汽车机加件表面几何状态参数含义及工艺分析
零件的表面轮廓评定参数
零件的表面轮廓评定参数机械产品表面轮廓是指机械零件表面的形状特征，是表征零件质量水平的重要检测参数。
因此，表面轮廓的评定是质量检测中的一种重要内容。
表面轮廓评定参数的主要指标主要有：表面直线度、表面中轴线成形度、轮廓方位元素的精度和表面粗糙度四个指标。
1、表面直线度是指零件表面直线元素的直线性，它是表示工件表面形状离散度的重要指标。
一般直线部件分析来说，表面直线度在
±0.005mm之内认为是良好的。
2、表面中轴线成形度是指在零件表面上有曲线或弧线元素时，曲线或弧线元素的完整性和连续性，即表面中轴线圆滑度。
表面中轴线成形度一般正常工件在±0.005mm以内认为是良好的.
3、轮廓方位元素的精度是指零件的表面轮廓受制造误差或机床表面精度影响而出现的偏差，它体现了零件在通过机床加工过程中，其表面轮廓加工精度程度。
通常，在±0.1mm之内认为是良好的。
4、表面粗糙度是指零件表面精度表征的重要参数，是指在表面细节处的毛刺、粗糙等缺陷的程度。
通常认为，表面粗糙度在Ra0.8微米以内是良好的。
总之，表面轮廓评定参数是检测工件质量的重要指标，表面直线度、表面中轴线成形度、轮廓方位元素的精度和表面粗糙度是其中最重要的参数，其精度需要控制在一定的范围内以保证机械零件质量上乘。
机械加工表面质量名词解释
机械加工表面质量名词解释
机械加工表面质量是指通过机械加工（如铣削、车削、磨削等）所制造出来的工件表面的质量特征。
机械加工表面质量有着重要的意义，它直接影响到工件的性能和使用寿命。
因此，人们对机械加工表面质量提出了严格的要求，并制定出一系列的标准来进行评估。
常见的机械加工表面质量名词包括：
1. 粗糙度：是表面波动的一种度量，是表面轮廓中高低峰与表面基准面的平均距离。
它通常用Ra、Rz等参数来表示。
2. 平整度：是表面局部平坦程度的指标，是表面局部平坦面与平坦基准面间的距离差。
它通常用Waviness来表示。
3. 光洁度：是表面的反射能力，是表面镜面反射光线的亮度和光线散射的能力。
它通常用Rt来表示。
4. 凸度：是表面的突出程度的指标，是表面上的突起的最大高度与表面基准面的距离。
它通常用Rp、Rv来表示。
5. 波度：是表面上连续波动的指标，是表面波动的周期和振幅的综
合量。
它通常用Waviness来表示。
以上这些指标是机械加工表面质量中比较重要的一部分，每一个指标都有着自己的标准和要求。
为了确保机械加工表面质量的标准化和规范化，人们制定了一系列的标准，如ISO/DIS 4287、ISO 4288、GB/T 11683等。
这些标准可以帮助人们更加准确地评估和控制机械加工表面质量。
第二章-汽车零件机械加工工艺基本概念分析
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2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征
1）生产类型
产品有大有小，小到螺钉，大至收音机，船舶。其特征有的复杂，有的简单，批量和生产纲领也各不相同。 根据产品的大小、特征、批量和生产纲领，我们通常将产品的生产分成三种生产类型：
生产类型
单件生产 成批生产 大量生产
工序的集中与分散
1.2 机械加工工艺过程的组成
提示： 小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备使 的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。
大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采用高效专业用设备，工序也较多。
1.2 机械加工工艺过程的组成
为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的某一个位置。 工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。 减少装夹次数的有效办法是采用多工位夹具。
*
3.1 加工精度与成本的关系
各种加工方法的加工误差和加工成本之间存在一定的。这种关系呈负指数函数曲线形状。
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3.2 加工经济精度与加工方法的选择
表面光洁度
表面特征
主要加工方法
应用举例
名称
数值/μm
粗面
Ra100
明显可见刀痕
粗车、粗铣、粗刨、钻
为光洁度最低的加工面，一般很少应用
Ra50
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4.1 工艺规程
概念： 把比较合理的工艺过程确定下来后，按一定的格式（通常是表格和图表）和要求写成文件形式，要求企业有关人员必须严格执行的指令性文件。 作用： 工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（3）此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。
机械制图——标注几何公差--;标注零件表面结构要求
4、表面结构的符号及意义
(1)表面粗糙度符号的画法
H1 ≈1.4h h —— 字高
H2≈ 2H1
(2)表面粗糙度符号的含义
符号
意 义及说明
基本图形符号。用任何方法获得的表面 （单独使用无意义）。
用去除材料的方法获得的表面
用不去除材料的方法获得的表面。
完整图形符号。横线上用于标注有关 参数和说明
表示构成图形封闭轮廓的所有 表面有相同的表面要求。
2 标注几何公差
为保证零件的性能，除对尺寸提出尺寸公
差要求外，还应对形状和位置公差提出要求。
轴线弯曲
由于形状和位
置公差不合格,则轴
线弯曲且与端面不
垂直，导致两零件 不能正确装配
轴线与端 面不垂直
几何公差（GB/T1182-2008）指形状、方向、位置、跳动公差。
圆柱形零件的理想母线应是直线，但实际加工时往往出现 中间粗、两头细的情况，这种形状上的误差，叫做形状误差。
当某项公差应用于几个相同要素时，可在公差框格的上方
被测要素的尺寸之前注明要素的个数。
2×φ21
3× 0.1
6×Φ12 Φ0.1
如果某个要素 有几种几何公差要 求，可将一个公差 框格放在另一个的 下方。
0.01 0.06 A
2、被测要素的标注
（1）当被测要素是线或表面时，指引线的箭头应指向要 素的轮廓线或其延长线上，并明显地与尺寸线错开。
公差带的主要形状有：
两等距平面
一、基本术语
1、要素：指零件上的特征部分——点、线、面； 2、被测要素：提出了几何公差要求的点、线、面； 3、基准要素：用来确定被测要素方向或位置的点、线、面； 4、公差带：由公差值确定的限制实际要素变动的区域。
什么是机械加工表面质量？机械加工表面质量含义
什么是机械加工表面质量？机械加工表面质量含义零件的表面质量是机械加工质量的重要组成部分，表面质量是指机械加工后零件表面层的微观几何结构及表层金属材料性质发生变化的情况。
经机械加工后的零件表面并非理想的光滑表面，它存在着不同程度的粗糙波纹、冷硬、裂纹等表面缺陷。
虽然只有极薄的一层（～0 .15mm），但对机器零件的使用性能有着极大的影响；零件的磨损、腐蚀和疲劳破坏都是从零件表面开始的，特别是现代化工业生产使机器正朝着精密化、高速化、多功能方向发展，工作在高温、高压、高速、高应力条件下的机械零件，表面层的任何缺陷都会加速零件的失效。
因此，必须重视机械加工表面质量。
一、机械加工表面质量的含义机器零件的加工质量不仅指加工精度，还包括加工表面质量，它是零件加工后表面层状态完整性的表征。
机械加工后的表面，总存在一定的微观几何形状的偏差，表面层的物理力学性能也发生变化。
因此，机械加工表面质量包括加工表面的几何特征和表面层物理力学性能两个方面的内容。
( 一) 加工表面的几何特征加工表面的微观几何特征主要包括表面粗糙度和表面波度两部分组成，如图5— 1所示。
表面粗糙度是波距L小于1mm的表面微小波纹；表面波度是指波距L在1～20mm之间的表面波纹。
通常情况下，当L/H（波距/波高）﹤50时为表面粗糙度，L/H=50～1000时为表面波度。
1 ．表面粗糙度表面粗糙度主要是由刀具的形状以及切削过程中塑性变形和振动等因素引起的，它是指已加工表面的微观几何形状误差。
2 ．表面波度主要是由加工过程中工艺系统的低频振动引起的周期性形状误差（图5— 1中L 2/H 2 ），介于形状误差（L 1/H 1﹥1000）与表面粗糙度（L 3/H 3﹤50）之间。
( 二)加工表面层的物理力学性能表面层的物理力学性能包括表面层的加工硬化、残余应力和表面层的金相组织变化。
机械零件在加工中由于受切削力和热的综合作用，表面层金属的物理力学性能相对于基本金属的物理力学性能发生了变化。
机械制图1. 表面结构参数的意义、标注及示例
表面结构参数的意义、标注及示例A．表面结构参数的意义及标注1. 取样长度和评定长度1）取样长度（lr）用于判别被评定轮廓不规则特征的一段基准线长度。
截取的长度不同，测出的数值不同。
以表面粗糙度为例，选择的取样长度过小，所包含的峰谷可能过少，这样就不能确切地反映该表面的粗糙度。
因此。
在通常情况下，所选取的取样长度，一定要包含五个以上的峰、谷，否则应选择较大的一级数值。
在标注取样长度时，取样长度后应有一斜线“/”，之后是表面结构参数代号，最后是数值。
例如：-0.8/Rz 6.3，如图A-1。
图A-1 取样长度的标注2）评定长度（ln）用于判别被评定轮廓所必需的一段长度。
以表面粗糙度为例，零件加工表面的粗糙度不一定均匀一致，若按相同的取样长度lr依次测量几段，所得粗糙度数值不尽一致，有时差别甚至很大。
为了充分合理反映加工表面的粗糙度，在测量时必须选取一段能反映这种特性的最小长度，它可能包括一个或几个取样长度，这个长度就是评定长度。
标准规定，粗糙度参数Ra的默认评定长度ln由5个取样长度lr构成：ln=5×lr。
粗糙度参数的取样长度见表A-1。
表A-1 测量Ra值的取样长度（GB/T10610-2009）Ra/μm 粗糙度取样长度lr/mm 粗糙度评定长度ln/mm （0.006）＜Ra≤0.020.08 0.40.02＜Ra≤0.10.25 1.250.1＜Ra≤20.8 42＜Ra≤10 2.5 12.510＜Ra≤808 40默认的评定长度，不需要在参数代号后作出标记。
换句话说，参数代号后未给出取样长度的个数时，即默认为一个评定长度等于5个取样长度。
若不存在默认的评定长度时，参数代号后应标注取样长度的个数，如Ra3、Rz1(要求评定长度分别为3个取样长度和1个取样长度)，见图A-2。
图A-2 标注取样长度的个数2. 极限值判断规则的标注极限值的判断规则是指在完工零件表面上测出实测值后，如何与给定值比较，以判断其是否合格的规则。
汽车机加件表面几何状态参数含义及工艺分析
汽 车 工 艺与 材 料
・
实用技术 ・
ＡＵＴｏＭ ｏＢＩ Ｅ Ｌ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ＆ Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ
文章 编 号 ：０ ３ ８ １ （０ ６ ０ — ０ ２ ０ １０ — ８ ７ ２０ ）２ ０ ２ — ６
汽车机加件表面几何状态参数含义及工艺分析
平均 高度 。 Ａ 粗 糙度 节距 的平 均 间距 。 ：
见： 初始粗糙 度包络线 中最 高峰 到相邻最低 谷之 间 的差值 。
：
２ 对 机 加零 件 表 面 几何 状 态参 数 标 准的 理解
２１ 表 面 几何 状 态 标 准 Ｒ ． ＆Ｗ 分 析 中所 运 用 的轮
修 正后 的粗 糙度包络线 中最 大峰值 到最低谷 波 纹度 的平 均高度 。
的表 面 ， 选择粗 糙度 指标 同样 十分 重要 。
纹度 标准 参 数 ， 图 ４ 如 。
图 ４
：
粗 糙 厦 和 波 纹 度 图 解
切 削刀 具 的几 何 形 状 连 同机 床 的设 置 如 进 给 率 、切 削 深 度 和 速 度 都 会 影 响 粗 糙 度 。 其 中 ： 幅
度— — 峰谷之 间 的垂直 距离 ；间距— — 峰谷 之 间的
粗糙 度是 由切 削刀 具或加 工 过程 中磨轮 的作 用 而产生 的 ， 常是 表面 上 留下 的加 工痕迹 。 通 零 件 的功 能 导 向 、密封 和旋转 等决 定 了多大 的 粗糙 度对 于正 确 的性 能 是必须 的 。 对 于装饰性 的表面 或需二 次处 理如 油漆 和 电镀
叫 叫
图 ２ 修 正 的粗 糙 度 包 络 线
标准给出 不同粗糙度和波纹度参数要求， 其选择如表 １ 。 在 表 １中 ， 给 出 的值 （ 在 没有 技 术 要求 所 ≤Ａ ） 时 不允许 超 出 ， 们 是按 图样上 规 定 的 值来 表示 它
汽车机加件表面几何状态参数含义与工艺分析
汽车机加件表面几何状态参数含义与工艺分析随着加工工艺和检测技术的发展，人们对机加工零件表面状况的认识越来越清晰，原有描述机加零件表面质量的国际标准已不能满足汽车生产厂家的需要，世界上各大汽车制造企业与计量设备制造商联合纷纷制订了高于国际标准的表面质量状态标准。
目前，我国的汽车工业生产大多已与世界著名的汽车制造商进行了合资生产，在质量控制标准上等同采用了国外的标准，这些国外质量控制标准中比较有代表性的就是德国的DIN标准和法国的PSA标准。
下面以法国PSA Q类标准A326100通用标准A——表面几何状态总则的理解为例，结合发动机、车桥零件的加工工艺与质量控制状态对机加零件的表面状态评价参数的要求进行描述和加工工艺分析，希望对正在从事发动机、车桥、变速器零部件研究、设计、开发、工艺编制、质量控制等方面的技术人员有所帮助。
1、表面形状、波纹度、粗糙度3个要素的特点、形成机理和对产品性能的影响表征机加工零件表面质量状况的3个要素是表面形状、波纹度和粗糙度。
3个要素对于零件的功能是不可分割的。
因此，只测量其中一个要素而忽略其他要素会导致不正确的分析。
1.1表面形状表面形状误差就是与理想名义外形的偏离，这里忽略掉由波纹度、粗糙度引起的变化。
所有物体都有可测量的与理想外形的偏差，这些误差由各种各样的因素造成，如加工过程中夹持过紧或过松、机床导轨的不精确、零件的应力释放不充分或不正确、由于零件自重而产生的下垂、加工中产生的热效应。
与理想外形的偏离将影响零件的性能和使用寿命。
1.2 波纹度波纹度是典型的由机床产生的误差，几乎总是存在于加工表面上。
波纹度通常表现为周期性，与粗糙度相区别，其水平波长较长。
在考虑波纹度是由有缺陷的机床而产生的特性时，注意以下因素可将波纹度减少至最小：刚度不够或平衡不好而产生震动；非对称力产生的刀具路径的偏移。
波纹度对于要与其他表面接触时表面的功能设计是非常关键的。
1.3 粗糙度粗糙度是由切削刀具或加工过程中磨轮的作用而产生的，通常是表面上留下的加工痕迹。
汽车机械基础 第10讲 识图常识-图示与标准-零件的表面质量、尺寸与形位公差及配合
过盈配合
过盈配合
过渡配合
间隙配合 过渡配合 或
过盈配合
过盈配合
（a）基孔制
两种基准制
（b）基轴制
（二）极限与配合的选用
1．在装配图中的标注方法
配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带的代号组成， 用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差 带代号.
2．在零件图中的标注方法
（1） 标注公差带的代号 （2） 标注偏差数值 （3） 标注公差带代号和偏差数值
（1） 标注公差带的代号
这种注法和采用专用量具检验零件统一起来，以适应大 批量生产的需要。因此，不需标注偏差数值。
(a) 装配图
(b) 零件图 大批量生产，只注偏差代号
(2) 标注偏差数值
上极限偏差注在基本尺寸的右上方，下极限偏差注在基本尺寸的右下方，偏差的数 字应比基本尺寸数字小一号，并使下极限偏差与基本尺寸在同一底线上。如果上极限 偏差或下极限偏差数值为零时，可简写为“0”，另一偏差仍标在原来的位置上。如果 上、下极限偏差的数值相同时，则在公称尺寸之后标注“±”符号，再填写一个偏差数 值。这时，数值的字体高度与公称尺寸字体的高度相同。这种注法主要用于小量或单 件生产，以便加工和检验时减少辅助时间。
最大过盈
最大过盈 最小过盈
最大间隙
最大间隙
最小间隙
最小间隙等于零
（a）间隙配合 孔的公差带完全在轴的公差带之上
最小过盈 等于零
（b）过盈配合 孔的公差带完全在轴的公差带之下
最大间隙 最大过盈
最大间隙
最大间隙 最大过盈
最大过盈
（c）过渡配合 孔和轴的公差带相互交叠
三类配合
过渡配合
间隙配合 过渡配合 或
汽车工艺3工件的机械加工质量11
三、刀具的制造误差和磨损 4．刀具磨损规律
车刀的尺寸磨损
车刀磨损过程
三、刀具的制造误差和磨损 5．减少刀具磨损对加工误差影响的措施： 1)尺寸补偿或调整。 采用主动控制工件尺寸的闭环控制机床进行补偿。 调整法加工中定期检测工件尺寸，调整刀具位置来补偿尺寸误差。 2)根据工件材料选用亲和力小、耐磨的刀具材料，如陶瓷合金、立方氮化硼、人造金刚石、表面涂层硬质合金等。 3)选择相应的切削液，要求切削液有较强的浸润性、对环境的无害性、防锈性。 4)砂轮的自动修整与补偿。 5)适当减小切削用量，以提高刀具耐用度。
2.找正装夹
3.2 影响加工精度的主要因素
在机械加工过程中，零件的加工精度主要取决于工件和刀具在切削成形运动中的相互位置关系。 机床、夹具、工件和刀具所构成的系统叫工艺系统。 加工精度问题涉及整个工艺系统。 产生加工误差的主要因素有： ①机床的制造误差与磨损； ⑥工艺系统热变形； ②夹具的制造误差与磨损； ⑦加工原理误差； ③刀具的制造误差与磨损； ⑧工件定位误差； ④工艺系统受力变形； ⑨调整误差； ⑤工件残余应力引起的变形； ⑩测量误差。
（2）定尺寸刀具法 利用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的一种方法。 影响尺寸精度的因素有：刀具的尺寸精度、刀具与工件的位置精度等。 定尺寸刀具法操作方便，生产率较高，加工精度也较稳定。 钻头、铰刀、多刃镗刀块等加工孔均属定尺寸刀具法，应用于各种生产类型。拉刀拉孔也属定尺寸刀具法，应用于大中批生产和大量生产。
（二）机床导轨与主轴轴线的平行度误差 当车床导轨与主轴轴线在水平面内有平行度误差时，工件会被车成圆锥体，而不是圆柱体。 当车床导轨与主轴轴线在垂直面内有平行度误差时，车出来的工件是双曲面回转体。 而在镗床上，导轨在水平面及垂直面内的直线度误差，均直接影响工件的加工精度。同时，镗床导轨的扭曲，会使所加工的孔产生位置误差。 车床导轨扭曲 误差如何？
发动机典型零件工艺分析
发动机典型零件工艺分析第一篇：发动机典型零件工艺分析发动机厂典型零件的结构及其工艺分析汽车发动机缸体加工工艺分析1.1 汽车发动机缸体结构特点及其主要技术要求发动机是汽车最主要的组成部分，它的性能好坏直接决定汽车的行驶性能，故有汽车心脏之称。
而发动机缸体是发动机的基础零件，通过它把发动机的曲柄连杆机构(包括活塞、连杆、曲轴、飞轮等零件)和配气机构(包括缸盖、凸轮轴、进气门、排气门、进气歧管、排气歧管、气门弹簧，气门导管、挺杆、挺柱、摇臂、摇臂支座、正时齿轮)以及供油、润滑、冷却等机构联接成一个整体。
它的加工质量会直接影响发动机的性能。
1.1.1缸体的结构特点由于缸体的功用决定了其形状复杂、壁薄、呈箱形。
其上部有若干个经机械加的穴座，供安装气缸套用。
其下部与曲轴箱体上部做成一体，所以空腔较多，但受力严重，所以它应有较高的刚性，同时也要减少铸件壁厚，从而减轻其重量，而气缸体内部除有复杂的水套外，还有许多油道。
1.1.2缸体的技术要求由于缸体是发动机的基础件，它的许多平面均作为其它零件的装配基准，这些零件之间的相对位置基本上是由缸体来保证的。
缸体上的很多螺栓孔、油孔、出砂孔、气孔以及各种安装孔都能直接影响发动机的装配质量和使用性能，所以对缸体的技术要求相当严格。
现将我国目前生产的几种缸体的技术要求归纳如下：1）主轴承孔的尺寸精度一般为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral6—0.8μm，圆柱度为0.007~0.02mm，各孔对两端的同轴度公差值为￠0.025～0.04mm。
2）气缸孔尺寸精度为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，有止口时其深度公差为0.03～0.05mm，其各缸孔轴线对主轴承孔轴线的垂直度为0.05mm。
3）各凸轮轴轴承孔的尺寸精度为IT6～IT7，表面粗糙度为Ra3.2～0.8μm，各孔的同轴度公差值为0.03～0.04mm。
第 1 页第2 页4）各凸轮轴轴承孔对各主轴承孔的平行度公差值为0.05～0.1mm。
汽车零件生产中的工艺参数优化方法
汽车零件生产中的工艺参数优化方法在汽车零件制造过程中，工艺参数的选择和优化是保证产品质量和降低生产成本的关键。
本文将介绍汽车零件生产中常用的工艺参数优化方法。
一、工艺参数分析在汽车零件生产过程中，不同的工艺参数会对产品的质量和性能产生不同的影响。
因此，在选择和优化工艺参数时，首先需要进行充分的分析。
1.1 物理参数分析物理参数包括材料的硬度、强度、塑性等。
通过对不同材料的物理参数进行分析，可以在设计和选择工艺参数时进行参考。
1.2 加工参数分析加工参数包括切削速度、进给量、切削深度等。
这些参数直接影响到加工过程中的切削力、温度和表面质量等，需要通过分析其对产品质量的影响，来确定最优的数值。
二、响应面法响应面法是一种常用的工艺参数优化方法。
该方法通过建立数学模型来寻找最优的工艺参数组合，以实现最佳的生产效果。
2.1 建立数学模型首先，需要收集一定数量的实验数据。
通过设计实验，改变不同的工艺参数，并测量相应的产品质量指标。
然后，利用数学建模的方法，建立工艺参数和产品质量指标之间的关系模型。
2.2 寻找最优参数组合在建立了数学模型之后，可以通过数值分析和优化算法来求解最优的工艺参数组合。
常用的优化算法包括遗传算法、蚁群算法和粒子群算法等。
这些算法可以快速有效地寻找到全局最优解或近似最优解。
三、试错法试错法是一种简单直观的工艺参数优化方法。
该方法通过不断调整工艺参数，进行试验和观察，最终找到最佳的参数组合。
3.1 设计试验方案首先，需要确定试验的范围和步长。
通过分析前期实验数据和经验，确定每个工艺参数的调整范围和步长，以便进行有针对性的试错调整。
3.2 试验和观察在设计好试验方案后，将根据方案进行实验。
每次调整一个工艺参数，并进行观察和数据记录。
通过分析每次实验的结果，逐步调整参数，直到找到最佳参数组合。
四、人工智能算法近年来，随着人工智能技术的发展，越来越多的汽车零件生产企业开始采用人工智能算法进行工艺参数优化。
认识机械加工表面质量
表面层冷作硬化能够提高表面层金属的显微硬度，减小接触面间的弹性变形和塑性变形，从而
提高工件的耐磨性。但冷作硬化程度太高时，工件表面层金属会变脆，容易产生微观裂纹或剥落现象，反而 会降低工件的耐磨性。因此，为保证工件的耐磨性，表面层冷作硬化程度应控制在一定的范围内。
（4）表面层金相组织变化
适当的表面层冷作硬化能够阻碍疲劳裂纹的产生 和扩展，提高工件的耐疲劳性。但冷作硬化程度太高 时，工件表面层金属会变脆，反而容易引起表面裂纹， 降低工件的耐疲劳性。
11
三、表面质量对零件使用性能的影响
3．表面质量对零件耐蚀性的影响
表面质量中的表面粗糙度轮廓和残余应力对工件耐蚀性的影响较大。
（1）表面粗糙度轮廓
置出现的缺陷，如砂眼、气孔和裂痕等。
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二、表面层的物理及力学性能
表面层的物理及力学性能主要包括表面层金相组织变化、表面层冷作硬化和表面层残余
应力三部分，如下图所示。
（a）表面层金相组织变化（b）表面层冷作硬化 （c）表面层残余应力
6
一、电火花成形加工
1．表面层金相组织变化 加工过程中，在切削热作用的影响下，表面层温度升高，当温度超过材料的 相变临界点时，表面层的金相组织就会发生变化。 2．表面层冷作硬化 在机械加工过程中，由于切削力的作用，工件表面层会产生强烈的塑性变形， 使晶体间产生滑移，晶格扭曲，晶粒被拉长、纤维化甚至破碎，从而引起表面层 的强度和硬度升高，塑性降低，这种现象称为表面层冷作硬化，也称表面层加工 硬化。 3．表面层残余应力 表面层金属由于在机械加工过程中产生塑性变形或金相组织变化等原因，加 工后会产生残余应力。
7
三、表面质量对零件使用性能的影响
表面质量对零件使用性能的影响主要表现在对零件耐磨性、耐疲 劳性、耐蚀性和配合精度的影响上。
汽车制造基础_第三章
) ，使刀具偏离理想位 置⊿ y 。
tg , sin y
B
H
很BH
B
导轨扭曲引起的加工误差
（四）主轴旋转时轴线位置的变化
在理想情况下，机床主轴在回转过程中，其轴 线应该是确定不变的。但由于各种因素的影响， 主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线 ( 实 际回转轴线的对称中心 ) 在各瞬间都有一定的 变动 ( 漂移 ) ，构成了主轴回转运动误差。它 可以分解为三种基本的形式。
会使刚度增大。
摩擦力的影响: 在加载时零件接触面间的摩擦力阻止变形的增加， 卸载时摩擦力阻止变形的回复。这也是图中加载、 卸载曲线不一致的原因之一。
（二）工艺系统受力变形对加工精度的影响
1.切削力变化对加工精度的影响
工艺系统由于受力大小的不同，变 形的大小也相应发生变化，从而导 致工件尺寸和几何形状的误差。为 车削一个截面呈椭圆形状的毛坯。 把刀具调整到加工要求的尺寸（图 中的点划线圆），在工件转一转过 程中，背吃刀量在最大值ap1到最小 值ap2中变化，切削力也相应地在 Fymax到Fymin之间变化，工艺系统 的变形也在最大值y1到最小值y2之 间变化。由于y1> y2，故车出工件 的截面仍是椭圆形的。
① 纯轴向运动：瞬时回转轴线沿平均回转轴线的轴 向运动。对于车床加工，这种误差将影响工件的 端面形状和轴向尺寸精度，以及车螺纹时的螺距 精度；用面铣刀铣平面或盘铣刀铣槽时，影响工 件的平面度或槽侧面的平面度。
② 纯径向运动：瞬时回转轴线平行于平均回转轴线 的运动。它主要影响工件在该方向的形状和尺寸 精度。
传运链的传动误差：指内联系的传动链中首、末 两端传动元件之间相对运动的误差。
传动链传动误差，一般不影响圆柱面和平面的加 工精度，但在加工工件运动和刀具运动有严格内 联系的表面，如车削、磨削螺纹和滚齿、插齿、 磨齿时，则是影响加工精度的重要因素。
汽车制造工艺学
1、汽车的生产过程是指将原材料转变为汽车产品的全过程。
2、工艺过程是指，在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
3、在一道工序中，又分为安装、工位、工部等内容。
4、工件尺寸的获得方法：试切法、静调整法、定尺寸刀具法、主动及自动测量控制法。
5、零件形状的获得方法：轨迹法、成型刀具法、包络法。
6、加工经济精度和表面粗糙度，是指某种加工方法在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和使用标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的公差等级和表面粗糙度。
7、基准：用来确定生产对象上几何要素间家和关系所依据的那些点、线、面。
8、基准又分为设计基准、工艺基准。
9、设计基准是在设计图样上采用的基准；工艺基准是在工艺过程中采用的基准。
10、工艺基准又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。
在工序图上用来确定本道工序被加工件表面加工尺寸、位置公差的基准，称为工序基准；在加工中确定工件在机床或机床夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。
11、找正装夹法, 专用机床夹具装夹法12、在工件的适当位置上布置六个支承点，相应限制工件的六个自由度，从而确定工件惟一确定位置的规则，称为六点定位规则。
13、为保证加工要求应限制的自由度，称为第一类自由度；对加工要求无关的自由度称为第二类自由度。
14、支承件有两类：一类用来限制自由度的支承件，即起定位作用的支承件，称为基本支承；另一类是不起限制自由度作用的支承件，称为辅助支承。
15、同一个自由度被不同定位元件重复限制，这种现象称为过定位。
组合过定位将造成工件定位不稳定，或者使定位元件或工件发生干涉而影响加工精度。
某些刚性较差的工件粗加工时，为了增加工件支承刚性，是工件加工时变形得到控制，采用过定位。
16、定位误差是指由于定位的不准确原因使工件工序基准偏离理想位置，引起工序尺寸变化的加工误差。
17、这种定位基准与工序基准不重合引起的加工误差称为基准不重合误差。
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汽车机加件表面几何状态参数含义及工艺分析
根据不同配合表面的功能需要，PSA表面几何形状标准给出了不同粗糙度和波纹度参数要求，其选择如表1.
在表1中，所给出的值（≤A R）在没有技术要求时不允许超出，它们是按图样上规定的R值来表示的（而不是按R的测量值来表示）。
3、表面几何状态参数在机加零件上标注的含义及工艺分析
3.1气缸孔支承长度率的含义及测量气缸孔经过珩磨后，对其珩磨表面除了要求粗糙度和波纹度外，还有3个磨削标准要控制（如图5)，即磨合标准1.0μm ≤C2%-C20% ≤3.0 μm 、运行标准1.5μm ≤C20%-C80% ≤3.0 μm、润滑标准1.5 μm≤C80%-C98%≤2.5μm。
磨合标准：缸孔表面轮廓顶部的部分，当发动机开始运行时，将很快被磨损掉，其减低的高度将影响缸孔进人正常工作状态的磨合时间及实际材料磨损量。
因此，其产品规定了该轮廓顶部的深度必须为1-3μm。
若该深度小于1μm，将影响缸孔进人．正常工作状态的磨合时间；若该深度大于3μm,将加大缸孔实际材料磨损量。
运行标准：缸孔表面轮廓核心部分深度，是缸孔长期工作的表面，它影响气缸的运转性能和使用寿命。
产品规定了该轮廓核心部位的最佳深度为1.5-3μm最合适。
当深度小于1.5μm时，将缩短缸孔的使用寿命；当深度大于3μm时，将影响缸孔的运转性能。
润滑标准：缸孔表面轮廓延伸到材料内的轮廓部分，这些深入零件表面的深沟槽在活塞环相对缸孔运动时，有利于形成附着性能很好的油膜，在减少摩擦损失的同时，大幅度降低油耗。
产品规定了该轮廓部分的最佳深度必须为1.5~2.5 μm。
若该深度小于1.5 μm，将影响油膜的深度，摩擦损失增大；若该深度大于2.5 μm，将影响活塞在缸孔的运行速度。
评价缸孔表面质量的这3个标准是基于缸孔表面未滤波的轮廓来进行计算评价的。
其计算方法为根据产品给定的2个支承长度率来计算这2个支承长度率所在的深度差。
其中，C2%主要是为了去掉那些不影响产品性能的孤立的波峰，C98%主要是为
了去掉那些不影响产品性能的孤立的波谷，保证测量结果的重复性，C20%和C80%是根据缸孔表面平台珩磨工艺的特点及缸孔材料并进行长期的台架试验总结出的
最能反映产品质量状态的两个参数。
3.2曲轴各个轴颈表面状态参数的含义及测量
如图6，曲轴各个轴颈表面在抛光以后采用综合参数R pk,R k ,R vk ,M r1 ,M r2来表征曲轴轴颈表面磨削质量。
检查所有连杆颈和主轴颈的支承率为R pk< 0.2μm/ M r1＜15％，R k <0.5μm，0.12μm < R vk <0．9μm/ 80%< M r2<95%。
R pk：简约峰高（峰顶的降低），即曲轴表面轮廓顶部的平均高度。
当发动机开始运行时，将很快被磨损掉，其减低的高度将影响曲轴进人正常工作状态的磨合时间和实际材料磨损量。
R k：粗糙度核心轮廓深度（中心峰谷高度），是曲轴长期工作的表面，它影响曲轴的运转性能和使用寿命。
R vk：简约谷深（谷低的降低），这些深入曲轴表面的深沟槽在曲轴与轴瓦相对运动时，有利于形成附着性能很好的油膜，在减少轴与瓦的摩擦损失的同时，能大幅度降低油耗。
M r1:轮廓支承长度率（金属材料率），是曲轴进入长期工作状态时的轮廓支承长度率，其数值直接反应了零件的加工水平和使用寿命。
M r2：轮廓支承长度率（金属材料率），是曲轴脱离长期工作状态时的轮廓支承长度率，其数值决定了工作表面的贮油和润滑能力，即曲轴各个轴颈正常的磨损量。
评价曲轴表面质量的这5个参数是基于曲轴表面已滤波的轮廓来进行计算评价的。
滤波的目的是允许曲轴轴颈有轻微的波动或不损害曲轴运转功能的小凸起。
因为考虑了已滤波，在对产品定义这些参数时给出的值较低。
TU系列曲轴表面综合参数值见表2。
基于轮廓支承长度率曲线Tp（c）曲线的综合参数很多，在生产实际中，仅仅选用了与
使用性能密切相关的参数R
pk , R
k
, R
vk
, M
r1
, M
r2。
并且，R
pk
, R
k
，R
vk
的相关性并不相同，可
以分别利用它们或单独评定波峰区、中心区和波谷区。
如在评定返销TU5jp4曲轴轴径时仅
用R
pk 、R
k
,在评定自制TU5jpk曲轴轴径用R
pk
、R
k
, R
vk
、M
r1
, M
r2。
3.3 缸体顶平面粗糙度测量分析
缸体顶平面粗糙度要求如图7, ES代表被测表面为有密封垫的静态密封状态。
处于静态密封状态的零件表面，必须控制零件表面结构参数R、R max、W≤R,W t,A v。
对于TU5系列缸体的顶平面采用的加工工艺为平台珩磨顶平面，平台珩磨顶平面工艺可完全保证参数R max、W t, A v在满足要求的范围内，故仅控制粗糙度R在2.5-5μm、波纹度W小于4μm即可满足产品要求。
若采用其他加工工艺加工缸体顶平面，除了要检测R、W外还必须检测参数R max、W t, A v，看是否在满足产品要求的范围内，只有5个参数都合格，才能证明该表面质量符合产品要求。
在2004年6月测国产化缸体毛坯时，珩磨后的缸体顶平面粗糙度总是达不到要求(R <2.5μm)在调整机床、分析原因时，检测了前道工序精铣顶平面后的缸体顶平面粗糙度，发现精铣后的缸体顶平面粗糙度R都在4μm左右，波纹度W也在4μm以下，于是有人提出，既然精铣后的缸体顶平面粗糙度能够满足产品技术要求，可以取消缸体顶平面衍磨工艺。
为此，测量了3件精铣顶平面的零件和1件珩磨顶平面的缸体，精铣顶平面零件的R,W都合格，但其隐含参数R max, W t, A v测量结果都大于产品对缸体顶平面的质量要求，测量数据如表3.
通过测量数据的对比说明，珩磨顶平面加工工艺是不能取消的。
3.4排气管缸盖结合面粗糙度测量分析
排气管缸盖结合面粗糙度如图8, ES表示该表面与缸盖排气面为固定装配的静态密封。
由于该表面加工为大进给量铣削成形，又是密封面，因此在控制粗糙度和波纹度的同时，还需要控制R x、A v值，即R x≤32μm、A v≤2500μm，该零件才满足产品质量要求。
该表面质量看似要求很低，实际上如果不严格执行换刀频次很容易超差。
在生产过程中经常发现其波纹度超差，但其粗糙度往往很低，以某次测量结果为例，见表4。
在这种情况下，必须及时换刀具，调整进给量及切削速度。
排气管缸盖结合面表面质量还会出现另一种质量现象，就是局部很粗糙、另一局部很光滑，产生这种现象的原因是刀具在加工零件过程中产生了剧烈振动，因此要检查机床主轴部分。
排气管缸盖结合面表面质量是非常关键的测量目标，一旦超差就容易造成结合面漏气现象。
3.5飞轮摩擦面粗糙度测量分析
飞轮摩擦面表面质量要求如图9, FS表示零件表面的配合方式为干摩擦。
干摩擦的配合方式对零件表面波纹度要求较高，因为它直接影响了零件的使用寿命，所以它除了控制粗糙度和波纹度外，还有隐含质量标准粗糙度间距AR和波纹度间距AW要求。
由于该摩擦面为车削成形，实际上要达到3μm这个波纹度要求是比较困难的，在日常过程控制中经常发现该测量项目超差，一般这个波纹度仅能达到3.5μm左右。
3.6连杆小头孔表面粗糙度测量分析
连杆小头孔表面粗糙度要求如图l0,AC表示零件表面的配合方式为有负载的固定配合，除了粗糙度要小于4μm外，还有隐含的轮廓支承长度率要求，即小头孔磨削后的内孔表面的支承长度率要满足T p（4） 40%要求。
由于小头孔的加工工艺为珩磨工艺，T p（4）40%的支承长度率要求是很容易达到的，所以没有把它作为主参数来控制，若采用其他的加工工艺就很难保证了。
3.7缸盖100面粗糙度测量分析
缸盖100面表面粗糙度要求如图11，其在PSA标准A32 6110中的解释为被测表面粗糙度R≤3.2μm、波纹度W≤4μm, ES表示静态密封的表面，其隐含的表面要求为被测表面还应该有粗糙度的最大高度Rmax、波纹度的最大高度Wt、波纹度的平均间距Aw 要求。
尤其是粗糙度的最大高度值必须控制，即R max≤2R，也就是说即使被测零件表面粗糙度R=1.7μm、W=3μm，但R x=8.3μm，该零件仍然是不合格的，应该报废，否则该发动机工作时表面就会产生泄漏。
其测量方法为，先目视100面，找出粗糙度较大的3个地方测量R,W,R x,W t,A W几个参数，出示3点测量报告，若超差，应及时进行换刀处理或调整设备，对不合格零件进行返修或报废处理。