项目二机械加工质量分析课件

1、返回 项目四项目四 机械加工质量分析机械加工质量分析 04 03 02 01返回课题一 机械加工精度 一、加工精度的基本概念一、加工精度的基本概念 加工精度加工精度是指零件加工后的实际几何是指零件加工后的实际几何参数参数(尺寸、形状和位置尺寸、形状和位置)与理想几何参数的与理想几何参数的相符合的程度。零件加工后的实际几何参相符合的程度。零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为数对理想几何参数的偏离程度，称为加工加工误差误差。 加工精度包括三个方面：加工精度包括三个方面： 1、尺寸精度、尺寸精度 2、形状精度、形状精度 3、位置精度、位置精度返回课题一 机械加工精度二、获得加工精度

2、的方法二、获得加工精度的方法1、获得尺寸精度的方法、获得尺寸精度的方法（1）试切法试切法 ：通过试切：通过试切测量测量调整调整再试切，反复再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。（2）调整法调整法 ：预先用样板，样件或根据试切工件来调：预先用样板，样件或根据试切工件来调整好刀具和工件在机床上的相对位置，然后加工一批整好刀具和工件在机床上的相对位置，然后加工一批工件。工件。（3）定尺寸刀具法定尺寸刀具法 ：用一定形状和尺寸的刀具来保证：用一定形状和尺寸的刀具来保证被加工部位尺寸的加工形状和尺寸精度。被加工部位尺寸的加工形状和尺寸精度。返回课题一

3、 机械加工精度（4）自动获得尺寸法自动获得尺寸法 ：这种方法是由测量装置，进给：这种方法是由测量装置，进给装置和控制系统等组成的自动控制加工系统，具体方装置和控制系统等组成的自动控制加工系统，具体方法有两种：自动测量，自动停止；数字控制。法有两种：自动测量，自动停止；数字控制。 2、获得形状精度的方法、获得形状精度的方法工件在加工时。其形状精度的获得方法有以下三种：工件在加工时。其形状精度的获得方法有以下三种：（1）轨迹法轨迹法：依靠刀具运动轨迹来获得所需要工件形状：依靠刀具运动轨迹来获得所需要工件形状的一种方法。的一种方法。返回课题一 机械加工精度（2）成形法成形法：成形法是使用成形刀具加工

4、，获得工件：成形法是使用成形刀具加工，获得工件表面的方法。表面的方法。（3）展成法展成法：在加工时刀具和工件作展成运动，在展：在加工时刀具和工件作展成运动，在展成运动过程中，刀刃包络出被加工表面的形状，称为成运动过程中，刀刃包络出被加工表面的形状，称为展成法（范成法、滚切法）。展成法（范成法、滚切法）。3、获得位置精度的方法、获得位置精度的方法 获得位置精度的方法有两种：一是根据工件加工获得位置精度的方法有两种：一是根据工件加工过的表面进行找正的方法；二是用夹具安装工件，工过的表面进行找正的方法；二是用夹具安装工件，工件的位置精度由夹具来保证。件的位置精度由夹具来保证。返回课题一 机械加工精度

5、三、影响加工精度的原始误差、影响加工精度的原始误差 在机械加工中，机床、夹具、工件和刀具构成了一在机械加工中，机床、夹具、工件和刀具构成了一个完整的系统，称为工艺系统。个完整的系统，称为工艺系统。由于工艺系统本身的由于工艺系统本身的结构和状态、操作过程以及加工过程中的结构和状态、操作过程以及加工过程中的 物理现象而物理现象而产生刀具和工件之间的相对位置关系发生偏移所产生产生刀具和工件之间的相对位置关系发生偏移所产生的误差称为的误差称为原始误差原始误差。 1、与工艺系统本身的初始状态有关原始误差、与工艺系统本身的初始状态有关原始误差 （1）原理误差：即加工方法原理上存在的误差。）原理误差：即加工

6、方法原理上存在的误差。 （2）工艺系统几何误差：它可归纳为两类：）工艺系统几何误差：它可归纳为两类： 工件与刀具的相对位置在静态下已存在的误差。工件与刀具的相对位置在静态下已存在的误差。返回课题一 机械加工精度 工件与刀具的相对位置在运动状态下已存在的误差。工件与刀具的相对位置在运动状态下已存在的误差。2、与切削过程有关的原始误差、与切削过程有关的原始误差 （1）工艺系统力效应引起的变形工艺系统力效应引起的变形，如工艺系统受力变，如工艺系统受力变形、工件内应力引起的变形及振动等。形、工件内应力引起的变形及振动等。 （2）工艺系统热效应引起的变形工艺系统热效应引起的变形四、加工原理误差四、加工原

7、理误差 加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式或者近似的刀具轮廓而产生的误差。或者近似的刀具轮廓而产生的误差。因为它在加工原因为它在加工原理上存在误差，因此称为原理误差。原理误差应在允理上存在误差，因此称为原理误差。原理误差应在允许范围内。许范围内。返回课题一 机械加工精度1、采用近似的加工运动造成的误差、采用近似的加工运动造成的误差 在工件与刀具的相对运动之间建立一定的联系在工件与刀具的相对运动之间建立一定的联系，从理论上讲，应采用完全准确的运动联系。但是，采从理论上讲，应采用完全准确的运动联系。但是，采用完全准确的加工原理有时使机床或夹具极为复

8、杂，用完全准确的加工原理有时使机床或夹具极为复杂，导致制造困难，反而难以达到较高的较高精度，有时导致制造困难，反而难以达到较高的较高精度，有时甚至是不可能做到的。甚至是不可能做到的。2、采用近似的刀具轮廓造成的误差、采用近似的刀具轮廓造成的误差 用成形刀具加工复杂的曲面时，要使刀具刃口做得用成形刀具加工复杂的曲面时，要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓，有时非常困难，往往采用完全符合理论曲线的轮廓，有时非常困难，往往采用圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。返回课题一 机械加工精度五、机床的几何误差五、机床的几何误差 加工中刀具相对于工件的成形运动一

9、般都是通过加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，机床的制造误差、安装误差、使机床完成的，因此，机床的制造误差、安装误差、使用中的磨损都直接影响工件的加工精度。用中的磨损都直接影响工件的加工精度。1、主轴回转运动误差、主轴回转运动误差（1）主轴回转精度的概念）主轴回转精度的概念 主轴回转精度主轴回转精度是指主轴的实际回转轴线与平均回是指主轴的实际回转轴线与平均回转轴线向符合的程度，它们的差异就称为转轴线向符合的程度，它们的差异就称为主轴回转运主轴回转运动误差动误差。主轴回转运动误差可分解为三种形式：。主轴回转运动误差可分解为三种形式：返回课题一 机械加工精度图4-1 主轴回

10、转运动误差返回（2 2）影响主轴回转精度的主要因素）影响主轴回转精度的主要因素 影响主轴回转精度主要因素有影响主轴回转精度主要因素有主轴的主轴的误差误差、轴承的误差轴承的误差、床头箱体主轴孔的误床头箱体主轴孔的误差差以及以及与轴承配合零件的误差与轴承配合零件的误差等。等。 当采用滑动轴承时，影响主轴回转精当采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的因素有：度的因素有：主轴颈和轴瓦内孔的园度误主轴颈和轴瓦内孔的园度误差差以及以及轴颈和轴瓦内孔的配合精度轴颈和轴瓦内孔的配合精度。课题一 机械加工精度返回课题一 机械加工精度 对于对于镗床类镗床类机床，因为切削力方向是变化的，机床，因为切削力方向是变化的，轴

11、轴瓦的内孔总是与主轴颈的某一固定部分接触瓦的内孔总是与主轴颈的某一固定部分接触。因而，。因而，轴瓦内孔的园度误差对主轴回转精度影响较大，主轴轴瓦内孔的园度误差对主轴回转精度影响较大，主轴轴颈的园度误差对主轴回转精度影响较小。轴颈的园度误差对主轴回转精度影响较小。 对于对于车床类车床类机床，轴瓦内孔的园度误差对加工误机床，轴瓦内孔的园度误差对加工误差影响很小。因为切削力方向不变，差影响很小。因为切削力方向不变，回转的主轴轴颈回转的主轴轴颈总是与轴瓦内孔的某固定部分接触总是与轴瓦内孔的某固定部分接触，因而轴瓦内孔的，因而轴瓦内孔的园度误差对主轴回转运动误差影响几乎为零园度误差对主轴回转运动误差影响

12、几乎为零.返回课题一 机械加工精度图4-2 滑动轴承对主轴回转精度的影响（a）镗床类； （b）车床类（a）（b）返回课题一 机械加工精度（3）提高主轴回转精度的措施）提高主轴回转精度的措施 提高主轴、箱体的制造精度提高主轴、箱体的制造精度 主轴回转精度只有主轴回转精度只有20%决定于轴承精度，而决定于轴承精度，而80%取决于主轴和箱体的精取决于主轴和箱体的精度和装配质量。度和装配质量。 高速主轴部件要进行动平衡，以消除激振力高速主轴部件要进行动平衡，以消除激振力。 滚动轴承采用预紧滚动轴承采用预紧 轴向施加适当预加载荷（约为轴向施加适当预加载荷（约为径向载荷径向载荷20%30%）、消除轴承间隙

13、，使滚动体产）、消除轴承间隙，使滚动体产生微量弹性变形，可提高刚度、回转精度和使用寿命。生微量弹性变形，可提高刚度、回转精度和使用寿命。返回课题一 机械加工精度 采用多油楔动压轴承采用多油楔动压轴承（限于高速轴承）。（限于高速轴承）。 采用静压轴承采用静压轴承 静压轴承由于是纯液体摩擦，摩擦系静压轴承由于是纯液体摩擦，摩擦系数为数为0.0005.因此，摩擦阻力较小，可以均化主轴颈因此，摩擦阻力较小，可以均化主轴颈与轴瓦的制造误差，具有很高的回转精度。与轴瓦的制造误差，具有很高的回转精度。 采用固定顶尖结构采用固定顶尖结构 如果磨床前顶尖固定，不随主轴如果磨床前顶尖固定，不随主轴回转，则工件园度

14、只和一对顶尖及工件顶尖孔的精回转，则工件园度只和一对顶尖及工件顶尖孔的精度有关，而与主轴回转精度关系很小。主轴回转只度有关，而与主轴回转精度关系很小。主轴回转只起传递动力带动工件转动的作用起传递动力带动工件转动的作用.返回课题一 机械加工精度2、导轨导向误差、导轨导向误差 导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：有以下三个方面：（1）水平面内导轨直线度的影响水平面内导轨直线度的影响 在水平面在水平面内（内（Y轴方轴方向）向），导轨误差为，导轨误

15、差为Y，引起尺寸误差，引起尺寸误差d=2Y。当。当导轨形状有误差时，造成圆柱度误差，如当导轨中部导轨形状有误差时，造成圆柱度误差，如当导轨中部向前凸出时，工件产生鞍形；当导轨中部向后凸出时，向前凸出时，工件产生鞍形；当导轨中部向后凸出时，工件产生鼓形。工件产生鼓形。返回课题一 机械加工精度 （2）垂直面内导轨直线度的影响垂直面内导轨直线度的影响 对车对车床来说，垂直面内（床来说，垂直面内（Z轴方向）不是误差的敏轴方向）不是误差的敏感方向，但也会产生直径方向误差感方向，但也会产生直径方向误差. （3）前后导轨的平行度的影响前后导轨的平行度的影响 当前后导当前后导轨存在平行度误差轨存在平行度误差(

16、扭曲扭曲)时，刀架运动时会产时，刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。使工件产生形状误差。返回课题一 机械加工精度3、传动链误差、传动链误差 传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。传动机构越多传动线路越长，传动误差来衡量。传动机构越多传动线路越长，传动误差就越大。若要减小这一误差，除了提高传动机差就越大。若要减小这一误差，除了提高传动机构的制造精度和安装精度外，还可以采用缩短传构的制造精度

17、和安装精度外，还可以采用缩短传动路线或附加校正装置。动路线或附加校正装置。返回课题一 机械加工精度六、六、 刀具、夹具的制造误差及磨损刀具、夹具的制造误差及磨损 一般刀具一般刀具（车刀、镗刀及铣刀等）的制造误差，（车刀、镗刀及铣刀等）的制造误差，对加工精度没有直接的影响。对加工精度没有直接的影响。定尺寸刀具定尺寸刀具（如钻头、（如钻头、铰刀、拉刀及槽铣刀等）铰刀、拉刀及槽铣刀等）的尺寸误差影响尺寸精度。的尺寸误差影响尺寸精度。 成形刀成形刀（成形刀、成形铣刀以及齿轮滚刀等）的（成形刀、成形铣刀以及齿轮滚刀等）的误差主要影响被加工面的形状精度。误差主要影响被加工面的形状精度。夹具的制造误差夹具的

18、制造误差影响被加工零件的精度。影响被加工零件的精度。 刀具的磨损刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的会直接影响刀具相对被加工表面的位置，造成被加工零件的尺寸误差；夹具的磨损会引位置，造成被加工零件的尺寸误差；夹具的磨损会引起工件的定位误差。起工件的定位误差。返回课题一 机械加工精度七、工艺系统受力变形引起的加工误差七、工艺系统受力变形引起的加工误差 工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力的作用下，产生相应的变形和振紧力以及重力的作用下，产生相应的变形和振动，产生各种加工误差和表面粗糙度。动，产生各种加工误差和表面粗糙度。1、切削过程中受力点位置

19、变化引起的加工误差、切削过程中受力点位置变化引起的加工误差（1）在两顶尖车削粗而短的光轴时在两顶尖车削粗而短的光轴时，工艺系统，工艺系统的总变形完全取决于机床头、尾架（包括顶尖）的总变形完全取决于机床头、尾架（包括顶尖）和刀架（包括刀具）的变形。和刀架（包括刀具）的变形。工件产生的误差工件产生的误差为双曲线圆柱度误差。为双曲线圆柱度误差。返回（2 2）在两顶尖车削细长轴时，在两顶尖车削细长轴时，工艺系统的变工艺系统的变形完全取决于工件的变形。形完全取决于工件的变形。工件产生腰鼓工件产生腰鼓形圆柱度误差形圆柱度误差。课题一 机械加工精度图4-3 腰鼓形圆柱度误差返回课题一 机械加工精度2、切削力

20、大小变化引起的加工误差、切削力大小变化引起的加工误差复映误差复映误差 工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状，工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状，但它在尺寸、形状以及表面层材料硬度上都有较但它在尺寸、形状以及表面层材料硬度上都有较大的误差。毛坯的这些误差在加工时使切削深度大的误差。毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生变化，从而导致切削力的变化，进而引不断发生变化，从而导致切削力的变化，进而引起工艺系统产生相应的变形，使得零件在加工后起工艺系统产生相应的变形，使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。这种还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。这种现象称为现象称为“误差复映规律误差

21、复映规律”，所引起的加工误差称所引起的加工误差称为为“复映误差复映误差”。返回3 3、减小工艺系统受力变形的措施、减小工艺系统受力变形的措施 减小工艺系统受力变形，不仅可以提减小工艺系统受力变形，不仅可以提高零件的加工精度，而且有利于提高生产高零件的加工精度，而且有利于提高生产率。因此，生产中必须采取有力措施，减率。因此，生产中必须采取有力措施，减小工艺系统受力变形。小工艺系统受力变形。（1 1）提高工艺系统）提高工艺系统各部分的刚度各部分的刚度 设法提高工件自身刚度。设法提高工件自身刚度。 提高工件安装时的夹紧刚度提高工件安装时的夹紧刚度 课题一 机械加工精度返回课题一 机械加工精度图4-4

22、 薄壁工件返回课题一 机械加工精度提高机床部件的提高机床部件的刚度刚度（2 2）提高接触刚度）提高接触刚度图4-5 提高刀架刚度的装置返回课题一 机械加工精度八、工艺系统受热变形引起的加工误差八、工艺系统受热变形引起的加工误差 机械加工中，工艺系统在各种热源的作用下产生一机械加工中，工艺系统在各种热源的作用下产生一定的热变形。定的热变形。1.工艺系统的热源工艺系统的热源（1）内部热源内部热源 内部热源主要来自切削过程，它包括：内部热源主要来自切削过程，它包括：切削热切削热 切削过程中，切削金属层的弹性、塑性变切削过程中，切削金属层的弹性、塑性变形及刀具、工件、切屑间摩擦消耗的能量绝大多数形及刀

23、具、工件、切屑间摩擦消耗的能量绝大多数转化为切削热。转化为切削热。返回课题一 机械加工精度摩擦热摩擦热 机床中的各种运动副，如导轨副、机床中的各种运动副，如导轨副、齿轮副、丝杠螺母副等，在相对运动时因摩擦齿轮副、丝杠螺母副等，在相对运动时因摩擦而产生热量。机床的各种动力源如液压系统、而产生热量。机床的各种动力源如液压系统、电机、马达等，工作时也要产生能量损耗而发电机、马达等，工作时也要产生能量损耗而发热。这些热量是机床热变形的主要热源。热。这些热量是机床热变形的主要热源。派生热源派生热源 切削中的部分切削中的部分 切削热由切屑、切切削热由切屑、切削液传给机床床身，摩擦热由润滑油传给机床削液传给

24、机床床身，摩擦热由润滑油传给机床各处，从而使机床床身热变形。这部分热源称各处，从而使机床床身热变形。这部分热源称为派生热源。为派生热源。返回（2 2）外部热源外部热源 外部热源主要来自外部环境。外部热源主要来自外部环境。 环境温度环境温度 一般来说，工作地周围环境随气温而一般来说，工作地周围环境随气温而变化，而且不同位置处的温度也各不相同，这种环境变化，而且不同位置处的温度也各不相同，这种环境温度的差异有时也会影响加工精度。如加工大型精密温度的差异有时也会影响加工精度。如加工大型精密件往往需要较长时间（有时甚至需要几个昼夜）。由件往往需要较长时间（有时甚至需要几个昼夜）。由于昼夜温差使工艺系统

25、热变形不均匀，从而产生加工于昼夜温差使工艺系统热变形不均匀，从而产生加工误差。误差。 热辐射热辐射 来自阳光、照明灯、暖气设备及人体等。来自阳光、照明灯、暖气设备及人体等。课题一 机械加工精度返回课题一 机械加工精度2 2、工艺系统的热平衡、工艺系统的热平衡返回3 3、机床热变形引起的加工误差机床热变形引起的加工误差 由于机床的结构好工作条件差别很大，由于机床的结构好工作条件差别很大，因此引起热变形的主要热源也不大相同，大致因此引起热变形的主要热源也不大相同，大致分为以下三种：分为以下三种：（1 1）主要热源来自机床的主传动系统主要热源来自机床的主传动系统，如普通，如普通机床、六角机床、铣床、

26、卧式镗床、坐标镗床机床、六角机床、铣床、卧式镗床、坐标镗床等。等。课题一 机械加工精度返回课题一 机械加工精度（2 2）主要热源来自机床导轨的摩擦主要热源来自机床导轨的摩擦，如龙门刨床、，如龙门刨床、立式车床等。立式车床等。（3 3）主要热源来自液压系统主要热源来自液压系统，如各种液压机床。，如各种液压机床。车床的热变形返回课题一 机械加工精度4、刀具热变形及对加工精度的影响刀具热变形及对加工精度的影响 切削过程中，一部分切削热传给刀具，尽切削过程中，一部分切削热传给刀具，尽管这部分热量很少（高速车削时只占管这部分热量很少（高速车削时只占12%）但由于刀具体积较小，热容量较小，所以刀具但由于刀

27、具体积较小，热容量较小，所以刀具切削部分的温升仍较高。例如高速钢车刀的工切削部分的温升仍较高。例如高速钢车刀的工作表面温度可达作表面温度可达 7000C800 0C，刀具的热伸，刀具的热伸长量可达长量可达 0.030.05 mm；从而产生加工误差，；从而产生加工误差，影响加工精度。影响加工精度。返回课题一 机械加工精度（1）刀具连续工作时的热变形引起的加工误差刀具连续工作时的热变形引起的加工误差（2）刀具间歇工作刀具间歇工作 总的来说，刀具能够迅速达到热平衡，刀总的来说，刀具能够迅速达到热平衡，刀具的磨损又能与刀具的受热伸长进行部分补偿，具的磨损又能与刀具的受热伸长进行部分补偿，故刀具热变形对

28、加工质量影响并不显著。故刀具热变形对加工质量影响并不显著。返回课题一 机械加工精度5、工件热变形引起的加工误差工件热变形引起的加工误差（1）工件均匀受热工件均匀受热（2）工件不均匀受热工件不均匀受热返回课题一 机械加工精度6、控制温度变化，均衡温度场控制温度变化，均衡温度场 由于工艺系统温度变化，引起工艺系统热由于工艺系统温度变化，引起工艺系统热变形变化，场而产生加工误差，并且具有随机变形变化，场而产生加工误差，并且具有随机性性。 对于床身较长的导轨磨床，为了均衡导轨对于床身较长的导轨磨床，为了均衡导轨面的热伸长，可利用机床润滑系统回油的余热面的热伸长，可利用机床润滑系统回油的余热来提高床身下

29、部的温度，使床身上下表面的温来提高床身下部的温度，使床身上下表面的温差减小，变形均匀。差减小，变形均匀。返回课题一 机械加工精度九、工件残余应力引起的误差九、工件残余应力引起的误差1、基本概念、基本概念 残余应力也称内应力，是指当外部荷载去残余应力也称内应力，是指当外部荷载去掉以后仍残留在工件内部的应力。掉以后仍残留在工件内部的应力。残余应力是残余应力是由于金属内部组织发生了不均匀体积变化而产由于金属内部组织发生了不均匀体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工生的。其外界因素来自热加工和冷加工 返回课题一 机械加工精度 具有内应力的工件，处在一种不稳定状态具有内应力的工件，处在一种不稳定

30、状态之中，它内部的组织有强烈的恢复到没有内应之中，它内部的组织有强烈的恢复到没有内应力稳定状态的倾向。即使在常温下工件的内部力稳定状态的倾向。即使在常温下工件的内部组织也不断发生变化，直到内应力完全消失为组织也不断发生变化，直到内应力完全消失为止。在这一过程中，工件的形状逐渐改变（如止。在这一过程中，工件的形状逐渐改变（如翘曲变形）从而丧失其原有精度。如果把存在翘曲变形）从而丧失其原有精度。如果把存在内应力的工件装配到机器中，则会因其在使用内应力的工件装配到机器中，则会因其在使用中的变形而破坏整台机器的精度中的变形而破坏整台机器的精度。返回2、残余应力产生的原因、残余应力产生的原因（1）毛坯制

31、造中产生的残余应力毛坯制造中产生的残余应力（2）冷校直产生的残余应力冷校直产生的残余应力（3）切削加工中产生的残余应力切削加工中产生的残余应力课题一 机械加工精度冷校直产生的残余应力返回课题一 机械加工精度3、减少或消除残余应力的措施、减少或消除残余应力的措施（1）采取实效处理采取实效处理（2）合理安排工艺路线合理安排工艺路线（3）合理设计零件结构合理设计零件结构十、提高加工精度的工艺措施十、提高加工精度的工艺措施 1.减小误差法减小误差法 2.误差补偿法误差补偿法 3.误差分组法误差分组法 4.误差转移法误差转移法 5.就地加工法就地加工法 6.误差平均法误差平均法返回课题二 机械加工表面质

32、量一、表面质量的基本概念一、表面质量的基本概念 机械加工表面质量，是指零件在机械机械加工表面质量，是指零件在机械加工后表面层的微观几何形状误差和物理、加工后表面层的微观几何形状误差和物理、化学及力学性能。化学及力学性能。机械加工后的表面，由机械加工后的表面，由于加工方法原理的近似性和加工表面是通于加工方法原理的近似性和加工表面是通过弹塑性变形而形成的，不可能是理想的过弹塑性变形而形成的，不可能是理想的光滑表面，总存在一定的微观几何形状偏光滑表面，总存在一定的微观几何形状偏差。差。返回加工表面的几何特征加工表面的几何特征 加工表面的几何特征主要包括表面粗糙加工表面的几何特征主要包括表面粗糙度和表

33、面波度。度和表面波度。 课题二 机械加工表面质量4-1 表面粗糙度与波度返回课题二 机械加工表面质量2.表面层物理机械性能表面层物理机械性能 表面层物理力学性能的变化主要是指下面三表面层物理力学性能的变化主要是指下面三个方面个方面（1）表面层加工硬化；）表面层加工硬化；（2）表面层的金相组织变化的变化；）表面层的金相组织变化的变化；（3）表面层残余应力。）表面层残余应力。 返回二、表面质量对零件使用性能的影响二、表面质量对零件使用性能的影响 1.1.表面质量对零件耐磨性的影响表面质量对零件耐磨性的影响 （1 1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响）表面粗糙度对零件耐磨性的影响（2 2）表面层加工硬化

34、对零件耐磨性的影响）表面层加工硬化对零件耐磨性的影响课题二 机械加工表面质量 图4-2 1、轻负载 2、重负栽初期磨损量与表面粗糙度之间的关系返回课题二 机械加工表面质量 2.2.表面质量对零件疲劳强度的影响表面质量对零件疲劳强度的影响 金属受交变应力作用后产生的疲劳破坏金属受交变应力作用后产生的疲劳破坏往往起源于零件表面和表面冷硬层，因此零件往往起源于零件表面和表面冷硬层，因此零件的表面质量对零件疲劳强度影响很大。的表面质量对零件疲劳强度影响很大。 （1 1）表面粗糙度对零件疲劳强度的影响）表面粗糙度对零件疲劳强度的影响 （2 2）残余应力、加工硬化对零件疲劳强度的影）残余应力、加工硬化对零

35、件疲劳强度的影响响 返回课题二 机械加工表面质量 3.表面质量对零件耐蚀性的影响表面质量对零件耐蚀性的影响 4.表面质量对配合质量的影响表面质量对配合质量的影响 5.表面质量对其他性能的影响表面质量对其他性能的影响 表面质量对零件的使用性能有重大表面质量对零件的使用性能有重大影响。提高表面质量对保证零件的使用性影响。提高表面质量对保证零件的使用性能、提高零件寿命是很重要的。能、提高零件寿命是很重要的。返回课题二 机械加工表面质量三、影响表面粗糙度的因素三、影响表面粗糙度的因素 机械加工中，表面粗糙度产生的主要机械加工中，表面粗糙度产生的主要原因：一是加工过程中切削刃在已加工表原因：一是加工过程

36、中切削刃在已加工表面上留下的残留面积面上留下的残留面积几何因素几何因素,二是切削二是切削过程中产生的塑性变形及工艺系统的振动过程中产生的塑性变形及工艺系统的振动等物理因素。等物理因素。 1、切削加工中影响表面粗糙度的因素、切削加工中影响表面粗糙度的因素 返回（1）刀具几何形状及切削运动的影响）刀具几何形状及切削运动的影响（2）工件材料性质的影响）工件材料性质的影响 课题二 机械加工表面质量图4-3 刀具几何形状和切削运动对表面粗糙度的影响返回课题二 机械加工表面质量2.磨削加工中影响表面粗糙度的因素磨削加工中影响表面粗糙度的因素 磨削加工是由砂轮的微刃切削形成的磨削加工是由砂轮的微刃切削形成的

37、加工表面，单位面积上刻痕越多，且刻痕加工表面，单位面积上刻痕越多，且刻痕细密均匀，则表面粗糙度越细。影响磨削细密均匀，则表面粗糙度越细。影响磨削表面粗糙度的主要因素有：表面粗糙度的主要因素有：（1）磨削用量（）磨削用量（2）砂轮（）砂轮（3）工件材料）工件材料 （4）切削液）切削液 返回课题二 机械加工表面质量四、影响加工表面层物理力学性能的因素四、影响加工表面层物理力学性能的因素 在切削加工中，工件由于受到切削力和切在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理力学性能产削热的作用，使表面层金属的物理力学性能产生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃磨削加工时