机械加工质量及其控制ppt课件.ppt

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1、距表面深度HVH0hiH0图3-24加工硬化与表面深度的关系加工硬化概念已加工表面表层金属硬度高于里层金属硬度的现象加工表面严重变形，层内金属晶格拉长、挤紧、扭曲、碎裂，使表层组织硬化加工硬化产生原因加工硬化残余应力◆热塑变形效应：表层拉应力，里层压应力（热的快冷的快）◆冷塑变形效应：表层得到压应力，里层为拉应力表层金属塑性变形体积拉长膨胀，弹性变形可恢复，塑性变形不可恢复◆表层金属相变：切削区温度超过相变温度，则珠光体受热转变成奥氏体，冷却后又转变成马氏体，体积膨胀，表层产生压应力◆实际应力状态是上述各因素影响的综合结果残余应

2、力产生原因第4章机械加工质量分析与控制本章要点机床几何误差及其对加工精度的影响机械加工质量含义提高加工精度的途径机械加工精度的影响因素及其控制工艺系统受力变形对加工精度的影响工艺系统热变形对加工精度的影响加工误差的统计分析影响机械加工表面质量的因素机械制造技术基础第4章机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.1概述IntroductiontoMachiningQuality4.1.0机械加工质量机械加工质量的含义表面几何方面的质量：几何形状误差（1）宏观几何形状误差：尺寸

3、误差和形位误差（2）微观几何形状误差：波度、表面粗糙度（3）纹理方向：刀纹方向（4）伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）2.材料性能方面的质量：表面加工变质层（1）表层加工硬化：切削过程中金属产生冷态塑性变形后而引起的。（2）表层金相组织变化：切削热引起工件表面温升过高而产生的。（3）表层残余应力：切削变形和切削热共同作用而引起的。综上所述4.1.0机械加工质量◆零件几何形状误差（宏观）；波度；表面粗糙度(微观)宏观几何形状误差（平面度、圆柱度等）—波长/波高＞1000波度—波长/波高=50～1000；且具有周期特性（工艺系统低频振动造成

4、的）表面粗糙度——波长/波高＜50a）波度b）表面粗糙度图4-2零件加工表面的粗糙度与波度RZλHλRZ4.1.0机械加工质量4.1.0机械加工质量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：通常，零件的形状误差约占相应尺寸公差的30％～50％；位置误差约为尺寸公差的65％～85％）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度（宏观几何形状误差）表面质量表面几何形状精度表面加工变质层表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力机械加工质量的含义图4-1加工质量包含的内容1.获得尺寸精

5、度的方法试切法定尺寸刀具法调整法自动控制法4.1.1机械加工精度的获得方法尺寸精度获得的方法调整法对刀装置定位误差一般是针对调整法加工的情况而言的试切法加工一般不考虑定位误差尺寸精度获得的方法工件装夹方法包括：直接找正，划线找正，夹具定位2.获得形状精度的方法轨迹法成形刀具法展成法3.获得位置精度的方法一次装夹获得法多次装夹获得法非成形运动法相切法非成形运动法4.1.1机械加工精度的获得方法切削加工成形方法(P47)轨迹法成形法相切法展成法a）轨迹法b）成形法c）相切法d）展成法图2-6零件表面成形方法直接找正装夹获得位置精度的

6、方法4.1.1机械加工精度的获得方法多次装夹4.1.2表面质量对零件使用性能的影响对耐磨性影响Ra（μm）初始磨损量重载荷轻载荷图4-3表面粗糙度与初始磨损量表面粗糙度值↓→耐疲劳性↑适当硬化可提高耐疲劳性表面粗糙度值↓→耐蚀性↑表面压应力：有利于提高耐蚀性表面粗糙度值↑→配合质量↓表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度（图4-3）对耐疲劳性影响对耐蚀性影响对配合质量影响纹理形式与方向：圆弧状、凹坑状较好适当硬化可提高耐磨性机械制造技术基础第4章机械加工质量分析与控制AnalysisandControlofMachiningQu

7、ality4.2机械加工精度的影响因素及其控制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。4.2.1机械加工工艺系统的原始误差原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(原有误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差定位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原始误差——原始误差分类图4-5原始误差构成4.2.2误差敏感方向

8、图4-4：ΔRyΔYRRΔRX=ΔX（4-1）（4-2）显然：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(工序尺寸方向)。图4-4误差敏感方向ＯYR0Xa）ＯY