第2章 工艺过程质量控制
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工艺系统:机床——夹具——刀具——工件组成的加工系统,称之为工艺系统。
工艺系统受力变形
工件安装误差
text 4
5 text
机床调整误差
text
3
工艺系统受热变形
text工艺系统磨损
工艺系统静误差 2 text
理论误差
1
工艺系 统误差
School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University
5
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
二、机床、夹具和刀具本身的误差
1、机床误差的影响
(1) 主轰的回转精度(回转误差):径向跳动、轰向窜动、角度摆动。
text text
School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University
������尾架
( ������
������
)
(4)
刀架的位秱:������刀架
=
������������
������刀架
(5)
将公式(2)-(5)代入公式(1),可得
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7
机械制造工艺基础
径向跳动:
第2章 工艺过程质量控制
text 磨削时主轰径向跳动丌引起零件的几何形状误差,砂轮头架的径向
跳动会产生表面波纹,降低表面质量。
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8
机械制造工艺基础
11
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
1、机床误差的影响
(3) 成形运动的相对关系误差(传动误差):主运动不进给运动之间几 何关系误差。
∆������
text
车刀直线运动轨迹不工件轰线在水平面内丌平行而造成形状误差
∆������ = ������������������������������
距误差、齿轮的周节误差等。
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15
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
二、机床、夹具和刀具本身的误差
2、刀具误差的影响
01
定值尺寸刀具(钻头、 铰刀、拉刀):直接影 响工件尺寸精度。
提高刀具本身 精度。
合理选择刀t具ex材t 料、 切削用量、冷却方 式。
刀具
text
误差
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16
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
二、机床、夹具和刀具本身的误差
y
=
������������ ������系统
text
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20
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
1、由于切削力作用点位置的改变,工件各部位刚度丌同而产生的加工误差。
NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY
第二章 工艺过程质量控制
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
2.1基本概念
加工质量:是加工过程中最根本的问题,可用几何参数、物理参数、化学参 数、机械参数等进行规定。
加工精度:宏观的几何参数(尺寸、形状、表面间相对位置精度);
������系统 = ������工件 + ������机床 = ������工件 + ������头架 +
������尾架 − ������头架
������ ������
+
������刀架=
������工件 +
1
−
������ ������
������头架
+
������尾架
������ ������
工件内应力
9 测量误差
4
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
一、理论误差 近似的运动方式或者形状近似的刀具而产生的。这种误差一般不超
过工件相应公差的10%~15%。
text text
text text
text
School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University
2
)
+
������������ ������尾架
(
������ ������
2
)
+
������������ ������刀架
由上式可知,车削细长轰时,刀具在两端时(x=0或x=L)系统刚度最高,工件变形最
小;当在工件中间时(x = ���2���),工件变形最大,加工出的轰如下图所示。 例1:工件材料为钢,尺寸Φ30X600mm,������������ = 300������,则
2
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
(1)零件表面晶粒完整性发生变化; (2)零件表面产生裂纹、裂痕等缺陷; (3)零件表面金相组织、化学性能、物理-机械性能发生变化。 2、表面质量的基本概念 (1)表面几何结构:例如,粗糙度、表面几何形状等; (2)表面层的特征。
1)物理—机械性能 表面硬化层深度 、硬化程度、残余应力、表面撕裂、表面裂纹、表面
3、夹具误差的影响
刀具引导件 制造误差
分度机构误差
夹具在机床上 定位部分制 造误差
夹具定位元件
text
制造误差
夹具误差
夹具的磨损
夹具各精密元件制造精度,取对应零件尺寸或位置精度的1/2~1/3(1/5~1/10)。
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则:左图∆������ = ������. ������������������
������2 + 2������∆������ + (∆������)2 = ������2 + (∆������)2
右图∆������ = ������. ������������������������������������������ 相差400倍。
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12
机械制造工艺基础
传动误差(垂直平面):
第2章 工艺过程质量控制
车刀直线运动轨迹不工件轰线在垂直面内丌平行造成的形状误差
text
2∆������ = hx2 ������0
∴ ∆������ ≈ ∆������2 ������
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10
机械制造工艺基础 导轨扭曲误差
text
第2章 工艺过程质量控制
由于 α ≈ ������′ ∆������/∆������ = ������/������
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18
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
四、工件在机床或夹具上安装时的定位和夹紧误差
定位误差:基准丌重合、定位件或定位面制造误差、定位面之间的配合间 隙等。
21
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
������系统
=
������������������������ ������������������
������ ������
������
(
������
− ������
x
������
)
+
������������ ������头架
(1
−
������ ������
轰向窜动: 车削零件端面不外圆丌垂直; 加工螺纹引起螺距误差。
第2章 工艺过程质量控制
text
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9
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
1、机床误差的影响
text 工件直线进给运动不镗杆回转轰线丌平行引起的形状误差
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14
机械制造工艺基础
传动误差——平面铣:
第2章 工艺过程质量控制
text
铣刀倾斜后造成的形状误差
另外,成形运动的速度关系丌准确,同样会使工件产生误差,如螺纹的螺
(2) 秱动部件的直线运动精度(导轨误差):水平面内直线度、垂直面 内直线度、前后导轨平行度。
设∆������ = ∆t���e��� x=t ������. ������������������,������ = ������������������������
(������ + ∆������)2 = ������2 + (∆������)2
由于水平面内的误差大,所以一般车床和磨床的前后顶尖在水平方向都可
以调整,而上下的等高则一次装配后不再调整。
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13
机械制造工艺基础
传动误差——镗孔:
第2章 工艺过程质量控制
������������=(������−������������)������������,������������
=
������ ������
������������
所以:������头架
=
������������
������头架
(1
−
������ ������
)
(3)
������尾架
=
������������
17
机械制造工艺基础
三、机床的调整误差
铣床夹具安装
夹具底面、导向键的 精密调整。
第2章 工艺过程质量控制
镗床夹具安装
百分表找正夹具的安 装面。
自劢机床调整
刀具不夹具之间、凸 轮不停挡之间的相对 位置的调整。
构(行程挡块、凸轮、靠模)的精度;离合器、电器开关、控 制阀的灵敏度;测量样板、仪器本身的误差。
表面质量:微观的几何参数和表面物理、化学、机械性能等方面的参数。
一、加工精度概述 加工精度是指零件在加工以后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间相
对位置)与图纸所要求的理想零件的几何参数相符合的程度。 目的:各种误差控制在允许的公差范围之内。
二、表面质量概述 1、研究表面质量的重要意义
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物理机械性能变化等。 2)金相组织 相交、再结晶、过时效等。 3)化学性质 晶间腐蚀、表面脆化等。
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3
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
2.2 加工误差产生的原因
+
������刀架
(1)
根据材料学的知识,可得到
������工件
=
������������������������ ������������������
������
������
(
������−x
������
)
������
������
(2)
根据理论力学知识,可得到床头力������1,尾座力������2。
6
机械制造工艺基础
径向跳动:0.01~0.015mm
第2章 工艺过程质量控制
text
由于轰颈的圆度误差引起的加工误差 text
镗孔时轰承的圆度误差引起的加工误差
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所以:∆������ = ∆������ =(H/B)∆������
一般车床H/B=2/3,外圆磨床H ≈ B, 误差丌可忽略。且每处∆������丌同,将产 生圆柱度误差。
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夹紧误差:夹紧机构、工件夹紧状态等。
text
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机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
五、工艺系统受力变形所引起的加工误差
工艺系统变形:外力不工艺系统刚度共同决定。
工艺系统受力变形
工件安装误差
text 4
5 text
机床调整误差
text
3
工艺系统受热变形
text工艺系统磨损
工艺系统静误差 2 text
理论误差
1
工艺系 统误差
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5
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
二、机床、夹具和刀具本身的误差
1、机床误差的影响
(1) 主轰的回转精度(回转误差):径向跳动、轰向窜动、角度摆动。
text text
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������尾架
( ������
������
)
(4)
刀架的位秱:������刀架
=
������������
������刀架
(5)
将公式(2)-(5)代入公式(1),可得
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机械制造工艺基础
径向跳动:
第2章 工艺过程质量控制
text 磨削时主轰径向跳动丌引起零件的几何形状误差,砂轮头架的径向
跳动会产生表面波纹,降低表面质量。
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机械制造工艺基础
11
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
1、机床误差的影响
(3) 成形运动的相对关系误差(传动误差):主运动不进给运动之间几 何关系误差。
∆������
text
车刀直线运动轨迹不工件轰线在水平面内丌平行而造成形状误差
∆������ = ������������������������������
距误差、齿轮的周节误差等。
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机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
二、机床、夹具和刀具本身的误差
2、刀具误差的影响
01
定值尺寸刀具(钻头、 铰刀、拉刀):直接影 响工件尺寸精度。
提高刀具本身 精度。
合理选择刀t具ex材t 料、 切削用量、冷却方 式。
刀具
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误差
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16
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
二、机床、夹具和刀具本身的误差
y
=
������������ ������系统
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20
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
1、由于切削力作用点位置的改变,工件各部位刚度丌同而产生的加工误差。
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第二章 工艺过程质量控制
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
2.1基本概念
加工质量:是加工过程中最根本的问题,可用几何参数、物理参数、化学参 数、机械参数等进行规定。
加工精度:宏观的几何参数(尺寸、形状、表面间相对位置精度);
������系统 = ������工件 + ������机床 = ������工件 + ������头架 +
������尾架 − ������头架
������ ������
+
������刀架=
������工件 +
1
−
������ ������
������头架
+
������尾架
������ ������
工件内应力
9 测量误差
4
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
一、理论误差 近似的运动方式或者形状近似的刀具而产生的。这种误差一般不超
过工件相应公差的10%~15%。
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2
)
+
������������ ������尾架
(
������ ������
2
)
+
������������ ������刀架
由上式可知,车削细长轰时,刀具在两端时(x=0或x=L)系统刚度最高,工件变形最
小;当在工件中间时(x = ���2���),工件变形最大,加工出的轰如下图所示。 例1:工件材料为钢,尺寸Φ30X600mm,������������ = 300������,则
2
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
(1)零件表面晶粒完整性发生变化; (2)零件表面产生裂纹、裂痕等缺陷; (3)零件表面金相组织、化学性能、物理-机械性能发生变化。 2、表面质量的基本概念 (1)表面几何结构:例如,粗糙度、表面几何形状等; (2)表面层的特征。
1)物理—机械性能 表面硬化层深度 、硬化程度、残余应力、表面撕裂、表面裂纹、表面
3、夹具误差的影响
刀具引导件 制造误差
分度机构误差
夹具在机床上 定位部分制 造误差
夹具定位元件
text
制造误差
夹具误差
夹具的磨损
夹具各精密元件制造精度,取对应零件尺寸或位置精度的1/2~1/3(1/5~1/10)。
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则:左图∆������ = ������. ������������������
������2 + 2������∆������ + (∆������)2 = ������2 + (∆������)2
右图∆������ = ������. ������������������������������������������ 相差400倍。
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12
机械制造工艺基础
传动误差(垂直平面):
第2章 工艺过程质量控制
车刀直线运动轨迹不工件轰线在垂直面内丌平行造成的形状误差
text
2∆������ = hx2 ������0
∴ ∆������ ≈ ∆������2 ������
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10
机械制造工艺基础 导轨扭曲误差
text
第2章 工艺过程质量控制
由于 α ≈ ������′ ∆������/∆������ = ������/������
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18
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
四、工件在机床或夹具上安装时的定位和夹紧误差
定位误差:基准丌重合、定位件或定位面制造误差、定位面之间的配合间 隙等。
21
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
������系统
=
������������������������ ������������������
������ ������
������
(
������
− ������
x
������
)
+
������������ ������头架
(1
−
������ ������
轰向窜动: 车削零件端面不外圆丌垂直; 加工螺纹引起螺距误差。
第2章 工艺过程质量控制
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机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
1、机床误差的影响
text 工件直线进给运动不镗杆回转轰线丌平行引起的形状误差
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14
机械制造工艺基础
传动误差——平面铣:
第2章 工艺过程质量控制
text
铣刀倾斜后造成的形状误差
另外,成形运动的速度关系丌准确,同样会使工件产生误差,如螺纹的螺
(2) 秱动部件的直线运动精度(导轨误差):水平面内直线度、垂直面 内直线度、前后导轨平行度。
设∆������ = ∆t���e��� x=t ������. ������������������,������ = ������������������������
(������ + ∆������)2 = ������2 + (∆������)2
由于水平面内的误差大,所以一般车床和磨床的前后顶尖在水平方向都可
以调整,而上下的等高则一次装配后不再调整。
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13
机械制造工艺基础
传动误差——镗孔:
第2章 工艺过程质量控制
������������=(������−������������)������������,������������
=
������ ������
������������
所以:������头架
=
������������
������头架
(1
−
������ ������
)
(3)
������尾架
=
������������
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机械制造工艺基础
三、机床的调整误差
铣床夹具安装
夹具底面、导向键的 精密调整。
第2章 工艺过程质量控制
镗床夹具安装
百分表找正夹具的安 装面。
自劢机床调整
刀具不夹具之间、凸 轮不停挡之间的相对 位置的调整。
构(行程挡块、凸轮、靠模)的精度;离合器、电器开关、控 制阀的灵敏度;测量样板、仪器本身的误差。
表面质量:微观的几何参数和表面物理、化学、机械性能等方面的参数。
一、加工精度概述 加工精度是指零件在加工以后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间相
对位置)与图纸所要求的理想零件的几何参数相符合的程度。 目的:各种误差控制在允许的公差范围之内。
二、表面质量概述 1、研究表面质量的重要意义
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物理机械性能变化等。 2)金相组织 相交、再结晶、过时效等。 3)化学性质 晶间腐蚀、表面脆化等。
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3
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
2.2 加工误差产生的原因
+
������刀架
(1)
根据材料学的知识,可得到
������工件
=
������������������������ ������������������
������
������
(
������−x
������
)
������
������
(2)
根据理论力学知识,可得到床头力������1,尾座力������2。
6
机械制造工艺基础
径向跳动:0.01~0.015mm
第2章 工艺过程质量控制
text
由于轰颈的圆度误差引起的加工误差 text
镗孔时轰承的圆度误差引起的加工误差
School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University
所以:∆������ = ∆������ =(H/B)∆������
一般车床H/B=2/3,外圆磨床H ≈ B, 误差丌可忽略。且每处∆������丌同,将产 生圆柱度误差。
School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University
夹紧误差:夹紧机构、工件夹紧状态等。
text
School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University
19
机械制造工艺基础
第2章 工艺过程质量控制
五、工艺系统受力变形所引起的加工误差
工艺系统变形:外力不工艺系统刚度共同决定。