第六章機(jī)械加工質(zhì)量

1、第六章第六章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量 機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量對產(chǎn)品的工作性能機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量對產(chǎn)品的工作性能和使用壽命影響很大和使用壽命影響很大,零件的加工質(zhì)量一零件的加工質(zhì)量一般用般用加工精度加工精度和加和加工表面質(zhì)量工表面質(zhì)量兩個指標(biāo)兩個指標(biāo)表示。表示。第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度1加工精度與加工誤差加工精度與加工誤差v加工精度加工精度是指零件經(jīng)機(jī)械加工后，其幾何是指零件經(jīng)機(jī)械加工后，其幾何參數(shù)（尺寸、形狀、表面相互位置）的實參數(shù)（尺寸、形狀、表面相互位置）的實際值與理想值的符合程度。符合程度愈高，際值與理想值的符合程度。符合程度愈高，加工精度也愈高。加工精度也愈高。v加工誤差加

2、工誤差:機(jī)械加工實際值與理想值之差，機(jī)械加工實際值與理想值之差，稱為加工誤差。加工誤差愈小，加工精度稱為加工誤差。加工誤差愈小，加工精度愈高。愈高。v 加工誤差加工誤差 加工精度加工精度2獲得加工精度的方法（1）獲得尺寸精度的方法）獲得尺寸精度的方法 試切法試切法 調(diào)整法調(diào)整法 定尺寸刀具法定尺寸刀具法 自動控制法自動控制法 （2）獲得形狀精度的方法）獲得形狀精度的方法 軌跡法軌跡法 成形刀具法成形刀具法 展成法展成法（3）獲得相互位置精度的方法）獲得相互位置精度的方法 直接找正法直接找正法 劃線找正法劃線找正法 夾具定位法。夾具定位法。3影響加工精度的因素v原始誤差原始誤差:工藝系統(tǒng)中凡是能

3、直接引起加工誤差工藝系統(tǒng)中凡是能直接引起加工誤差 的因素都稱為原始誤差。的因素都稱為原始誤差。v原始誤差包括：原始誤差包括：v加工原理誤差加工原理誤差:v工藝系統(tǒng)的幾何（靜）誤差工藝系統(tǒng)的幾何（靜）誤差:與工藝系統(tǒng)初始狀與工藝系統(tǒng)初始狀態(tài)有關(guān)態(tài)有關(guān)v工藝系統(tǒng)加工過程（動）誤差工藝系統(tǒng)加工過程（動）誤差:與工藝系統(tǒng)加工與工藝系統(tǒng)加工過程有關(guān)過程有關(guān)4.誤差的敏感方向誤差的敏感方向v誤差的敏感方向誤差的敏感方向:對加工精對加工精度影響最大的方向稱為誤度影響最大的方向稱為誤差的敏感方向（圖中通過差的敏感方向（圖中通過刀刃加工表面刀刃加工表面A點的法向為點的法向為敏感方向）敏感方向）。02002202

4、coscos2RRRROAAOR0=90第二節(jié)第二節(jié) 影響加工精度的因素影響加工精度的因素v一、原理誤差一、原理誤差v加工原理誤差是指加工原理誤差是指由于采用了近似的成由于采用了近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生形運動或近似的切削刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差，也稱為理論誤差。的誤差，也稱為理論誤差。（在實踐中，有（在實踐中，有時完全精確的加工原理常常很難實現(xiàn)，或者時完全精確的加工原理常常很難實現(xiàn)，或者加工效率低，或者使機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)極為加工效率低，或者使機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，難以制造。有時由于連接環(huán)節(jié)多，使復(fù)雜，難以制造。有時由于連接環(huán)節(jié)多，使機(jī)床傳動鏈中的誤差增加，或使機(jī)床剛

5、度和機(jī)床傳動鏈中的誤差增加，或使機(jī)床剛度和制造精度很難保證）制造精度很難保證）二、工藝系統(tǒng)的幾何誤差二、工藝系統(tǒng)的幾何誤差v工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括機(jī)床、夾具、刀具工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括機(jī)床、夾具、刀具的誤差，是由制造誤差、安裝誤差以及使用的誤差，是由制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損引起的。中的磨損引起的。v（一）機(jī)床的幾何誤差（一）機(jī)床的幾何誤差v1機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差v主軸的回轉(zhuǎn)運動誤差表現(xiàn)為端面跳動、徑向主軸的回轉(zhuǎn)運動誤差表現(xiàn)為端面跳動、徑向跳動、角度擺動跳動、角度擺動3種基本形式，如圖種基本形式，如圖6-2所示。所示。圖6-2 主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差）

6、主軸回轉(zhuǎn)誤差 機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的形狀精度和位置精度。 圖5.4 主軸回轉(zhuǎn)誤差v端面跳動端面跳動實際主軸回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線實際主軸回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線的方向作軸向運動，如圖的方向作軸向運動，如圖6-2a所示。它對內(nèi)、外所示。它對內(nèi)、外圓柱面車削或鏜孔影響不大。主要在圓柱面車削或鏜孔影響不大。主要在車端面時它車端面時它使工件端面產(chǎn)生垂直度、平面度誤差和軸向尺寸使工件端面產(chǎn)生垂直度、平面度誤差和軸向尺寸精度誤差，車螺紋時，使導(dǎo)程產(chǎn)生誤精度誤差，車螺紋時，使導(dǎo)程產(chǎn)生誤差。差。v徑向跳動徑向跳動實際回轉(zhuǎn)軸線相對于平均回轉(zhuǎn)軸線實際回轉(zhuǎn)軸線相對于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的方向的變動量，

7、如圖在徑向的方向的變動量，如圖6-2b所示。車削外所示。車削外圓時它影響被加工工件圓時它影響被加工工件圓柱面的圓度和圓柱度圓柱面的圓度和圓柱度誤誤差。差。v角度擺動角度擺動實際回轉(zhuǎn)軸線相對于平均回轉(zhuǎn)軸線實際回轉(zhuǎn)軸線相對于平均回轉(zhuǎn)軸線成傾斜一個角度作擺動，如圖成傾斜一個角度作擺動，如圖6-2c所示。它影響所示。它影響被加工被加工工件圓柱度與端面的形狀誤工件圓柱度與端面的形狀誤差。差。(3)主軸回轉(zhuǎn)運動誤差的影響因素A、對于工件回轉(zhuǎn)類機(jī)床，因切削力的方向不變，此時主軸的軸頸的圓度誤差影響大，而軸承孔圓度誤差影響不大；B、對于刀具回轉(zhuǎn)類機(jī)床，因切削力的方向隨旋轉(zhuǎn)方向而改變，此時主軸的軸頸的圓度誤差影

8、響不大，而軸承孔的圓度誤差影響較大；2機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌副是機(jī)床中確定各主要運動部件位置關(guān)系機(jī)床導(dǎo)軌副是機(jī)床中確定各主要運動部件位置關(guān)系的基準(zhǔn)，是實現(xiàn)直線運動的主要部件，其制造和裝的基準(zhǔn)，是實現(xiàn)直線運動的主要部件，其制造和裝配精度是影響直線運動的主要因素，直接影響工件配精度是影響直線運動的主要因素，直接影響工件的加工精度。的加工精度。v機(jī)床導(dǎo)軌誤差主要有：機(jī)床導(dǎo)軌誤差主要有：v導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差；導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差；v導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差；導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差；v導(dǎo)軌在水平和垂直面內(nèi)的綜合誤差（扭曲）導(dǎo)軌在水平和垂直面內(nèi)的綜合誤差（扭曲）v導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置

9、誤差導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置誤差 1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差v 如圖如圖6-4所示，磨床導(dǎo)軌在所示，磨床導(dǎo)軌在X方向存在誤差方向存在誤差，磨削外圓時工件沿砂輪法線方向產(chǎn)生位移，磨削外圓時工件沿砂輪法線方向產(chǎn)生位移，引起工件在半徑方向上的誤差。當(dāng)磨削引起工件在半徑方向上的誤差。當(dāng)磨削長外圓柱表面時，造成工件的圓柱度誤差。長外圓柱表面時，造成工件的圓柱度誤差。 2）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差v如圖如圖6-5所示，由于磨床導(dǎo)軌所示，由于磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)存在誤差，磨削在垂直面內(nèi)存在誤差，磨削外圓時，工件沿砂輪切線方外圓時，工件沿砂輪切線方向（誤差非敏感方向）產(chǎn)生向（誤差非敏感方向）產(chǎn)生位移，此時

10、工件半徑方向上位移，此時工件半徑方向上產(chǎn)生誤差產(chǎn)生誤差R22R，其值，其值甚小。但甚小。但導(dǎo)軌在垂直方向上導(dǎo)軌在垂直方向上的誤差對平面磨床、龍門刨的誤差對平面磨床、龍門刨床、銑床等將引起法向方向床、銑床等將引起法向方向（誤差敏感方向）的位移，（誤差敏感方向）的位移，將直接反映到被加工工件的將直接反映到被加工工件的表面，造成工件的形狀誤差。表面，造成工件的形狀誤差。圖6-5 磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差3）導(dǎo)軌在水平和垂直面內(nèi)的綜合誤）導(dǎo)軌在水平和垂直面內(nèi)的綜合誤差（扭曲）差（扭曲）如圖如圖6-6所示：若所示：若車床前后導(dǎo)軌平行車床前后導(dǎo)軌平行度誤差使大，溜板度誤差使大，溜板產(chǎn)生橫向傾斜扭曲，

11、產(chǎn)生橫向傾斜扭曲，刀具產(chǎn)生位移，因刀具產(chǎn)生位移，因而引起工件形狀誤而引起工件形狀誤差差。圖6-64）導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的位置誤差v若導(dǎo)軌與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行或不垂直，若導(dǎo)軌與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行或不垂直，則會引起工件的幾何形狀誤差，如車床導(dǎo)軌則會引起工件的幾何形狀誤差，如車床導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)不平行，會使工與主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)不平行，會使工件的件的外圓柱表面產(chǎn)生錐度外圓柱表面產(chǎn)生錐度；在垂直面內(nèi)不平；在垂直面內(nèi)不平行，會使工件的外圓柱表面產(chǎn)生行，會使工件的外圓柱表面產(chǎn)生馬鞍形馬鞍形誤差。誤差。3機(jī)床傳動鏈誤差 1）傳動鏈誤差的概念）傳動鏈誤差的概念 v傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)

12、聯(lián)系的傳動傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。的誤差。v傳動鏈中的各傳動元件，如齒輪、蝸傳動鏈中的各傳動元件，如齒輪、蝸輪、蝸桿等有輪、蝸桿等有制造誤差制造誤差（主要是影響（主要是影響運動精度的誤差）、運動精度的誤差）、裝配誤差裝配誤差（主要（主要是裝配偏心）和是裝配偏心）和磨損磨損時，就會破壞正時，就會破壞正確的運動關(guān)系，使工件產(chǎn)生誤差，這確的運動關(guān)系，使工件產(chǎn)生誤差，這些誤差的累積，就是傳動鏈的傳動誤些誤差的累積，就是傳動鏈的傳動誤差。差。v2)傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差v傳動鏈中傳動元件傳動誤差一般用傳動鏈傳動

13、鏈中傳動元件傳動誤差一般用傳動鏈末端元件的末端元件的轉(zhuǎn)角誤差轉(zhuǎn)角誤差來衡量。傳動鏈中某來衡量。傳動鏈中某個傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差引起末端傳動元件個傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差引起末端傳動元件轉(zhuǎn)角誤差的大小，取決于該傳動元件到末轉(zhuǎn)角誤差的大小，取決于該傳動元件到末端元件之間的總傳動比，即端元件之間的總傳動比，即: jjjniv傳動鏈元件的總轉(zhuǎn)角誤差：傳動鏈元件的總轉(zhuǎn)角誤差：v傳動鏈的總轉(zhuǎn)角誤差不等於各傳動件誤傳動鏈的總轉(zhuǎn)角誤差不等於各傳動件誤差所引起末端傳動元件轉(zhuǎn)角誤差的疊加。差所引起末端傳動元件轉(zhuǎn)角誤差的疊加?？紤]到各傳動件轉(zhuǎn)角誤差的隨機(jī)性，則考慮到各傳動件轉(zhuǎn)角誤差的隨機(jī)性，則傳動鏈末端元件的傳動鏈末端元件

14、的總轉(zhuǎn)角誤差總轉(zhuǎn)角誤差可用概率可用概率法進(jìn)行估計：法進(jìn)行估計：njjji1224）減少傳動鏈傳動誤差的措施v減少減少傳動環(huán)節(jié)傳動環(huán)節(jié)，縮短傳動鏈。，縮短傳動鏈。v提高提高傳動元件傳動元件，特別是提高末端傳動元，特別是提高末端傳動元件（如車床絲桿螺母副、滾齒機(jī)分度蝸件（如車床絲桿螺母副、滾齒機(jī)分度蝸桿副）的桿副）的制造精度和裝配精度制造精度和裝配精度。v在傳動鏈中按降速比遞增的原則分配各在傳動鏈中按降速比遞增的原則分配各傳動副的傳動比。傳動副的傳動比。v采用誤差校正機(jī)構(gòu)。采用誤差校正機(jī)構(gòu)。（二）夾具誤差v夾具誤差主要是指夾具的定位誤差與夾夾具誤差主要是指夾具的定位誤差與夾緊誤差緊誤差(在第五章中

15、已有詳述在第五章中已有詳述),它將直接它將直接影響工件加工表面的位置精度或尺寸精影響工件加工表面的位置精度或尺寸精度，對被加工工件的位置誤差影響最大。度，對被加工工件的位置誤差影響最大。夾具的磨損是逐漸而緩慢的過程；它對夾具的磨損是逐漸而緩慢的過程；它對加工誤差的影響不很明顯，對它們進(jìn)行加工誤差的影響不很明顯，對它們進(jìn)行定期的檢測和維修，便可提高其幾何精定期的檢測和維修，便可提高其幾何精度。度。（三）刀具誤差v刀具誤差是由刀具制造誤差和刀具磨損所引起的。刀具誤差是由刀具制造誤差和刀具磨損所引起的。v一般刀具（普通車刀、單刃鏜刀和平面銑刀等）一般刀具（普通車刀、單刃鏜刀和平面銑刀等）的制造誤差，

16、對加工精度沒有直接影響。的制造誤差，對加工精度沒有直接影響。v定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）的尺寸誤定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、拉刀等）的尺寸誤差直接影響加工工件的尺寸精度。差直接影響加工工件的尺寸精度。v成形刀具和展成刀具（如成形車刀、成形銑刀及成形刀具和展成刀具（如成形車刀、成形銑刀及齒輪刀具等）的制造誤差，直接影響被加工表面齒輪刀具等）的制造誤差，直接影響被加工表面的形狀精度。的形狀精度。v刀具的磨損，除了對切削性能、加工表面質(zhì)量有刀具的磨損，除了對切削性能、加工表面質(zhì)量有不良影響外，也直接影響加工精度。不良影響外，也直接影響加工精度。（四）測量誤差v工件在加工過程中要用各種量具、量工

17、件在加工過程中要用各種量具、量儀等進(jìn)行檢驗測量，再根據(jù)測量結(jié)果儀等進(jìn)行檢驗測量，再根據(jù)測量結(jié)果對工件進(jìn)行試切或調(diào)整機(jī)床。對工件進(jìn)行試切或調(diào)整機(jī)床。v量具本身的制造誤差、測量時的接觸量具本身的制造誤差、測量時的接觸力、溫度、目測正確程度等，都直接力、溫度、目測正確程度等，都直接影響加工誤差。因此，要正確地選擇影響加工誤差。因此，要正確地選擇和使用量具，以保證測量精度。和使用量具，以保證測量精度。v正確選擇量具正確選擇量具:1; 0.1; 0.01; 0.001(五) 調(diào)整誤差v 批量生產(chǎn)時，機(jī)械加工的每一工序中總批量生產(chǎn)時，機(jī)械加工的每一工序中總是要對工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整是要對工藝系統(tǒng)進(jìn)

18、行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對地準(zhǔn)確，就工作。由于調(diào)整不可能絕對地準(zhǔn)確，就帶來了一項原始誤差即調(diào)整誤差。帶來了一項原始誤差即調(diào)整誤差。v工藝系統(tǒng)的調(diào)整有如下兩種基本方式工藝系統(tǒng)的調(diào)整有如下兩種基本方式,不不同的調(diào)整方式有不同的誤差來源同的調(diào)整方式有不同的誤差來源: 1 試切法調(diào)整v單件小批生產(chǎn)中，通常采用試切法調(diào)整，這時，引起調(diào)單件小批生產(chǎn)中，通常采用試切法調(diào)整，這時，引起調(diào)整誤差的因素除測量誤差外主要有：整誤差的因素除測量誤差外主要有： 1）進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差）進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差 v 在試切中，總是要微量調(diào)整刀具的位置。在低速微量在試切中，總是要微量調(diào)整刀具的位置。在低速微量進(jìn)給

19、中，常會出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給中，常會出現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的“爬行爬行”現(xiàn)象，其結(jié)果使現(xiàn)象，其結(jié)果使刀具的實際位移與刻度盤上的數(shù)值不一致刀具的實際位移與刻度盤上的數(shù)值不一致，造成加工誤，造成加工誤差。差。 2）最小切削層厚度極限的影響）最小切削層厚度極限的影響v 精加工時，試切的最后一刀余量往往很小，若切削余精加工時，試切的最后一刀余量往往很小，若切削余量量小于最小切削厚度極限，切削刃只起擠壓作用而不起小于最小切削厚度極限，切削刃只起擠壓作用而不起切削作用切削作用，正式切削時的深度較大，切削刀不打滑，就，正式切削時的深度較大，切削刀不打滑，就會多切工件。因此，工件尺寸就與試切時不同，形成工會多切工件。因此

20、，工件尺寸就與試切時不同，形成工件的尺寸誤差件的尺寸誤差。 2 調(diào)整法調(diào)整 v用調(diào)整法加工時，影響調(diào)整精度的用調(diào)整法加工時，影響調(diào)整精度的因素有：因素有：v定程機(jī)構(gòu)定程機(jī)構(gòu)的誤差的誤差v樣件或樣板樣件或樣板的誤差的誤差 v抽樣件數(shù)抽樣件數(shù)的影響的影響三、加工過程誤差三、加工過程誤差（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差1. 工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度v工藝系統(tǒng)剛度定義：工藝系統(tǒng)剛度定義：加工表面法向作用力與工藝系統(tǒng)加工表面法向作用力與工藝系統(tǒng)的法向變形的比值的法向變形的比值:v工藝系統(tǒng)剛度計算：工藝系統(tǒng)剛度計算：pxtFK（6-1）gjjjdcjt xkkkkk11

21、111（6-3）2. 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響1）受力點位置變化引起的加工誤差）受力點位置變化引起的加工誤差 切削過程中，工藝系統(tǒng)的剛度會隨切削力作用點位置的切削過程中，工藝系統(tǒng)的剛度會隨切削力作用點位置的變化而變化，引起工件的加工誤差。變化而變化，引起工件的加工誤差。(下面以在車床頂下面以在車床頂尖間加工光軸為例來說明這個問題尖間加工光軸為例來說明這個問題) (1) 假定工件短而粗，同時車刀懸伸長度很短，即工件和假定工件短而粗，同時車刀懸伸長度很短，即工件和刀具的剛度好，其受力變形相對機(jī)床的變形要小得多，刀具的剛度好，其受力變形相對機(jī)床的變形要小得多，可忽略不

22、計可忽略不計,如圖如圖6-7a所示。所示。 又假定工件的加工余量很均勻并且由于機(jī)床變形而又假定工件的加工余量很均勻并且由于機(jī)床變形而造成的背吃刀量（切削深度）變化對切削力的影響也很造成的背吃刀量（切削深度）變化對切削力的影響也很小，即假定在加工過程中切削力保持不變。小，即假定在加工過程中切削力保持不變。圖圖6-7 工藝系統(tǒng)變形隨切削力作用點變化而變化工藝系統(tǒng)變形隨切削力作用點變化而變化v考慮到考慮到工件軸線的變形量與刀架的變形量工件軸線的變形量與刀架的變形量方向相反，所以機(jī)床總的變形為方向相反，所以機(jī)床總的變形為vz值的變化引起系統(tǒng)變形的變化，進(jìn)而引起值的變化引起系統(tǒng)變形的變化，進(jìn)而引起切削深

23、度的變化，結(jié)果使工件產(chǎn)生形狀誤切削深度的變化，結(jié)果使工件產(chǎn)生形狀誤差。差。 Z=0 :jc= v Z=L/2: jc= v Z=L: jc= jdzcj jdzwjtpjckLzkLzLkF11122（6-6） (6-4)v例例6-2 設(shè)車床頭架的剛度為設(shè)車床頭架的剛度為6104N/mm，尾座，尾座的剛度為的剛度為5104N/mm，刀架的剛度為，刀架的剛度為4104N/mm，徑向切削分力為，徑向切削分力為300N，工件長，工件長為為600mm，則沿工件長度上系統(tǒng)的位移量如表，則沿工件長度上系統(tǒng)的位移量如表6-1所示：所示：v由于變形大的地方，從工件上切去的金屬層薄。由于變形大的地方，從工件上切

24、去的金屬層薄。變形小的地方，切去的金屬層厚，因此因機(jī)床受變形小的地方，切去的金屬層厚，因此因機(jī)床受力變形而使加工出來的工件產(chǎn)生兩端粗、中間細(xì)力變形而使加工出來的工件產(chǎn)生兩端粗、中間細(xì)的馬鞍形圓柱度誤差。的馬鞍形圓柱度誤差。v誤差值為誤差值為:2*(0.0135-0.0103)=0.0064mm。 表表6-1 沿工件長度的變形沿工件長度的變形z0（頭架處）L/6L/3L/2（工件中點）2L/35L/6L（尾座處）xt(mm)0.01250.01110.01040.01030.01070.01180.0135圖 機(jī)床受力變形引起的加工誤差工件的變形式中 yg 工件變形； E 工件材料彈性模量； I

25、 工件截面慣性矩； Fp，L，x 含義同前。EILxxLFyP3)(22g v(2)假定工件細(xì)長假定工件細(xì)長v若在兩頂尖間車削細(xì)長軸，由于工件細(xì)長，若在兩頂尖間車削細(xì)長軸，由于工件細(xì)長，剛度小，在切削力作用下，其變形大大超剛度小，在切削力作用下，其變形大大超過機(jī)床、夾具和刀具所產(chǎn)生的變形。因此過機(jī)床、夾具和刀具所產(chǎn)生的變形。因此機(jī)床、夾具和刀具的受力變形機(jī)床、夾具和刀具的受力變形可略去不計，可略去不計，工藝系統(tǒng)剛度主要取決于工件的變形。如工藝系統(tǒng)剛度主要取決于工件的變形。如圖圖6-7b,由材料力學(xué)中簡支梁公式計算工件由材料力學(xué)中簡支梁公式計算工件在切削點的變形量在切削點的變形量:v顯然，當(dāng)顯然

26、，當(dāng)z=0或或z=L時時,變形為變形為0；當(dāng)；當(dāng)z=L/2 時，工件剛度最小、變形最大時，工件剛度最小、變形最大. LzzLEIFpg22)(3v例例6-3 設(shè)工件尺寸為設(shè)工件尺寸為30600mm，鋼的，鋼的彈性模量彈性模量E=2105Nmm2，徑向切削分，徑向切削分力為力為300N，則沿工件長度上的變形量如表，則沿工件長度上的變形量如表6-2所示：所示：v故工件產(chǎn)生的故工件產(chǎn)生的腰鼓形腰鼓形圓柱度誤差值為圓柱度誤差值為v 2（0.17-0）=0.34mm表表6-2 沿工件長度的變形沿工件長度的變形z0（頭架處）L/6L/3L/2（工件中點）2L/35L/6L（尾座處）g(mm)00.0520

27、.1320.170.1320.0520（3）工藝系統(tǒng)的總變形）工藝系統(tǒng)的總變形v當(dāng)同時考慮機(jī)床和工件的變形時，工藝系統(tǒng)的總變當(dāng)同時考慮機(jī)床和工件的變形時，工藝系統(tǒng)的總變形為二者的疊加。對于本例，車刀的變形可以忽略，形為二者的疊加。對于本例，車刀的變形可以忽略，故工藝系統(tǒng)的總變形為：故工藝系統(tǒng)的總變形為：v = + 不同類型的機(jī)床，由于切削力作用點的變化而引起不同類型的機(jī)床，由于切削力作用點的變化而引起 剛度的變化形式各不相同，其造成的加工誤差也有剛度的變化形式各不相同，其造成的加工誤差也有差別。例如立式車床、龍門刨床、龍門銑床等的橫差別。例如立式車床、龍門刨床、龍門銑床等的橫梁及刀架、銑床滑枕

28、內(nèi)的主軸等，其剛度均隨刀架梁及刀架、銑床滑枕內(nèi)的主軸等，其剛度均隨刀架位置或滑枕伸出長度不同而異，對它們的分析一般位置或滑枕伸出長度不同而異，對它們的分析一般也可參照上例方法進(jìn)行。也可參照上例方法進(jìn)行。 gjcjdzwjtpkLzkLzLkF11122LzzLEIFp22)(3 2）工件（毛坯）誤差引起的加工誤差工件（毛坯）誤差引起的加工誤差v在切削加工中，工件在切削加工中，工件（毛坯）誤差（毛坯余（毛坯）誤差（毛坯余量和材料硬度的不均勻）量和材料硬度的不均勻）會引起切削力大小的變會引起切削力大小的變化。工藝系統(tǒng)由于受力化。工藝系統(tǒng)由于受力大小的不同，變形的大大小的不同，變形的大小也相應(yīng)發(fā)生變

29、化（圖小也相應(yīng)發(fā)生變化（圖6-8所示）所示）:圖圖6-8 v 圖圖6-8刀具調(diào)整到一定的背吃刀量（圖中虛線圓刀具調(diào)整到一定的背吃刀量（圖中虛線圓的位置），由于毛坯的形狀誤差，在工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的位置），由于毛坯的形狀誤差，在工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)中，背吃刀量在最大值與最小值中變化。假設(shè)毛坯中，背吃刀量在最大值與最小值中變化。假設(shè)毛坯材料的硬度是均勻的，那么材料的硬度是均勻的，那么1,3處的切削力最大，相處的切削力最大，相應(yīng)的變形也最大；應(yīng)的變形也最大；2,4處的切削力最小，相應(yīng)的變形處的切削力最小，相應(yīng)的變形也最小。車削后得到的工件仍然具有圓度誤差。也最小。車削后得到的工件仍然具有圓度誤差。v 由此可見，當(dāng)

30、車削具有圓度誤差由此可見，當(dāng)車削具有圓度誤差 的毛坯的毛坯 時，由時，由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使工件產(chǎn)生相應(yīng)的圓于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使工件產(chǎn)生相應(yīng)的圓度誤差度誤差.(1)“ 誤差復(fù)映誤差復(fù)映”與與“復(fù)映誤差復(fù)映誤差”v由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使毛坯的由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化而使毛坯的形狀誤差復(fù)映到加工后工件表面的現(xiàn)象，形狀誤差復(fù)映到加工后工件表面的現(xiàn)象，稱為稱為“ 誤差復(fù)映誤差復(fù)映”.v因誤差復(fù)映現(xiàn)象而使工件產(chǎn)生的加工誤差，因誤差復(fù)映現(xiàn)象而使工件產(chǎn)生的加工誤差，稱稱復(fù)映誤差復(fù)映誤差(2)誤差復(fù)映規(guī)律誤差復(fù)映規(guī)律設(shè)工藝系統(tǒng)的剛度為，則工件的圓度誤差設(shè)工藝系統(tǒng)的剛度為，則工件的圓度

31、誤差 1 1-2 2= = (Fp1-Fp2)/k （6-9）由切削原理可知由切削原理可知:Fp=CFcapf0.75代入代入（6-9）：）： =1 1-2 2=CFcf0.75(ap1-ap2)/k = =CFcf0.75 m/k 令令= =CFcf0.75 /k1 =1 1-2 2= =m m(3)復(fù)映誤差的消除（減?。?fù)映誤差的消除（減?。? 1= =1 1m 1.67 1.67特級特級工序能力過高，可以允許有異常波動，不工序能力過高，可以允許有異常波動，不經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 1.33 1.33一級一級工序能力足夠，可以允許有一定的波動工序能力足夠，可以允許有一定的波動 1.001.00二級二級工

32、序能力勉強(qiáng)，必須密切注意工序能力勉強(qiáng)，必須密切注意 0.67 0.67三級三級工序能力不足，會出現(xiàn)少量不合格品工序能力不足，會出現(xiàn)少量不合格品 0.67四級四級工序能力很差，必須加以改進(jìn)工序能力很差，必須加以改進(jìn)vd. 估算合格品率估算合格品率或不合格品率或不合格品率 v在例題在例題 6-4中中（如右圖（如右圖6-29所所示）示） /6=0.05/60.00893=0.933v工序能力不足，工序能力不足，會出現(xiàn)少量不合會出現(xiàn)少量不合格品格品:v將分布圖與工件尺寸公差帶進(jìn)行比較，超出公差將分布圖與工件尺寸公差帶進(jìn)行比較，超出公差帶范圍的曲線面積代表不合格品的數(shù)量。帶范圍的曲線面積代表不合格品的數(shù)

33、量。v不合格品率不合格品率: v查表查表6-6，計算可得，計算可得(z)(z)0.4945；所以不合格；所以不合格品率為：品率為：0.5-0.4945=0.00550.55%，且為可修，且為可修復(fù)的不合格品。復(fù)的不合格品。54. 200893. 003729.5006.50XXZ)(5 . 0ZQv雖然工序能力不足，但重新調(diào)整機(jī)雖然工序能力不足，但重新調(diào)整機(jī)床，使分散中心與公差帶中心重合，床，使分散中心與公差帶中心重合，也可減少不合格品率。具體調(diào)整方也可減少不合格品率。具體調(diào)整方法就是將砂輪向前進(jìn)刀法就是將砂輪向前進(jìn)刀:mmmm00229. 0)035.5003729.50(v2點圖分析法點圖

34、分析法v 分析工藝過程的穩(wěn)定性，通常采用點圖法。分析工藝過程的穩(wěn)定性，通常采用點圖法。點圖有多種形式，這里僅介紹點圖有多種形式，這里僅介紹 圖。圖。v1） 圖基本形式圖基本形式 平均值控制圖和極差控平均值控制圖和極差控制圖組成，如圖制圖組成，如圖6-30所示所示:v Rx Rx2）點圖的作圖）點圖的作圖v(1) 采樣：點圖分析法采用的是順序小樣本，即采樣：點圖分析法采用的是順序小樣本，即每隔一定時間連續(xù)抽取樣本容量每隔一定時間連續(xù)抽取樣本容量mi =210個工個工件為一組，經(jīng)過若干時間后，就可取得若干組件為一組，經(jīng)過若干時間后，就可取得若干組（例如（例如k組，通常取組，通常取k=25）小樣本。

35、求出每一組）小樣本。求出每一組的平均值和極差值為：的平均值和極差值為：v v式中式中xmax、xmix分別是同一樣組中工件的最分別是同一樣組中工件的最大尺寸和最小尺寸。大尺寸和最小尺寸。imixmx11minmaxxxR(2)上、下控制線的繪制上、下控制線的繪制vx圖的平均線圖的平均線 vR圖的平均線圖的平均線 vx圖的上控制線圖的上控制線 v vx圖的下控制線圖的下控制線 vR圖的上控制線圖的上控制線 vR圖的下控制線圖的下控制線 v上式中的系數(shù)上式中的系數(shù)A、D1、D2值見表值見表6-8。kiixkx11kiiRkR11RAxxsRAxxxRDRs1RDRx2v（3）點圖的應(yīng)用）點圖的應(yīng)用

36、 v點圖分析法是全面質(zhì)量管理中用以控點圖分析法是全面質(zhì)量管理中用以控制產(chǎn)品質(zhì)量的主要方法之一，它主要制產(chǎn)品質(zhì)量的主要方法之一，它主要用于工藝驗證、判斷工藝過程穩(wěn)定性、用于工藝驗證、判斷工藝過程穩(wěn)定性、分析加工誤差和進(jìn)行加工過程的質(zhì)量分析加工誤差和進(jìn)行加工過程的質(zhì)量控制?？刂?。v在點圖上作出平均線和控制線后，就在點圖上作出平均線和控制線后，就可根據(jù)圖中點的情況來判別工藝過程可根據(jù)圖中點的情況來判別工藝過程是否穩(wěn)定、點的波動狀態(tài)是否正常，是否穩(wěn)定、點的波動狀態(tài)是否正常，表表6-9表示判別正常波動與異常波動的表示判別正常波動與異常波動的標(biāo)志。標(biāo)志。 正常波動與異常波動的標(biāo)志正常波動與異常波動的標(biāo)志v

37、正常波動正常波動 : 1沒有點子超出控制線沒有點子超出控制線; 2大部分大部分點子在平均線上、下波動，小部分在控制線附近點子在平均線上、下波動，小部分在控制線附近; 3點子波動沒有明顯的規(guī)律性點子波動沒有明顯的規(guī)律性v異常波動異常波動: 1有點子超出控制線有點子超出控制線; 2點子密集點子密集在平均線上、下附近在平均線上、下附近; 3點子密集在控制線附點子密集在控制線附近近; 4連續(xù)連續(xù)7點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè)點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè); 5連續(xù)連續(xù)11點中有點中有10點出現(xiàn)在平均線一側(cè)點出現(xiàn)在平均線一側(cè); 6連續(xù)連續(xù)14點點中有中有12點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè)點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè); 7連續(xù)連續(xù)1

38、7點點中有中有14點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè)點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè); 8連續(xù)連續(xù)20點點中有中有16點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè)點以上出現(xiàn)在平均線一側(cè); 9點子有上點子有上升或下降向升或下降向; 10點子有周期性波動點子有周期性波動v例題例題6-5 v在自動車床上加工銷軸，直徑要求為在自動車床上加工銷軸，直徑要求為120.013mm，現(xiàn)按時間順序先后，現(xiàn)按時間順序先后抽檢抽檢20個樣組，每組取樣個樣組，每組取樣5件。在千分件。在千分比較儀上測量，比較儀按比較儀上測量，比較儀按11.987mm調(diào)整零點，測量數(shù)據(jù)列于表調(diào)整零點，測量數(shù)據(jù)列于表6-10中，中，單位為。試作出圖，并判斷該工序工單位為。試作出圖，

39、并判斷該工序工藝過程是否穩(wěn)定。藝過程是否穩(wěn)定。v解：解：計算各樣組的平均值和極差，列表計算各樣組的平均值和極差，列表6-10中中v 計算計算vx圖圖 中心線中心線 v v上控制線上控制線 v v下控制線下控制線vR圖圖 中心線中心線 v 上控制線上控制線 v v 下控制線下控制線 mxCL73.16mARxUCL89.21mARxLCL57.11mRCL9 . 8mRDUCL67.1910LCLv根據(jù)以上結(jié)果作出圖，如圖根據(jù)以上結(jié)果作出圖，如圖6-33所示。所示。v判斷工藝過程穩(wěn)定性。由圖判斷工藝過程穩(wěn)定性。由圖6-33可以看可以看出，有出，有4個點越出控制線，表明工藝過程不個點越出控制線，表

40、明工藝過程不穩(wěn)定，應(yīng)查找原因，加以解決。穩(wěn)定，應(yīng)查找原因，加以解決。第四節(jié)第四節(jié) 提高加工精度的工藝措施提高加工精度的工藝措施查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素后，設(shè)法對其直接進(jìn)行消除或減弱，如細(xì)長軸加工用跟刀架會導(dǎo)致工件彎曲用跟刀架會導(dǎo)致工件彎曲變形變形，現(xiàn)采用反拉法切削工件受拉不受壓不會因偏心壓縮而產(chǎn)生彎曲變形1、減少誤差法、減少誤差法2、誤差補(bǔ)償法、誤差補(bǔ)償法誤差補(bǔ)償法是人為地造出一種新的原始誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差，盡量使兩者大小相等、方向相反而達(dá)到使誤差抵消得盡可能徹底的目的。3、誤差分組法、誤差分組法誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)測量按大小分為n組，每組尺寸誤差

41、就縮減為原來的1/n。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具位置，使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。圖圖 反拉法切削細(xì)長軸反拉法切削細(xì)長軸 a) 正向進(jìn)給正向進(jìn)給 b) 反向進(jìn)給反向進(jìn)給圖圖 通過導(dǎo)軌凸起補(bǔ)償橫梁變形通過導(dǎo)軌凸起補(bǔ)償橫梁變形 圖圖5.22 螺紋加工校正機(jī)構(gòu)螺紋加工校正機(jī)構(gòu)1工件工件2絲杠螺母絲杠螺母 3車床絲杠車床絲杠 4杠桿杠桿 5校正尺校正尺 6滾柱滾柱 7工作尺面工作尺面4、誤差轉(zhuǎn)移法、誤差轉(zhuǎn)移法誤差轉(zhuǎn)移法就是把原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差的非敏感方向。例如圖7-41 ，轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)位刀架采用“立刀”安裝法;圖7-42所示為利用鏜模進(jìn)行鏜孔，主軸與鏜桿浮動聯(lián)接。5、就地加工

42、法、就地加工法全部零件按經(jīng)濟(jì)精度制造，然后裝配成部件或產(chǎn)品，且各零部件之間具有工作時要求的相對位置，最后以一個表面為基準(zhǔn)加工另一個有位置精度要求的表面，實現(xiàn)最終精加工，這就是“就地加工”法，也稱自身加工修配法。6、誤差均分法、誤差均分法誤差均分法就是利用有密切聯(lián)系的表面之間的相互比較和相互修正或者利用互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，以達(dá)到很高的加工精度。v6-34b所示采用所示采用“立刀立刀”安裝法，即把刀刃的切安裝法，即把刀刃的切削基面放在垂直平面內(nèi)，這樣就能把刀架的轉(zhuǎn)位削基面放在垂直平面內(nèi)，這樣就能把刀架的轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差的非敏感方向上去，由刀架轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差的非敏感方向上去，由刀架轉(zhuǎn)位誤差所引起

43、的加工誤差就可忽略不計。誤差所引起的加工誤差就可忽略不計。v圖圖6-34 轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移v a)普通安裝普通安裝 b)立刀安裝立刀安裝v7、控制誤差法、控制誤差法v控制誤差法是在加工循環(huán)中，利用控制誤差法是在加工循環(huán)中，利用測量裝置連續(xù)地測量出工件的實際測量裝置連續(xù)地測量出工件的實際尺寸精度，隨時給刀具以附加的補(bǔ)尺寸精度，隨時給刀具以附加的補(bǔ)償量，控制刀具和工件間的相對位償量，控制刀具和工件間的相對位置，直至實際值與調(diào)定值的差不超置，直至實際值與調(diào)定值的差不超過預(yù)定的公差為止?，F(xiàn)代機(jī)械加工過預(yù)定的公差為止?，F(xiàn)代機(jī)械加工中的自動測量和自動補(bǔ)償就屬于這中的自動

44、測量和自動補(bǔ)償就屬于這種形式。種形式。第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量v (1)表面粗糙度表面粗糙度 (2)表面物理機(jī)械性能表面物理機(jī)械性能v一、影響表面粗糙度的因素一、影響表面粗糙度的因素v物理因素物理因素:v被加工材料性質(zhì)及切削機(jī)理有關(guān)的因素被加工材料性質(zhì)及切削機(jī)理有關(guān)的因素物理物理因素。因素。v不同的加工方法，因切削機(jī)理不同，產(chǎn)生的表面不同的加工方法，因切削機(jī)理不同，產(chǎn)生的表面粗糙度也不同粗糙度也不同. v幾何因素：幾何因素：v機(jī)械加工中，刀刃和工件相對運動軌跡所形成的機(jī)械加工中，刀刃和工件相對運動軌跡所形成的表面粗糙度表面粗糙度幾何因素幾何因素;（一）切削加工中影響表面粗

45、糙度的（一）切削加工中影響表面粗糙度的因素因素v產(chǎn)生表面粗糙度的幾何因素是切削殘留面產(chǎn)生表面粗糙度的幾何因素是切削殘留面積和刀刃刃磨質(zhì)量。在加工表面上遺留下積和刀刃刃磨質(zhì)量。在加工表面上遺留下來的切削層殘留面積就形成了理論表面粗來的切削層殘留面積就形成了理論表面粗糙度（如圖糙度（如圖6-36所示）。所示）。v由圖中的幾何關(guān)系可得：由圖中的幾何關(guān)系可得：v 刀尖圓弧半徑為零時，刀尖圓弧半徑為零時， v v 刀尖圓弧半徑為時，刀尖圓弧半徑為時，v由上兩式可見，進(jìn)給量、刀具主偏角、副偏角越由上兩式可見，進(jìn)給量、刀具主偏角、副偏角越大，刀尖圓弧半徑越小，則切削層殘留面積越大，大，刀尖圓弧半徑越小，則切

46、削層殘留面積越大，表面就越粗糙。此外，刀具刃口本身的刃磨質(zhì)量表面就越粗糙。此外，刀具刃口本身的刃磨質(zhì)量對加工表面粗糙度影響也很大。對加工表面粗糙度影響也很大。rrkkfHcotcotrfH82v影響表面粗糙度的工藝因素：影響表面粗糙度的工藝因素：v1切削用量切削用量v進(jìn)給量：減小進(jìn)給量，可減少殘留面積高度，故進(jìn)給量：減小進(jìn)給量，可減少殘留面積高度，故可降低粗糙度值（圖可降低粗糙度值（圖6-38）。）。v v切削速度：在一定的切速范圍內(nèi)容易產(chǎn)生切削速度：在一定的切速范圍內(nèi)容易產(chǎn)生積屑瘤或鱗刺。因此，合理選擇是減小粗積屑瘤或鱗刺。因此，合理選擇是減小粗糙度值的重要條件。圖糙度值的重要條件。圖6-3

47、7所示是加工所示是加工45鋼時表面粗糙度與切削速度的關(guān)系曲線。鋼時表面粗糙度與切削速度的關(guān)系曲線。v2刀具材料和幾何參數(shù)刀具材料和幾何參數(shù)v刀具材料刀具材料:刀具材料與被加工材料分子間的親和刀具材料與被加工材料分子間的親和力大時，易生成積屑瘤。實驗表明，在切削條件力大時，易生成積屑瘤。實驗表明，在切削條件相同時，用硬質(zhì)合金刀具加工的工件表面粗糙度相同時，用硬質(zhì)合金刀具加工的工件表面粗糙度比用高速鋼刀具為細(xì)。用金鋼石車刀加工因不易比用高速鋼刀具為細(xì)。用金鋼石車刀加工因不易形成積屑瘤，故可獲得粗糙度很細(xì)的表面。形成積屑瘤，故可獲得粗糙度很細(xì)的表面。v刀具幾何參數(shù)：刀具的幾何角度對塑性變形、刀刀具幾

48、何參數(shù)：刀具的幾何角度對塑性變形、刀瘤和鱗刺的產(chǎn)生均有很大的影響。前角增大時，瘤和鱗刺的產(chǎn)生均有很大的影響。前角增大時，塑性變形減小，表面粗糙度值變小。后角過小會塑性變形減小，表面粗糙度值變小。后角過小會增加摩擦，刃傾角的大小又會影響刀具的實際前增加摩擦，刃傾角的大小又會影響刀具的實際前角，因此它們都會影響表面粗糙度。角，因此它們都會影響表面粗糙度。v3切削液切削液v切削液對加工過程能起冷卻和潤滑作切削液對加工過程能起冷卻和潤滑作用，因此，能降低切削區(qū)的溫度，減用，因此，能降低切削區(qū)的溫度，減少刀刃與工件的摩擦，從而減少了切少刀刃與工件的摩擦，從而減少了切削過程的塑性變形并抑制積屑瘤和鱗削過程

49、的塑性變形并抑制積屑瘤和鱗刺的生長，對降低表面粗糙度值有很刺的生長，對降低表面粗糙度值有很大作用。大作用。v（二）磨削加工中影響表面粗糙度的因素（二）磨削加工中影響表面粗糙度的因素v影響磨削表面粗糙度的工藝因素：影響磨削表面粗糙度的工藝因素：v1磨削用量磨削用量v2砂輪砂輪v3工件材料工件材料v4冷卻潤滑液和其它冷卻潤滑液和其它二、影響表面物理機(jī)械性能的因素二、影響表面物理機(jī)械性能的因素 機(jī)械加工中工件表面層由于受機(jī)械加工中工件表面層由于受到切削力和切削熱的作用，而產(chǎn)生到切削力和切削熱的作用，而產(chǎn)生很大的塑性變形，使表面的物理機(jī)很大的塑性變形，使表面的物理機(jī)械性能發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在表面械性能

50、發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在表面層金相組織、顯微硬度的變化和出層金相組織、顯微硬度的變化和出現(xiàn)殘余應(yīng)力?，F(xiàn)殘余應(yīng)力。v（一）影響加工表面冷作硬化的因素（一）影響加工表面冷作硬化的因素v影響冷作硬化的工藝因素：影響冷作硬化的工藝因素：v1切削用量切削用量v2刀具刀具v3工件材料工件材料v（二）影響加工表面殘余應(yīng)力的因素（二）影響加工表面殘余應(yīng)力的因素v 1冷態(tài)塑性變形冷態(tài)塑性變形v2熱塑性變形熱塑性變形v3金相組織的影響金相組織的影響:v磨削淬火鋼時，在工件表面層形成磨削淬火鋼時，在工件表面層形成的瞬時高溫將使表層金屬產(chǎn)生以下的瞬時高溫將使表層金屬產(chǎn)生以下三種金相組織變化：三種金相組織變化：v 1回火燒

51、傷回火燒傷v如果切削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的如果切削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變溫度（碳鋼的相變溫度為相變溫度（碳鋼的相變溫度為720），但已超過馬氏體的轉(zhuǎn)變），但已超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度（中碳鋼為溫度（中碳鋼為300），工件表），工件表層金屬的馬氏體將轉(zhuǎn)化為硬底較低層金屬的馬氏體將轉(zhuǎn)化為硬底較低的回火組織（索氏體或托氏體），的回火組織（索氏體或托氏體），這稱為回火燒傷這稱為回火燒傷。v 2淬火燒傷淬火燒傷v如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬會出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，硬屬會出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，硬度比原來的回火

52、馬氏體高；在它的度比原來的回火馬氏體高；在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原來的回火馬氏體低的回火組織原來的回火馬氏體低的回火組織（索氏體或托氏休），這稱為淬火（索氏體或托氏休），這稱為淬火燒傷。燒傷。 v3退火燒傷退火燒傷v如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削過程又沒有冷卻液，表層金而磨削過程又沒有冷卻液，表層金屬將產(chǎn)生退火組織，表層金屬的硬屬將產(chǎn)生退火組織，表層金屬的硬度將急劇下降，這稱為退火燒傷。度將急劇下降，這稱為退火燒傷。 v磨削燒傷是由于磨削高溫引起的，磨削燒傷是由于磨削高溫引起的，故凡是能降低磨削溫度的措施，都故凡是能

53、降低磨削溫度的措施，都有利于改善和避免燒傷。有利于改善和避免燒傷。v三、提高加工表面質(zhì)量的途徑三、提高加工表面質(zhì)量的途徑v1 減小表面粗糙度值的工藝措施減小表面粗糙度值的工藝措施v在切削加工中，表面粗糙度主要取決于殘留面積在切削加工中，表面粗糙度主要取決于殘留面積的高度。為此，應(yīng)采取增大刀尖圓弧半徑、減小的高度。為此，應(yīng)采取增大刀尖圓弧半徑、減小主偏角、副偏角、采用副偏角為零的修光刃刀具主偏角、副偏角、采用副偏角為零的修光刃刀具等措施。減小進(jìn)給量也能有效地減小殘留面積，等措施。減小進(jìn)給量也能有效地減小殘留面積，但會使生產(chǎn)率降低。但會使生產(chǎn)率降低。v切削加工中產(chǎn)生的積屑瘤、鱗刺等是影響加工表切削

54、加工中產(chǎn)生的積屑瘤、鱗刺等是影響加工表面粗糙度的物理因素。為有效地抑制積屑瘤和鱗面粗糙度的物理因素。為有效地抑制積屑瘤和鱗刺，應(yīng)采用較高或較低的切削速度和較小進(jìn)給量，刺，應(yīng)采用較高或較低的切削速度和較小進(jìn)給量，增大前角，適當(dāng)加大后角，改用潤滑性能良好的增大前角，適當(dāng)加大后角，改用潤滑性能良好的切削液，必要時對工件進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)等熱處理。切削液，必要時對工件進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)等熱處理。v砂輪磨削加工中減小表面粗糙度值的措施有以下四項：砂輪磨削加工中減小表面粗糙度值的措施有以下四項：v當(dāng)磨削溫度不太高時，可以降低工件的線速度和縱向當(dāng)磨削溫度不太高時，可以降低工件的線速度和縱向進(jìn)給量（提高砂輪切削速度往

55、往受到機(jī)床結(jié)構(gòu)和砂輪強(qiáng)進(jìn)給量（提高砂輪切削速度往往受到機(jī)床結(jié)構(gòu)和砂輪強(qiáng)度的限制，故一般不采用），在和之間，因降低會降低度的限制，故一般不采用），在和之間，因降低會降低生產(chǎn)率，故優(yōu)先考慮降低，然后再考慮降低；生產(chǎn)率，故優(yōu)先考慮降低，然后再考慮降低；v仔細(xì)修整砂輪保持微刃的等高性和適當(dāng)增加光磨次數(shù)；仔細(xì)修整砂輪保持微刃的等高性和適當(dāng)增加光磨次數(shù)；v如果磨削表面出現(xiàn)微熔點，首先考慮減小磨削深度，如果磨削表面出現(xiàn)微熔點，首先考慮減小磨削深度，必要時適當(dāng)提高工件速度，同時還應(yīng)考慮砂輪是否太硬、必要時適當(dāng)提高工件速度，同時還應(yīng)考慮砂輪是否太硬、磨削液是否充分，是否有良好的冷卻性和流動性；磨削液是否充分，是

56、否有良好的冷卻性和流動性；如如果表面拉毛、劃傷，則應(yīng)檢查磨削液是否清潔，砂輪是果表面拉毛、劃傷，則應(yīng)檢查磨削液是否清潔，砂輪是否太軟；否太軟；v適當(dāng)?shù)剡x擇砂輪的粒度、硬度、組織和材料。適當(dāng)?shù)剡x擇砂輪的粒度、硬度、組織和材料。v2 減小表面層冷作硬化的工藝措施減小表面層冷作硬化的工藝措施v1)合理選擇刀具的幾何參數(shù)，采用較大的前角合理選擇刀具的幾何參數(shù)，采用較大的前角和后角，并在刃磨時盡量減小其切削刃口圓角半和后角，并在刃磨時盡量減小其切削刃口圓角半徑；徑；v2)使用刀具時，應(yīng)合理限制其后刀而的磨損程使用刀具時，應(yīng)合理限制其后刀而的磨損程度；度；v3)合理選擇切削用量，采用較高的切削速度和合理選

57、擇切削用量，采用較高的切削速度和較小的進(jìn)給量；較小的進(jìn)給量；v4)加工時采用有效的切削液。加工時采用有效的切削液。v3、減小殘余拉應(yīng)力、防止表面燒傷和裂紋的工藝措施、減小殘余拉應(yīng)力、防止表面燒傷和裂紋的工藝措施v對零件使用性能危害甚大的殘余拉應(yīng)力、表面燒傷和裂對零件使用性能危害甚大的殘余拉應(yīng)力、表面燒傷和裂紋的主要原因是磨削區(qū)的溫度過高。為降低磨削熱可以紋的主要原因是磨削區(qū)的溫度過高。為降低磨削熱可以從減少磨削熱的產(chǎn)生和加速磨削熱的傳出兩途徑入手。從減少磨削熱的產(chǎn)生和加速磨削熱的傳出兩途徑入手。v1)選擇合理的磨削用量選擇合理的磨削用量v根據(jù)磨削機(jī)理，磨削深度的增大會使表面溫度升高，砂根據(jù)磨削機(jī)理，磨削深度的增大會使表面溫度升高，砂輪速度和工件轉(zhuǎn)速的增大也會使表面溫度的升高，但影輪速度和工件轉(zhuǎn)速的增大也會使表面溫度的升高，但影響程度不如磨削深度大。為了直接減少磨削熱的產(chǎn)生，響程度不如磨削深度大。為了直接減少磨削熱的產(chǎn)生，降低磨削區(qū)的溫度，應(yīng)合理選擇磨削參數(shù)：減少背吃刀降低磨削區(qū)的溫度，應(yīng)合理選擇磨削參數(shù)：減少背吃刀量，適當(dāng)提高進(jìn)給量和工件轉(zhuǎn)速。但這會使表面粗糙度量，適當(dāng)提高進(jìn)給量和工件轉(zhuǎn)速。但這會使表面粗糙度值增大，一般采用提高砂輪速度和較寬砂輪來彌補(bǔ)。實值增大，一般采用提高砂輪速度和較寬砂輪來彌補(bǔ)。實踐證明，同時提高砂輪