机械加工质量分析与控制ppt课件.ppt

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1、尺寸精度形状精度位置精度表面粗糙度波度纹理方向伤痕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第四讲机械加工质量分析与控制【教学目的】通过本讲的学习，使学生掌握加工精度和表面质量的含义，掌握影响加工质量的各种原始误差及控制方法，从而更好的控制加工过程。【教学重点】加工精度及加工表面质量的概念；影响加工精度的各种原始误差及控制加工误差的方法；误差统计分析法；控制加工表面质量的途径。【教学难点】加工表面冷作硬化、金相组织变化和残余应力产生的机理。第四讲机械加工质量分析与控制4.1机械加工精度4.2加工误差的统计分析4.3机械加工表面质量

2、4.1机械加工精度4.1.1概述4.1.2工艺系统的几何误差4.1.3工艺系统受力变形引起的误差4.1.4工艺系统受热变形引起的误差4.1.5工件内应力引起的误差加工精度:定义：零件加工后实际几何参数与理想零件几何参数的相符合程度。组成关系：几何形状精度<相互位置精度<尺寸精度加工误差:零件加工后实际几何参数与理想零件几何参数的不符合程度。在数值上精度愈高，误差愈小；精度愈低，误差愈大。通过控制加工误差来保证加工精度。4.1.1概述1、加工精度与加工误差获得加工精度的方法（1)获得尺寸精度的方法试切法获得加工精度的方法（1)获得尺寸精度的方法调整法获得加工精度的方法（1

3、)获得尺寸精度的方法定尺寸刀具法获得加工精度的方法（1)获得尺寸精度的方法自动控制法（2）获得形状精度的方法1）轨迹法利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状2）成形刀具法由刀刃的形状形成工件表面形状3）展成法由切削刃包络面形成工件表面形状（3）获得相互位置精度的方法主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证获得加工精度的方法加工经济精度在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。加工成本与加工误差之间的关系经济精度范围在其上限处，再提高一点加工精度（即减少加工误差），则成本将大幅度上升；在其下限处，加工精度即

4、使大幅度降低（即加工误差大幅度增加），成本降低却很少。通常，零件的加工精度越高，加工成本越高，生产率越低。在机械加工中,零件的尺寸、形状和表面间相互位置的形成，归结到一点就是取决于工件和刀具在切削过程中的相互位置关系。切削加工过程中，有多种因素会破坏工件和刀具间的正确相对位置，会产生加工误差。工艺系统中凡是能改变刀具和工件的正确位置的各种因素，称为原始误差。原始误差是产生加工误差的根源2、原始误差原始误差的来源工艺系统静误差主轴回转误差导轨误差传动链误差一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成法刀具试切法调整法外力作用点变化外力方向变化外力大小变化机床几何误差工艺系统几何误差原理

5、误差调整误差测量误差定位误差工艺系统动误差工艺系统受力变形工艺系统受热变形工艺系统内应力变形刀具几何误差夹具几何误差机床热变形工件热变形刀具热变形dΔRR+ΔRRΔYoDΔRΔZ原始误差与加工误差的关系工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。对加工精度影响最大的方向，称为误差敏感方向。误差敏感方向一般为已加工表面过切削点的法线方向。误差敏感方向机床的几何误差原因：机床的制造误差、安装误差和磨损。项目：主轴回转误差、机床导轨误差、传动链误差。刀具几何误差夹具几何误差4.1.2工艺系统的几何误差1、机床的几何误差主轴回转误差主轴回转误差:主轴回转时实际回转轴线

6、相对于平均回转轴线在径向的变动量。主轴回转误差的基本形式：a.径向圆跳动b.角度摆动c.轴向圆跳动影响主轴回转精度的主要因素轴承本身误差、轴承间隙、轴承间同轴度误差，主轴各段轴颈、轴孔的同轴度误差主轴系统的刚度和热变形等。它们对主轴回转精度的影响大小随加工方式而不同影响主轴回转精度的主要因素镗孔时纯径向跳动对加工精度的影响主轴的回转误差对加工精度的影响纯角度摆动O－工件孔中心线Om－主轴回转中心线主轴的回转误差对加工精度的影响减小主轴回转误差的对策提高主轴部件的制造精度提高轴承的回转精度，如选高精度的滚动轴承；提高箱体支承孔、主轴轴颈和与轴承相配合有关表面的加工精度；预

7、测径向跳动，调节径向跳动方位，使误差相互补偿或抵消。对滚动轴承进行预紧适当预紧消除间隙（过盈），弹性变形相互制约，增加轴承刚度，误差均化。使主轴的回转误差不反映到工件上去直接保证工件在加工过程中的回转精度而不依赖主轴。导轨误差导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响⊿R=⊿1导轨误差导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度的影响设⊿2=0.1mm，R=20mm，则⊿R=0.00025mm。⊿R≈(⊿2)2/(2R)导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小，一般可忽略不计。y—误差敏感方向z—非误差敏感方向导轨在水平面内的直线度误差将直