第三章機械加工質(zhì)量

第三章機械加工質(zhì)量2023/9/101第1頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月加工精度——零件在加工后在尺寸、幾何形狀、表面間的相互位置等幾何參數(shù)與理想零件的相符合的程度加工精度包括：尺寸精度、形狀精度、位置精度——三者有聯(lián)系，也有區(qū)別第2頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月所謂理想零件，即對表面形狀而言，就是絕對正確的圓柱面、平面、錐面等；對表面位置而言，就是絕對的平行、垂直、同軸和一定的角度等；對尺寸而言，就是零件尺寸的公差帶中心由于機械加工中的種種原因，不可能把零件做得絕對精確，總會產(chǎn)生偏差。這種偏差即加工誤差。加工誤差是零件加工后實際幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)的不符合程度。

第3頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月表面質(zhì)量

表面質(zhì)量指零件表面的幾何特征和表面層的物理、力學性能。表面的幾何特征包括表面粗糙度和波度，物理力學性能包括塑性變形、組織變化和表層金屬層的殘余內(nèi)應力。1．加工表面的幾何形狀

(1)表面粗糙度它是指加工表面的微觀幾何形狀誤差，L／H<50屬于微觀幾何形狀偏差，稱為表面粗糙度.

第4頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月表面質(zhì)量(續(xù))(2)表面波度

它是介于宏觀幾何形狀與微觀幾何形狀誤差(即粗糙度)之間的周期性幾何形狀誤差。L／H=50～1000，則稱為表面波度。(3)宏觀幾何形狀誤差

它是指圓柱度誤差、圓度誤差等，屬于加工精度的范圍。第5頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月表面質(zhì)量(續(xù))2．加工表面層的物理力學性能變化(1)表面層的冷作硬化表面層產(chǎn)生的塑性變形使晶體間發(fā)生剪切滑移，晶格被扭曲、晶粒被拉長。破碎和纖維化，引起材料的強化，使表面層的強度和硬度都有所提高，這種現(xiàn)象稱為表面冷作硬化.第6頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2．加工表面層的物理力學性能變化(2)表面層殘余應力的形成在切削或磨削加工過程中，出于切削變形和切削熱的影響。加工表面層會產(chǎn)生殘余應力，亦即在加工后表面層與基體材料間產(chǎn)生的互相平衡的彈性應力.

(3)表面層的金相組織變化機械加工特別是磨削加工中，工件表面在切削熱產(chǎn)生的高溫作用下，常會發(fā)生不同程度的金相組織的變化。第7頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工精度的獲得方法獲得尺寸精度的方法試切法：通過試切—測量—調(diào)整—再試切，反復進行到工件尺寸達到規(guī)定要求為止調(diào)整法：先調(diào)整好刀具和工件在機床上的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變，以保證工件被加工尺寸繼續(xù)第8頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月back第9頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月back第10頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月定尺寸刀具法：通過刀具的相應尺寸保證加工表面的尺寸精度自動控制法：將測量、進給裝置和控制系統(tǒng)組成一個自動加工系統(tǒng)，通過自動測量和數(shù)字控制裝置，在達到尺寸精度后自動停止加工主動測量法：邊加工邊測量加工尺寸第11頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月獲得形狀精度的方法刀尖軌跡法：通過刀尖運動的軌跡來獲得形狀精度的方法仿形法：刀具依照仿形裝置進給獲得工件形狀精度的方法成形法：利用成形刀具對工件加工獲得形狀精度的方法展成法：利用工件和刀具的展成切削運動進行加工的方法繼續(xù)第13頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月back第14頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月back第15頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月back第16頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月獲得位置精度的方法直接找正定位法：用劃針或百分表直接在機床上找正工件位置劃線找正定位法：先按零件圖在毛坯上劃好線，再以所的劃線為基準找正它在機床的位置夾具定位法：在機床上安裝好夾具，工件放在夾具中定位機床控制法：利用機床的相對位置精度保證位置精度第17頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月三.表面粗糙度對零件使用性能的影響

1．對零件耐磨性的影響

零件表面越粗糙，配合表面間的實際有效接觸面積越小，單位面積壓力增大，表面易磨損。但過于光滑的表面不利于潤滑油的儲存，還會增加兩表面的分子吸附作用，磨損也會加劇。

第18頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月三.表面粗糙度對零件使用性能的影響2．對零件配合性能的影響間隙配合中，改變了配合性質(zhì)。過盈配合中,減弱了過盈配合的結(jié)合強度。在設計零件時，對于配合精度要求高的零件應該規(guī)定較小的表面粗糙度。3．對零件疲勞強度的影響表面粗糙度(特別是在零件上應力集中區(qū)的粗糙度)大將大大降低零件的疲勞強度。第19頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月三.表面粗糙度對零件使用性能的影響4．對零件抗腐蝕性的影響零件的表面粗糙度對耐腐蝕性也有影響，減小表面粗糙度可以提高零件的抗腐蝕性。5．對零件接觸剛度的影響

表面粗糙度越小，則接觸剛度越高。故減小表面粗糙度是提高接觸剛度的一個最有效的措施。

粗糙度小則密封性好、摩擦因數(shù)??；反之，則密封性差、摩擦因數(shù)大。

第20頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)影響加工精度的主要因素及其控制

零件的機械加工是在由機床、夾具、刀具和工件所組成的工藝系統(tǒng)中進行的。因此，零件的工藝系統(tǒng)中各方面的誤差都有可能造成工件的加工誤差.第21頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月幾個概念工藝系統(tǒng)——由機床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的一個完整系統(tǒng)。原始誤差——凡是能直接引起加工誤差的各種因素，即工藝系統(tǒng)中的誤差。例來自兩個方面：加工前就存在的工藝系統(tǒng)本身的誤差-靜誤差加工過程中因工藝系統(tǒng)受力變形或熱變形等引起的誤差-動誤差繼續(xù)第22頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月原始誤差的存在，使工藝系統(tǒng)各組成部分之間的位置關系或速度關系偏離了理想狀態(tài)，致使加工后的零件產(chǎn)生了加工誤差。

back第23頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一．加工原理誤差（理論誤差）原理誤差——即在加工中采用了近似的加工運動、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差近似的加工方法帶來的誤差例如，用尖車刀車外圓，也不是光滑的圓柱面，而是一個螺旋面第25頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月近似的刀具和工件的運動聯(lián)系所帶來的加工誤差例如車模數(shù)螺紋時，傳動比I==只要能保證加工精度和零件的使用性能，一定的原理誤差是允許的。這種誤差不應超過相應公差的10~15%。第26頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月近似的刀具輪廓帶來的誤差例如用模數(shù)銑刀銑齒輪，由于：銑刀的成形面不是純粹的漸開線；模數(shù)相同而齒數(shù)不同的漸開線齒輪齒形是不同的，一把銑刀銑一組齒數(shù)的齒輪，故存在原理誤差再如，用齒輪滾刀加工齒輪時，滾刀也是采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開線蝸桿第27頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二．工藝系統(tǒng)的幾何（靜）誤差機床幾何誤差包括機床本身各部件的制造誤差、安裝誤差和使用過程中磨損1.主軸回轉(zhuǎn)誤差及其影響回轉(zhuǎn)運動的精度取決于其回轉(zhuǎn)中心相對刀具或工件的位置精度，影響被加工零件的幾何形狀精度、位置精度和表面相糙度。

第28頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1.主軸回轉(zhuǎn)誤差及其影響(1)主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式

主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實際回轉(zhuǎn)線相對其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。通常是以平均回轉(zhuǎn)軸線(各瞬時回轉(zhuǎn)軸線的平均位置)來代替理想回轉(zhuǎn)軸線。

主軸回轉(zhuǎn)誤差有三種：主軸的純徑向跳動、主軸的純軸向竄動、主軸的角度擺動第29頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1.主軸回轉(zhuǎn)誤差及其影響(2)主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響不同的加工方法和不同形式的主軸，回轉(zhuǎn)誤差所造成的加工誤差通常不同。

1)主軸的徑向圓跳動對加工精度的影響

主軸的徑向圓跳動會使工件產(chǎn)生圓度誤差，但徑向圓跳動的方式和規(guī)律不同，加工方法不同(如車削和鏜削)，對加工精度影響也不同。刀具回轉(zhuǎn)，工件不轉(zhuǎn)。工件回轉(zhuǎn)，刀具不轉(zhuǎn)。

第31頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月backX方向,Y方向第32頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

誤差敏感方向:把對加工精度影響最大的那個方向(通過切削刃的加工表面法向).誤差不敏感方向:把對加工精度影響最小的那個方向(通過切削刃的加工表面切向).Z方向,Y方向第33頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響2)主軸的軸向竄動對加工精度的影響主軸的軸向竄動對圓柱面的加工精度沒有影響，但在加工端面時，會使車出的端面與圓柱面不垂直.加工螺紋時，主軸的端面圓跳動將使螺距產(chǎn)生周期誤差

第34頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響3)主軸的傾角擺動對加工精度的影響

主軸的傾角擺動對加工精度的影響與徑向圓跳動對加工精度的影響相似，其區(qū)別在于傾角擺動不僅影響工件加工表面的圓度誤差，而且影響工件加工表面的、圓柱度誤差。

第35頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素：滑動軸承軸頸或滾動軸承滾道圓度誤差滾動軸承內(nèi)環(huán)的壁厚誤差滑動軸承軸頸、軸承套或滾動軸承滾道的波度滾動軸承滾子的圓度誤差和尺寸偏差軸承間隙以及切削中的受力變形軸承定位端面與軸心線垂直度誤差軸承端面之間的平行度誤差鎖緊螺母端面的跳動等第36頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素1)滑動軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響

主軸采用滑動軸承時，軸承誤差主要來源于主軸軸頸和軸承孔的圓度誤差和波度。

第37頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素1)滑動軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響對于工件回轉(zhuǎn)類機床，影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要是主軸軸頸的圓度和波度，而軸承孔的形狀誤差影響較小。對于刀具回轉(zhuǎn)類機床，對主軸回轉(zhuǎn)精度影響較大的是軸承孔的圓度。第38頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素2)滾動軸承誤差對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響內(nèi)圈、外圈和滾動體----滾動軸承的外圈滾道看做軸承孔，而滾動軸承的內(nèi)圈滾道看做軸頸。----按照滑動軸承分析.對于工件回轉(zhuǎn)類機床，滾動軸承內(nèi)圈滾道圓度對主軸回軸精度影響較大；而對于刀具回轉(zhuǎn)類機床，滾動軸承外圈滾道倒圓度對主軸回轉(zhuǎn)精度影響較大。滾動軸承的內(nèi)、外圈滾道若有波度，則無論刀具回轉(zhuǎn)類還是工件回轉(zhuǎn)類機床都將引起主軸產(chǎn)生高頻徑向圓跳動。

第39頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素

推力軸承滾道端面誤差會造成主軸端面圓跳動，若只有一個端面滾道存在誤差，對端面圓跳動影響很?。恢挥挟攦蓚€滾道端面均存在誤差時，才會引起較大的跳動量。滾動體誤差:第40頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素3)軸承配合質(zhì)量對主軸回轉(zhuǎn)精度的影響與之相配合的軸頸或箱體支承孔的圓度誤差，會使軸承圈或軸瓦發(fā)生變形而產(chǎn)生圓度誤差.與軸承端面配合的零件，如果端面有平面度誤差或與主軸回轉(zhuǎn)軸線不垂直，會使軸承圈滾道傾斜，造成主軸回轉(zhuǎn)軸線的軸向漂移。

第41頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施

1)提高主軸部件的設計與制造精度

2)對滾動軸承進行預緊3)采用誤差轉(zhuǎn)移法

:通過采用專用的工裝夾具直接保證工件在加工過程中的的回轉(zhuǎn)精度，使主軸的誤差不再反映到工件上.

返回第42頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2.導軌導向誤差導軌是確定主要部件相對位置的基準，也是運動基準.機床導軌的導向精度是指導軌副的運動件實際運動方向與理想運動方向的符合程度，這兩者之間的偏差值稱為導向誤差。

對導軌的精度要求主要有：導軌在水平面內(nèi)的直線度、導軌在垂直面內(nèi)的直線度、前后導軌的平行度（扭曲）、導軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度(或垂直度)等。

第43頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)導軌導向精度對加工精度的影響

考慮導軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對位移。下面以在車床上車削圓柱面為例進行分析。

第44頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1)導軌在水平面內(nèi)的直線度誤差車床導軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響較大。

第45頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2)導軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差第46頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月3)導軌扭曲誤差第47頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)影響機床導軌導向誤差的因素

1)機床制造誤差2)機床安裝誤差3)導軌磨損(3)主軸回轉(zhuǎn)軸心線與床身導軌不平行對加工精度的影響。以車削為例，在水平面內(nèi)主軸軸線與導軌不平行時，加工出的表面呈錐形；在垂直面內(nèi)不平行，工件的表面形成雙曲旋轉(zhuǎn)面，

第48頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)主軸回轉(zhuǎn)軸心線與床身導軌不平行對加工精度的影響。第49頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月問題分析例:只從車床制造方面考慮,如果加工出的工件外圓出現(xiàn)雙曲線形誤差；則分析可能是什么因素造成的?第50頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月3．傳動鏈的傳動誤差(1)機床傳動鏈傳動誤差及其對加工精度的影響

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的誤差。對于機械傳動機床，傳動鏈一般由齒輪副、蝸桿副、絲杠螺母副等組成。第51頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)機床傳動鏈傳動誤差及其對加工精度的影響若齒輪z1有轉(zhuǎn)角誤差ΔΦl；而其他各傳動件無誤差，則由ΔΦl產(chǎn)生的工件轉(zhuǎn)角誤差.k1，反映了齒輪z1的轉(zhuǎn)角誤差對終端工作臺轉(zhuǎn)動精度的影響，稱為誤差傳遞系數(shù)。

第52頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)減少傳動鏈傳動誤差的措施

1)縮短傳動鏈長度，減少傳動鏈中傳動件數(shù)目2)采用降速傳動鏈3)提高傳動元件，特別是提高末端傳動元件的制造精度和裝配精度4)采用誤差補償?shù)姆椒ǖ?3頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)減少傳動鏈傳動誤差的措施

4)采用誤差補償?shù)姆椒?傳動元件的制造誤差、傳動元件的裝配誤差、使用過程中的磨損返回第54頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)刀具與夾具誤差

1．刀具誤差刀具誤差包括刀具的制造誤差、安裝誤差和磨損。(1)對于定尺寸刀具、采用成形刀具、展成法加工

刀具：刀刃的形狀誤差和尺寸誤差會影響加工表面的形狀精度。（2）采用軌跡法加工時的刀具：刀具制造精度對加工精度無直接影響。但刀具幾何參數(shù)和形狀將影響刀具的耐用度，因此間接影響加工精度。第55頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月刀具的制造誤差對加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類不同而不同。（3）刀具的磨損分為三個階段：初始磨損、正常磨損、急劇磨損刀具的磨損，使原有形狀和尺寸發(fā)生變化，由此引起工件尺寸和形狀誤差。

如車削長軸時及加工一批短軸時，刀具磨損對工作加工精度的影響是不同的。(二)刀具與夾具誤差

第56頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）減少刀具制造誤差對加工精度的影響的措施：提高制造精度、合理選擇刀具材料合理選擇切削用量、合理選擇刀具幾何參數(shù)、合理選擇冷卻潤滑、準確刃磨，(二)刀具與夾具誤差

第57頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）夾具的制造誤差與磨損夾具的制造誤差主要是定位元件、夾緊元件、導向元件、分度元件、夾具體等的制造誤差夾具的誤差除制造誤差外，還有夾具安裝、工件裝夾等誤差對加工精度也會帶來很大影響夾具的磨損主要是定位元件和導向元件的磨損為減少夾具誤差對加工精度的影響，夾具的制造誤差必須小于工件的公差；及時更換易損件(二)刀具與夾具誤差

第58頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差1.工藝系統(tǒng)的剛度加工過程中的力：切削力、傳動力、夾緊力、重力、控制力、慣性力、干擾力等———工藝系統(tǒng)變形——破壞刀具與工件的正確位置----幾何關系變化。如車削細長軸時及在內(nèi)圓磨床上采用徑向進給磨內(nèi)孔時。三．工藝系統(tǒng)的動誤差續(xù)第59頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第60頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么？工藝系統(tǒng)的剛度第62頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1.工藝系統(tǒng)的剛度（1）剛度概念：工藝系統(tǒng)受外力作用后抵抗變形的能力。從加工精度的角度，在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比。（2）公式：在上述力的作用下，工藝系統(tǒng)受力變形，刀具和工件相對退讓。設刀具相對工件在切削接觸點法線方向的相對位移量為y，則工藝系統(tǒng)的剛度是：（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差第63頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差1.工藝系統(tǒng)的剛度（3）工藝系統(tǒng)剛度的分類：靜剛度和動剛度。靜剛度主要影響工件的幾何精度，動剛度則反映系統(tǒng)抵抗動態(tài)力的能力，主要影響工件表面的波度和表面粗糙度。第64頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2．機床部件的剛度及其特點（4）工藝系統(tǒng)的剛度特性力和變形不是直線關系，即不符合虎克定律加載和卸載曲線不重合卸載后，變形不能恢復到起點部件剛度比我們想象的?。ㄒ唬┕に囅到y(tǒng)受力變形引起的誤差第65頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2．機床部件的剛度及其特點（5）影響部件剛度的因素接觸變形（接觸點的變形）薄弱零件本身的變形接觸面間隙的影響面間摩擦的影響（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差第66頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月3.工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化的引起的工件形狀誤差（2）切削力大小變化引起的加工誤差（誤差復映）毛坯材料硬度不均勻使切削力產(chǎn)生變化，工藝系統(tǒng)受力變形隨之變化而產(chǎn)生加工誤差（3）工藝系統(tǒng)中其它作用力使工藝系統(tǒng)中某些環(huán)節(jié)受力變形而產(chǎn)生加工誤差（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差第67頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差3.工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化的引起的工件形狀誤差第68頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差3.工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化的引起的工件形狀誤差工藝系統(tǒng)在受力情況下，某處的法向總變形，就等于機床、夾具、刀具及工件在同一處法向變形的疊加。即Y系統(tǒng)＝Y(jié)機床＋Y夾具＋Y刀具＋Y工件工藝系統(tǒng)、機床、夾具、刀具及工件的剛度分別為：K系統(tǒng)＝F法／Y系統(tǒng)，K機床＝F法／Y機床，K夾具＝F法／Y夾具，K刀具＝F法／Y刀具，K工件＝F法／Y工件

第69頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差3.工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化的引起的工件形狀誤差例如，在車床上用兩頂尖為支承車削剛性軸，

第70頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差3.工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化的引起的工件形狀誤差刀具距離工件左端為x時，工藝系統(tǒng)的變形為Yx=Yx′+Y刀Y刀＝F法／K刀，Y前＝F前／K前，Y后＝F后／K后

,第71頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差3.工藝系統(tǒng)的剛度對加工精度的影響（1）切削力作用點位置變化的引起的工件形狀誤差第72頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）切削力大小變化引起的加工誤差（誤差復映）——由毛坯加工余量和材料硬度的變化引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而產(chǎn)生工件的尺寸、形狀誤差的現(xiàn)象（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差第73頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）誤差復映規(guī)律誤差復映系數(shù)ε：定量反映毛坯誤差經(jīng)過加工后減少的程度

當加工過程有多次走刀時，每次走刀的復映系數(shù)為ε1、ε2、ε3…，則總復映系數(shù)ε總=ε1ε2ε3…可簡化為ε總≈（ε1）nΔm=ap1-ap2Δg=Δ1-Δ2。

第74頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月由于ε《1，所以經(jīng)過多次走刀，則可能使毛坯誤差復映到工件上的誤差減少到公差帶允許值的范圍內(nèi)例：一個工藝系統(tǒng)，其誤差復映系數(shù)為0.25，工件在本工序前的圓度誤差0.5mm，為保證本工序0.01mm的形狀精度，本工序最少走刀幾次？解：0.5×(0.25)n≤0.01解得n=3（2）誤差復映規(guī)律（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差第75頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響慣性力、傳動力、夾緊力和重力的作用，在這些力的作用下，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生變形，從而影響工件的加工精度。例1.夾緊力:工件在裝夾時，由于工件剛度較低或夾緊力作用點不當，會使工件產(chǎn)生相應的變形，造成加工誤差。

第76頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響夾緊力對工件加工精度的影響第77頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響夾緊力對工件加工精度的影響第78頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響重力對工件加工精度的影響返回第79頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響傳動力對工件加工精度的影響第80頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第81頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響傳動力對工件加工精度的影響第82頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差(3)其他作用力對加工精度的影響離心力對工件加工精度的影響第83頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第84頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差4．減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施一方面采取適當?shù)墓に嚧胧p小載荷及其變化，如合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量以減小切削力，特別是吃刀抗力，就可以減少受力變形；將毛坯分組，使一次調(diào)整中加工的毛坯余量比較均勻，也能減小切削力的變化，從而減小復映誤差。

第85頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差4．減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施

(1)合理設計零部件結(jié)構(gòu)(2)提高聯(lián)接表面的接觸剛度:1)提高機床部件中零件間接合表面的質(zhì)量,2)給機床部件以預加載荷(3)采用合理的裝夾方式、加工方式第86頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差殘余應力又稱內(nèi)應力，是指在沒有外力作用下或去除外力后仍殘存在工件內(nèi)部的應力。

具有殘余應力的毛坯由于殘余應力暫時處于相對平衡的狀態(tài)，加工時切去一層金屬后，就打破了這種平衡，一旦內(nèi)部應力平衡被打破，內(nèi)應力重新分布，導致工件變形產(chǎn)生，從而破壞零件原有的精度。

分析內(nèi)應力破壞后工件的變形

第87頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差

1．殘余應力產(chǎn)生的原因(1)毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應力例1鑄件殘余應力引起的工件變形。

第88頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差1．殘余應力產(chǎn)生的原因(1)毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應力例2床身鑄件殘余應力引起的工件變形。第89頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差1．殘余應力產(chǎn)生的原因(2)冷校直帶來的殘余應力

冷校直后雖然彎曲減小了，但內(nèi)部組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)加工后，又會產(chǎn)生新的彎曲變形。

第90頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差1．殘余應力產(chǎn)生的原因快速分析殘余應力的方法：彈簧法第91頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差1．殘余應力產(chǎn)生的原因快速分析殘余應力的方法：彈簧法

第92頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)工件殘余應力引起的誤差2．減小殘余應力的措施

(1)增加時效處理工序(2)合理安排工藝過程(3)合理設計零件結(jié)構(gòu)

第93頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月1．概述工藝系統(tǒng)熱變形的現(xiàn)象：工藝系統(tǒng)受熱升溫而使工件、刀具及機床的許多部分會因溫度升高而產(chǎn)生復雜變形改變工件、刀具、機床間的相互位置破壞刀具與工件間相互運動的正確性改變已調(diào)整好的加工尺寸引起切削深度和切削力改變破壞傳動鏈的精度(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差

第94頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）引起工藝系統(tǒng)熱變形的熱源：內(nèi)部熱源：切削熱，摩擦熱，電氣等外部熱源：環(huán)境溫度變化，取暖設備，熱幅射等(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差

第95頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差

(2)溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡工藝系統(tǒng)各部分的溫度分布稱為溫度場。工藝系統(tǒng)各部分溫度不僅是坐標位置的函數(shù)，也是時間的函數(shù)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)各部分的溫度保持在一相對固定的數(shù)值上，不再隨時間變化，形成穩(wěn)定的溫度場，此時工藝系統(tǒng)各部分的熱變形也相應地趨于穩(wěn)定。

第96頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差2．機床熱變形對加工精度的影響第97頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差2．機床熱變形對加工精度的影響第98頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差3．刀具熱變形對加工精度的影響連續(xù)切削斷續(xù)切削第99頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差4．工件熱變形對加工精度的影響加工一些形狀較簡單的軸類、套類、盤類零件的內(nèi)、外圓時，產(chǎn)生圓柱度和尺寸誤差。

對長度尺寸精度的影響1）兩頂尖定位，如磨外圓、絲杠等。2）絲杠磨削時，產(chǎn)生螺距累積誤差。

第100頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差4．工件熱變形對加工精度的影響若絲杠的長度為400mm，如果工件溫度相對于機床絲杠升高1℃，則絲杠將產(chǎn)生4．4μm累積誤差。而5級絲杠積累誤差在全長上不允許超過5μm，由此可見熱變形的嚴重性。對于工件受熱不均勻的零件：在磨床上進行機床導軌的磨削加工時，床身的上下溫差可達3℃，在垂直面內(nèi)的熱變形可達0．1mm，嚴重影響導軌的磨削加工精度。第101頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月5.減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑(1)減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源、(2)均衡溫度場(3)采用合理的機床結(jié)構(gòu)、(4)控制環(huán)境溫度

(三)工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差第102頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月四、提高加工精度的工藝措施1．直接消除和減少誤差法例如車細長軸采用反向走刀（進給）切削第103頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2．誤差補償法人為地制造出一種新的或者利用原有的一種原始誤差去抵消另一種原始誤差例如預加載荷精加工磨床床身導軌；用校正機構(gòu)提高絲桿車床傳動鏈精度四、提高加工精度的工藝措施查看查看第104頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月四、提高加工精度的工藝措施3．誤差轉(zhuǎn)移法將工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等轉(zhuǎn)移到不影響工精度的方向去(即誤差不敏感方向）例如，鏜模鏜孔，主軸與鏜桿采用浮動聯(lián)接查看第105頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月四、提高加工精度的工藝措施3．誤差轉(zhuǎn)移法第106頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月四、提高加工精度的工藝措施3．誤差轉(zhuǎn)移法轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差不敏感方向第107頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月

4．誤差平均法例如，研磨加工高精度的軸和孔，利用誤差相互比較、相互消除來提高精度；再如，刮研精密平板

5．“就地加工”法例如車床配制主軸法蘭盤；再如轉(zhuǎn)塔車床加工轉(zhuǎn)塔上的六個刀架安裝孔

6．誤差分組法:按各組分別調(diào)整刀具與工件的相對位置或選用合適的定位元件，就可大大縮小整批工件的尺寸分散范圍。

四、提高加工精度的工藝措施第108頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月7．控制誤差法對于變化的系統(tǒng)性誤差必須采用可變補償?shù)姆椒ㄈN形式：主動測量：加工過程中隨時測量，隨時進行誤差補償偶件配合測量：以互配件中的一件作為基準去控制另一件積極控制起決定性作用的加工條件：例如精密螺紋磨床的自動恒溫控制四、提高加工精度的工藝措施第109頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)加工誤差的綜合分析

一、加工誤差的性質(zhì)

1．系統(tǒng)誤差：在順序加工一批工件中，如果加工誤差的大小和方向都保持不變，或者按一定規(guī)律變化，則稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差又分為常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差兩類。如：加工原理誤差、機床(或刀具、夾具與量具)的制造誤差、工藝系統(tǒng)靜力變形等引起的加工誤差

機床、刀具和夾具等在熱平衡前的熱變形誤差以及刀具的磨損等

第110頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)加工誤差的綜合分析一、加工誤差的性質(zhì)2．隨機誤差在順序加工的一批工件中，如果加工誤差的大小和方向呈不規(guī)則的變化，則稱為隨機誤差。隨機誤差是由許多相互獨立因素隨機綜合作用的結(jié)果。

如加工余量不均,材料硬度不均.

此外，定位誤差、夾緊誤差、多次調(diào)整的誤差、殘余應力引起的工件變形誤差等都屬于隨機誤差。

第111頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法(一)分布曲線分析法分布曲線分析法是將測量加工后所得一批工件的實際尺寸或誤差，根據(jù)測量結(jié)果做出該批工件尺寸或誤差的分布圖，然后按照此圖來分析和判斷加工誤差的情況。

1．實際分布曲線(直方圖)

隨機抽取其中n個工件稱為樣本，按工件尺寸或偏差大小將它們分成幾組，每一組中零件的尺寸處在一定的間隔范圍，同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)量稱為頻數(shù)，頻數(shù)與樣本容量之比稱為頻率，頻率除以每組尺寸間隔稱為頻率密度。第112頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法1.實際分布曲線(直方圖)

以工件尺寸(或誤差)為橫坐標，以頻數(shù)或頻率為縱坐標，就可做出該批工件加工尺寸(或誤差)的實際分布曲線圖，即直方圖。第113頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第114頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法1.實際分布曲線(直方圖)為了分析該工序的加工精度情況，可在直方圖上標出該工序的加工公差帶位置，并計算出該樣本的統(tǒng)計數(shù)字特征——平均值和標準差S。第115頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法1.實際分布曲線(直方圖)例2：測量一批精鏜后的活塞銷孔，圖樣規(guī)定的尺寸為抽測100件。將測量結(jié)果按尺寸大小分成6組，每組的尺寸間隔為0.002mm.第116頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法組別尺寸范圍/mm尺寸范圍中點尺寸x/mm組內(nèi)工件數(shù)m頻率m/n127.992~27.99427.99340.04227.994~27.99627.995160.16327.996~27.99827.997320.32427.998~28.00027.999300.30528.000~28.00228.001160.16628.002~28.00428.00320.021.1實際分布曲線(直方圖)舉例第117頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法1.1實際分布曲線(直方圖)舉例尺寸分散范圍=28.004-27.992=0.012mm尺寸分散范圍中心(即平均尺寸)=mm

公差范圍中心=mm第118頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月對曲線進行分析1）尺寸分散范圍（0.012mm）小于公差范圍(0.015mm)，說明鏜孔的加工精度能滿足加工要求；第119頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月對曲線進行分析2）加工中出現(xiàn)了18％的廢品（圖中陰影部分），這是因為尺寸分散中心與公差帶中心偏離所致，只要略為調(diào)整鏜刀位置，使鏜刀伸出量縮短0.0054mm，就能使尺寸分散中心與公差帶中心重合，工件全部合格。常值系統(tǒng)誤差△系(△系=27.9979-27.9925=0.0054)

常值系統(tǒng)誤差只影響分布曲線的位置，而分布曲線的形狀和分散范圍則受隨機誤差和變值系統(tǒng)誤差的影響。

第120頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法曲線形狀與理論分布曲線中的正態(tài)分布曲線十分相似。研究加工誤差時，常應用數(shù)理統(tǒng)計學中一些理論分布曲線來近似代替實驗分布曲線，這樣做?？墒箚栴}得到簡化。

2．理論分布曲線(1)正態(tài)分布曲線

實驗表明：在機械加工中，用調(diào)整法連續(xù)加工一批零件時，如不存在明顯的變值系統(tǒng)誤差因素，則加工后零件的尺寸近似于正態(tài)分布。

第121頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法2．理論分布曲線(1)正態(tài)分布曲線方程中的μ和σ是表示曲線特征的兩個參數(shù)，分別稱為算術平均值和均方根差。第122頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法2．理論分布曲線（2）正態(tài)分布曲線的性質(zhì)：1）正態(tài)分布曲線呈鐘形，是關于直線x=μ的對稱曲線。

2）σ是表征分布曲線形狀的參數(shù)，它反映了隨機變量x取值的分散程度。

3）μ是表征分布曲線位置的參數(shù)。

4）當平均值μ=0，標準差σ=1的正態(tài)分布，則稱為標準正態(tài)分布，x(z)~N(0，1)

第123頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法（3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法：

x為工件尺寸；μ為該批工件尺寸的算術平均值（樣本平均值）；σ為該批工件尺寸的均方根差（樣本標準差S）；正態(tài)分布函數(shù)是正態(tài)分布概率密度函數(shù)的積分,即有F(X)。

第124頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法（3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法若求正態(tài)分布曲線下某尺寸區(qū)間（μ,xi）的面積F它表示在該尺寸(μ,xi)區(qū)間工件數(shù)占工件總數(shù)的百分比，即隨機變量x落在區(qū)間(μ，xi)上的概率。

第125頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法（3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法任何非標準的正態(tài)分布都可以通過坐標變換變?yōu)闃藴实恼龖B(tài)分布.在實際計算時，可以直接應用積分表.

Z=（x-μ）/σ

第126頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法令：+ΔXminXmax第127頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月+ΔXminXmax二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法第128頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法（3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法如當（x-μ）/σ＝±0.3時，2F＝2×0.1179＝0.2358≈25％，

當（x-μ）/σ＝±2時，2F＝2×0.4772＝0.9544≈95％

當z=±3時，2F(3)=0.49865×2=99．73％就是所謂的6σ原則

第129頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法（3）用正態(tài)分布對加工誤差進行統(tǒng)計分析方法保證工件不出廢品的條件是6σ＋≤T當=0時,6σ≤T

第130頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法(4)非正態(tài)分布曲線第131頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法3．分布曲線分析法的應用

(1)判別加工誤差性質(zhì)常值系統(tǒng)誤差不影響分布曲線的形狀，僅影響它的位置。求常值系統(tǒng)誤差的方法？變值系統(tǒng)誤差和隨機誤差影響分布曲線的形狀

第132頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法3．分布曲線分析法應用

(2)判斷工藝能力工件加工尺寸的公差T表示加工所要求達到的精度，6σ的大小則代表了某一加工方法實際上所能達到的精度，二者的比值稱為工藝能力系數(shù)

Cp≥1.67，過高1.67＞Cp≥1.33，足夠1.33＞Cp≥1.00，勉強1＞Cp≥0.67，不足0.67＞Cp,很差第133頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法3．分布曲線分析法的應用

(3)估算合格品率或不合格品率例:有一批小軸，其直徑尺寸要求為mm,加工后尺寸屬正態(tài)分布，測量計算得一批工件直徑的算術平均值mm，均方根差mm。試計算合格品率及廢品率，并分析廢品產(chǎn)生的原因，指出減少廢品率的措施。

第134頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、加工誤差的統(tǒng)計分析方法3．分布曲線分析法的應用(4)分布曲線法分析加工誤差的缺點1）不能在加工過程中及時提供控制精度的信息。2）分析時沒有考慮工件的加工順序；不能看出誤差的發(fā)展趨勢和變化規(guī)律，3）難以區(qū)分變值系統(tǒng)誤差和隨機誤差。分布曲線主要表示了各工藝因素對加工精度的綜合影響.第135頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)點圖分析法

點圖是按加工順序展開的各瞬時工件尺寸的分布圖。單值點圖和-R圖兩種。

1．單值點圖按加工順序逐個測量一批工件的尺寸，以工件序號為橫坐標，工件尺寸(或誤差)為縱坐標，就可作出點圖第136頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)點圖分析法1．單值點圖第137頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)點圖分析法2．-R圖

-R圖是平均值控制圖和極差R控制圖聯(lián)合使用時的統(tǒng)稱。前者控制工藝過程質(zhì)量指標的分布中心，后者控制工藝過程質(zhì)量指標的分散程度。

第138頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一、影響表面粗糙度的因素及其控制

幾何因素、物理因素和機械加工振動

(一)切削加工的表面粗糙度

切削殘留面積的高度，切削表面塑性變形積屑瘤第四節(jié)影響表面質(zhì)量的因素及其控制第139頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)影響表面質(zhì)量的因素及其控制一、影響表面粗糙度的因素及其控制

(一)切削加工的表面粗糙度

1．影響切削殘留面積高度的因素

第140頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一、影響表面粗糙度的因素及其控制(一)切削加工的表面粗糙度2．影響切削表面積屑瘤和鱗刺的因素

第141頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一、影響表面粗糙度的因素及其控制(一)切削加工的表面粗糙度2．影響切削表面積屑瘤和鱗刺的因素切削速度:20-50m/min時，表面粗糙度值最大，這是由于產(chǎn)生積屑瘤或鱗刺所致。材料:

材料韌性越大或塑性變形趨勢越大，被加工表面粗糙度值就越大。切削脆性材料比切削塑性材料容易達到表面粗糙度的要求。

刀具的前角:切削液及其他:

第142頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月影響切削加工表面粗糙度的因素刀具幾何形狀刀具材料、刃磨質(zhì)量切削用量工件材料殘留面積↓→Ra↓前角↑→Ra↓后角↑→摩擦↓→Ra↓刃傾角會影響實際工作前角

v↑→Ra↓f↑→Ra↑ap對Ra影響不大，太小會打滑，劃傷已加工表面材料塑性↑→Ra↑同樣材料晶粒組織大↑→Ra↑，常用正火、調(diào)質(zhì)處理刀具材料強度↑→Ra↓刃磨質(zhì)量↑→Ra↓冷卻、潤滑↑→Ra↓影響切削加工表面粗糙度的因素第143頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一、影響表面粗糙度的因素及其控制(二)磨削加工的表面粗糙度1．砂輪對表面粗糙度的影響(1)砂輪粒度(2)砂輪硬度(3)砂輪組織(4)砂輪磨粒材料(5)砂輪修整第144頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月一、影響表面粗糙度的因素及其控制(二)磨削加工的表面粗糙度2．磨削用量對表面粗糙度的影響

砂輪的速度：2個方面工件速度：砂輪的縱向進給量：

磨削深度

：

工件材料：冷卻潤滑液：第145頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響表面層物理力學性能的因素及其控制

(一)表面層的冷作硬化1．影響切削加工表面冷作硬化的因素(1)切削用量的影響

(2)刀具幾何形狀的影響(3)加工材料性能的影響

第146頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響表面層物理力學性能的因素及其控(一)表面層的冷作硬化2．影響磨削加工表面冷作硬化的因素

(1)工件材料性能的影響(2)磨削用量的影響(3)砂輪的影響

第147頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響表面層物理力學性能的因素及其控(二)表層的殘余應力1．影響切削表層殘余應力的因素(1)切削用量影響(2)刀具角度的影響(3)工件材料的影響第148頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響表面層物理力學性能的因素及其控(二)表層的殘余應力2．影響磨削表層殘余應力的因素(1)磨削用量的影響(2)工件材料的影響

第149頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響表面層物理力學性能的因素及其控(三)表層金屬金相組織的變化1.磨削燒傷現(xiàn)象

高溫使表層金屬的金相組織產(chǎn)生變化，造成表層金屬硬度下降，工件表面呈現(xiàn)氧化膜顏色，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷?；鼗馃齻撼^回火溫度，未超過相變溫度淬火燒傷：超過相變溫度，急冷

退火燒傷

：超過相變溫度后，冷卻緩慢，

第150頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響表面層物理力學性能的因素及其控(三)表層金屬金相組織的變化2.避免和減輕磨削燒傷的基本途徑(1)正確選擇砂輪(2)合理選擇磨削用量(3)改善冷卻條件第151頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月影響表面粗糙度的幾何因素有：刀具的幾何形狀和幾何角度進給量刀刃本身的粗糙度物理因素切削力和摩擦力塑性變形過程中形成的積屑瘤切削過程中工件表面上形成鱗刺第152頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月工藝系統(tǒng)的動態(tài)因素——振動機械振動分為自由振動、強迫振動、自激振動三大類，金屬切削過程中，主要是強迫振動和自激振動兩種類型振動主要是產(chǎn)生波度、粗糙度而影響零件表面質(zhì)量第153頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2．降低表面粗糙度的工藝措施合理選擇刀具的幾何角度適當增大前角、后角增大刀尖圓弧半徑減小主、副偏角改善材料切削性能減小材料塑性（采取正火、調(diào)質(zhì)等方法）細化材料晶粒（熱處理）第154頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月合理選擇切削用量合理選擇切削速度，避開積屑瘤、鱗刺產(chǎn)生的切削速度區(qū)減少進給量切削深度不宜過小正確使用切削液乳化液、硫化油、植物油等性能各有不同，應合理選用第155頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月采用輔助加工方法常用的有：研磨、珩磨、超精加工等提高工藝系統(tǒng)的精度和剛度主運動和進給運動系統(tǒng)的精度要高系統(tǒng)的剛度和抗振性好受力變形和熱變形要小第156頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月四、影響表面物理力學性能的工藝因素1．表面層的殘余應力表面層殘余應力的產(chǎn)生當切削過程中表面層組織發(fā)生形狀變化和組織變化時，在表面層及其與基體材料的交界處就會產(chǎn)生互相平衡的彈性應力，稱為表面殘余應力第157頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月殘余應力分類：零件整個尺寸范圍內(nèi)平衡的殘余應力晶粒范圍內(nèi)平衡的殘余應力晶胞間平衡的殘余應力殘余應力產(chǎn)生的原因冷塑性變形（切削力的作用）熱塑性變形（切削熱的作用）金相組織變化（切削高溫作用下，引起表面層金屬發(fā)生相變）通常是上述三種原因綜合作用的結(jié)果第158頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月2．表面層的加工硬化表面冷作硬化現(xiàn)象切削（含磨削）過程中，刀具前面迫使金屬受到擠壓而產(chǎn)生塑性變形，使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴重扭曲，并使晶粒拉長、破碎和纖維化，引起材料強化、硬度提高，這就是冷作硬化現(xiàn)象第159頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月表面層硬化后的金屬性質(zhì)的具體特點為：晶體形狀改變（拉長、破碎）晶體方向改變（塑性變形后形成一定方向，纖維化）變形抵抗力增加（產(chǎn)生冷作硬化）導電性、導磁性、導熱性亦有變化表面層產(chǎn)生殘余應力決定表面層硬化程度的因素產(chǎn)生塑性變形的力塑性變形的速度塑性變形時的溫度第160頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月影響加工冷作硬化的因素切削用量（主要是切削速度、進給量。切削速度的影響：低速時，塑性變形大，冷硬大；速度增加，冷硬減少；但速度超過100m/min時，冷硬又增加。進給量增大，塑性變形增大，冷硬增加；進給量太小，刀具擠壓作用增大，冷硬增加。）第161頁，課件共182頁，創(chuàng)作于2023年2月刀具（刀具的刃口圓角大和后刀面的磨損嚴重以及前刀面的粗糙度高，都將使得刀具對工件表面層金屬的擠壓和摩擦作用增加，因而冷硬程度和深度都增加。）工件材料的影響（工件材料硬度越低，切削時塑性變形越大，冷硬現(xiàn)