机械加工质量及其控制.ppt

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1、第四章机械加工质量及其控制本章提要机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。机器零件的加工质量一般用机械加工精度和加工表面质量两个重要指标表示，它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。内容提纲4.14.24.34.4概述机械加工精度的影响因素及控制加工误差的综合分析机械加工表面质量的影响因素及控制机械加工过程中的振动及控制4.5第一节概述机械加工质量包括几何参数方面的质量和表面物理机械参数方面的质量。其中几何参数方面的尺寸精度、宏观几何精度和位置精度属于机械加工精度范畴，而表面物理机械参数方面的质量和微观几何形状精度属于机械加工表面质量范畴。随着机器速度、负载的增高以及自动化生

2、产的需要，对机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。研究机械加工精度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质量。零件的机械加工表面质量决定了机器的使用性能和延长使用寿命。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和表面层作为分析和研究对象的。第一节概述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。（1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺

3、寸与零件理想尺寸相符的程度。（2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。（3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。第一节概述一、机械加工精度（一）机械加工精度的概念加工误差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度。加工精度和加工误差是从两种观点来评定零件几何参数，所谓保证和提高加工精度问题就是限制和降低加工误差问题。第一节概述一、机械加工精度（一）机械加工精度的概念获

4、得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法1)试切法：调整—试切—测量计算—调整，这样反复几次直到试切尺寸符合要求为止。主要影响因素:测量精度，微进给机构的准确性，刀具的切削性能；可达到很高的精度。第一节概述一、机械加工精度（二）加工精度的获得方法获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法第一节概述一、机械加工精度（二）加工精度的获得方法2)调整法：首先调整好刀具与工件的相对位置,并要求在一批零件的加工过程中保持这个位置不变。如多刀机床,六角自动车床等。影响因素与试切法相同，有调整精度和调整装置的刚度等。4)自动控制法:将测量、调整和

5、切削等机构组成一个自动加工系统，工件达到尺寸后，系统自动停止加工。第一节概述一、机械加工精度（二）加工精度的获得方法3)定尺寸刀具法:用刀具尺寸来保证工件尺寸。第一节概述机械加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，它存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。虽然只有极薄的一层（几微米——几十微米），但都错综复杂地影响着机械零件的耐磨性、抗腐蚀性、配合质量和疲劳强度等，从而影响产品的使用性能和寿命，因此必须加以足够的重视。二、机械加工表面质量（一）表面质量的概念吸附层<8nm基体材料纤维层压缩区几十~几百微米热影响区显微硬度残余应力加工表面层沿深度变化示意图残余拉应力(＋

6、)；残余压应力(－)第一节概述二、机械加工表面质量（一）表面质量的概念零件表面质量表面粗糙度表面波度表面物理力学性能的变化表面微观几何形状误差表面层冷作硬化表面层残余应力表面层金相组织的变化机械加工表面质量是指经过机械加工后零件表面层所产生的物理机械性能的变化以及表面层微观几何形状误差，又称为表面完整性，主要包括表面层微观几何形状和表面层物理机械性能。第一节概述二、机械加工表面质量（一）表面质量的概念表面粗糙度：表面微观几何形状误差，其波长与波高的比值在L1/H1＜40的范围内，波距<1mm。由刀刃切削后形成。表面波度：介于加工精度（宏观几何形状误差L3/H3=1000）和表面粗

7、糙度间的一种带有周期性的几何形状误差，其波长与波高的比值在40＜L2/H2＜1000的范围，波距=1~10mm。由工艺系统的振动引起。纹理方向：表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法。伤痕：加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如：砂眼、气孔、裂痕等。1、表面层的几何形状第一节概述二、机械加工表面质量（一）表面质量的概念L1范围内的凹凸不平(表面粗糙度)H1L2范围内的凹凸不平(波度)H2平面度H3表面粗糙度和波度1、表面层的几何形状第一节概述二、机械加工表面