圆和端面，则端面相对于外圆表面的垂直度由车床横向溜板运动轨迹与车床主轴回转中心线的垂直度来保证4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法位置精度（1）一次装夹获得法零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对于工件的成形运动位置关系保证；（2）多次装夹获得法通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度（3）非成形运动法人工修

8、整，反复检测、加工4.1机械加工质量概