机械制造技术――机械加工质量控制ppt课件.ppt

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1、（6）制造技术基础7/28/20211第6章机械加工质量6.1加工精度和表面质量6.1.1加工精度在切削加工中，影响零件加工精度的主要因素：（1）加工原理误差——因采用了近似的加工方法或传动方式及形状近似的刀具而造成的误差。7/28/20212例：展成法加工齿轮，即：滚刀切削刃各个瞬时位置的包络面形成齿轮齿面。理论上要得到渐开线齿面，滚刀应采用渐开线蜗杆。但是，由于制造上的困难，生产上实际采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆，由此产生的误差——原理误差。7/28/20213机床误差机床导轨误差主轴误差传动链误差机床的制造精度安装精度磨损机床导轨误差在水平面内的直线度误

2、差在垂直面内的直线度误差前后导轨的平行度误差（2）机床、刀具及夹具误差包括：制造和磨损误差7/28/20214例：卧式车床的纵向导轨在水平面内的直线度误差，直接产生工件直径的尺寸误差和圆柱度误差。例：在车床上精车长轴和深孔时，随着车刀逐渐磨损，工件表面出现锥度而产生其直径的尺寸误差和圆柱度误差。7/28/202157/28/20216机床导轨在水平面内的直线度误差△y△R’引起的加工误差：（纵向车削时）若导轨在水平面内向前凸起，工件为腰鼓形；若导轨在水平面内向后凸起，工件为马鞍形。刀尖在水平面内的位移△y工件在半径上的误差（加工表面的法线方向）△R’=△y△D

3、’=2△y7/28/20217在卡盘上夹紧薄壁套、圆环等刚度较差的工件时，工件容易产生弹性变形。（3）工件装夹误差包括：定位误差和夹紧误差夹紧力的影响措施：加工薄壁零件时，可采用液性塑料夹具代替三爪卡盘，以保证夹紧力应在工件圆周上均匀分布。例：镗削→加工出的孔→三角棱圆形7/28/20218图a）装夹前工件的形状图b）内孔加工完后还未卸下的形状图c）加工后卸下工件，弹性变形恢复后的形状，此时装夹误差反映到加工表面内孔上。7/28/20219（4）工艺系统变形误差工艺系统——机床、夹具、工件和刀具构成的弹性工艺系统1.受力弹性变形误差例：轴在两顶尖之间加工，近似于

4、一根梁自由支承在两个支点上，在背向力Fp的作用下，加工的轴为腰鼓形。7/28/202110b）用卡盘装夹轴；c）用卡盘-顶尖装夹轴在背向力Fp的作用下加工出的轴类零件形状如图所示。措施：加工刚度较差的细长轴工件时，常采用中心架或跟刀架等辅助支承，以减小工件受力变形。7/28/2021117/28/202112在精密加工中引起的加工误差占总加工误差的40~70%在大型零件的加工中对精度的影响显著在自动化生产中使加工精度不稳定机床热变形：磨床：外圆磨床的主要热源——砂轮主轴的摩擦热、液压系统的发热，对加工精度影响较大。其他机床：主要热源——主轴箱，导致主轴抬高并倾斜

5、，使床身凸起（在垂直面内）：热源：内部热源外部热源有垂直（或倾斜）刀架的机床，对加工精度影响较大。2.工艺系统的热变形误差7/28/2021137/28/202114刀具热变形特点：刀体小、热容量小、温升高（例：高速钢车刀切削时，刀刃温度达700~800oC,刀具伸长量达0.03~0.05mm）工件热变形工件受热膨胀均匀：引起尺寸变化工件受热膨胀不均匀：引起形状变化加工平面（铣、刨、磨等）：工件单侧受热→工件向上凸起→凸起部分被切除→冷却后→平面呈凹形加工长的精密工件时：热变形对加工精度的影响显著例：磨削长为3000mm的碳钢丝杠，磨削后温升3度，丝杠伸长量为0

6、.1mm（6级丝杠的螺距误差在全长上的允差为0.02mm）7/28/2021157/28/202116工件加工过程中：各部分受热不均冷却速度不同金相组织变化塑性变形切削热、力的影响（5）工件内应力工件内：拉应力和压应力并存而总体处于平衡状态。*当外界条件发生变化，如温度改变或从表面再切去一层金属后，内应力的平衡即遭到破坏，引起内应力重新分布，使零件产生新的变形。工件形状愈复杂，各部分厚度愈不均匀→内应力愈大。7/28/2021177/28/202118减小内应力的措施：合理设计零件结构；粗、精加工分开；粗、精加工分开，且在其间安排退火或时效工序以减少或消除内应力

7、。退火——将钢制零件加热到临界温度附近，保持一些时间，再缓慢冷却的一种工艺过程。目的：消除内应力，使之达到稳定状态。7/28/202119自然时效——将铸件、焊件的毛坯、粗加工的工件在室内、室外放置较长时间，使其在自然气温下，内应力重新分布，工件充分变形，继而进行后续的机械加工。人工时效——将中小零件在炉内预热后低温保温几小时。目的：消除内应力，使之达到稳定状态。7/28/2021206.1.2．表面质量表面质量——零件在加工后表面层的状况。包括：表面粗糙度、表面变形强化（表面硬化）和残余应力等。影响表面粗糙度的主要因素：（1）切削残留面积减小f减小残留面积减小

8、表面粗糙度→→或增大刀尖