第6章生产过程和机械加工质量
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1）工艺系统的刚度及其影响
（1）工艺系统的刚度 机械加工过程中，在重力、切削力、夹紧力、惯性力、传动力
等外力作用下，工艺系统都会变形，破坏刀具与工件间的正确位置， 从而产生加工误差。
• （2）工件和刀具的刚度
• （3）接触刚度
• 就是互相接触的两表面受力后抵抗变形的能力。
• （4）机床部件的刚度
PPT文档演模板
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
例：
• 车削工件，产生图示误差，分析主要原因。
• (a) 锥形：导轨与主轴不平行、刀具磨损； • (b) 腰鼓形：工件刚性差，产生让刀； • (c) 马鞍形：工件刚性好，机床两端刚性
差。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
•3、工艺系统的热变形
1）机床热变形引起的加工误差
2）工件的热变形引起的加工误差 • 工件均匀受热 • 工件不均匀受热 • 3）刀具的热变形引起的加工误差 • 4）减少和控制工艺系统热变形的主要途径 • 减少发热，隔离热源 • 冷却、通风、散热 • 均衡温度场 • 加速热平衡 • 控制环境温度
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
2、工艺系统受力变形
2）工艺系统受力变形引起的加工误差
（1）切削过程中受力点位置变化引起的工件形状误差
• （2）由切削力大小变化引起的误差——误差复映 • （3）切削过程中受力方向变化引起的工件形状误差 • （4）由其他作用力引起的误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
PPT文档演模板
2020/11/26
第6章生产过程和机械加工质量
• 2）冷校直带来的残余应力：刚性较差的、易变形的细长工件，采 用冷校直的方法纠正弯曲变形时产生内应力。
• 3）切削加工引起的残余应力：切削过程中切削塑性变形、相变等 使工件表面产生残余应力。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
• 减少或消除工艺系统残余应力的措施
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
3.2.2机械加工表面质量对机器使用性能的影响
1、表面质量对零件耐磨性的影响：初期磨损快，跑合后进入正常 磨损。表面粗糙时，高点干摩擦，磨损快；表面太光洁时润滑 油无法进入，造成材料粘结磨损，最佳Ra0.32~1.25μm。表面 硬化，耐磨性提高。表面相变影响耐磨性。
4、工件残余应力所引起的误差
• 残余应力：是指当外载荷去掉后仍然存在于工件内部的应力。存 在内应力是工件处于不稳定的平衡状态，应力变化将产生变形。 • 残余应力产生的原因及所引起的误差：
1）毛坯制造中产生内应力：在铸造、锻造、焊接及热处理中工 件受热不均及金相组织变化时体积的变化而产生内应力。
通常表面（薄的部位）先冷却凝固，芯部（厚的部位）后冷却， 因此先冷却部分受压应力，后冷却部分受拉应力。
接牢固性、接触位置准确性越差。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
3.2.3 影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面 质量的工艺措施
•1、影响表面粗糙度的工艺因素：
• 与切削刀具有关的因素主要是刀具的几何参 数
• 与工件材质相关的因素包括材料的塑性、金 相组织等
形状精度：加工表面的实际形状与理想零件表面形状相符合的程 度。在国标中形状公差有六项：直线度、平面度、圆度、圆柱度、 线轮廓度、面轮廓度。
相互位置精度：加工表面的间实际位置与理想位置相符合的程 度。在国标中位置公差有八项：平行度、垂直度、倾斜度、同轴 度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.2 机械加工精度获得的方法
•3. 位置精度的获得方法
•（1）一次装夹获得法
（2）多次装夹获得法
•装夹的方式：直接找正装夹、划线找正装夹、夹具装夹。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
工艺系统
在机械加工中，由机床、夹具、刀具和工件等组成 的统一体。
• 2）加工表面金相组织变化和磨削烧伤 • 金相组织变化主要发生在磨削加工过程中，当磨削温 度超过材料相变温度，金相组织将发生变化，表层显微硬 度变化、产生表面残余应力、显微裂纹，表面出现彩色氧 化膜，又称为磨削烧伤。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
磨削烧伤的主要形式（磨削淬硬钢）：
影响因素： 1）磨削用量 3）工件材料
2）砂轮的选择 4）冷却条件
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
3）表层残余应力
•冷态塑性变形引起残余应力：挤压摩擦晶格拉长后部分 弹性恢复受阻时产生，一般为表层残余压应力。 •热态塑性变形引起残余应力：切削表层热膨胀产生塑性 变形，冷却时受阻表层残余拉应力。 •金相组织变化引起残余应力：金相组织不同，密度不同 而造成表层体积变化产生残余应力。
第6章生产过程和机械加 工质量
PPT文档演模板
2020/11/26
第6章生产过程和机械加工质量
3.1 机械加工精度
3.1.1 机械加工精度的概念
机械加工精度的概念
加工精度：是指零件加工后，实际几何参数(尺寸、形状和位置） 与理想几何参数的符合程度。加工精度包括：
尺寸精度：加工表面的实际尺寸与设计尺寸的尺寸之间的符合 程度。在国标中尺寸公差分20级（IT01、IT0、IT1~IT18）。
l 改善工件材料的性能和金相组织 l 使用特殊的加工方法
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
4.2.3 影响零件表面层物理力学性能的因素改善措施
1）表面层加工硬化 加工过程中工件表层金属产生塑性变形，金属晶体产生 剪切滑移，晶格扭曲使表层金属强度、硬度提高，塑性下 降。
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.2 机械加工精度获得的方法
•l. 尺寸精度的获得方法
•（1）试切法：试切——测量——调整——再试切
（2）调整法：通过预调好的机床、夹具、刀具、工件，在加工中 自行获得尺寸精度。
（3）定尺寸刀具法：用一定形状和尺寸的刀具加工获得。
（4）自动控制法：用一定装置，边加工边自动测量控制加工。 •2. 形状精度的获得方法 •（1）轨迹法 ：利用刀具与工件间的相对运动轨迹来获得形状。 •（2）成形法：利用成形刀具加工获得表面形状。 •（3）展成法：利用刀具与工件相对运动使工件被刀具切削成一定 形状的包络线。
• 合理设计零件结构：铸件、锻件壁厚均匀，焊接件 焊缝分布均匀等；
• 尽量不采用冷校直工艺：精密件严禁冷校直，可热 校直或加大余量多切削；
• 合理安排时效处理消除内应力； • 合理安排工艺过程：粗加工后过一定时间后再精加
工，粗加工后松开工件重新以较小的力装夹等。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
• 按照工艺系统误差的性质可归纳为4个方面
•
1、工艺系统的几何误差
•
2、工艺系统的受力变形
•
3、工艺系统的热变形
•
4、工件残余应力所引起的误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
•1、 工艺系统几何误差
1）加工原理误差 采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工产生的误
• 与加工条件有关的因素包括切削用量、冷却 条件以Байду номын сангаас工艺系统的精度与抗振性等
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
2、降低表面粗糙度的措施： l 选择合适的切削条件
（1）切削速度 （2）减小进给量 （3）切削深度（背吃刀量） （4）切削液
l 合理选用刀具几何参数和刀具材料 （1）采用合理的刀具几何参数 （2）采用与工件材料分子亲和力小的刀具材料
2、表面质量对疲劳强度的影响：表面越粗糙，抗疲劳性越差。表 面硬化抗疲劳性提高，但硬化程度过高，易出现疲劳裂纹、剥 落现象。表层压应力，提高抗疲劳性，表层拉应力，降低抗疲 劳性。
3、表面质量对零件耐腐蚀性的影响：表面越粗糙，抗腐蚀能力越 差。凹陷处易于杂质形成原电池，造成电化学腐蚀。
4、表面质量对配合性质的影响 5、表面质量对接触刚度的影响：表面越粗糙，接触刚度越低，联
• a、夹紧力引起的误差 • b 、离心力及传动力引起的误差 • c、重力引起的误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
•2、工艺系统受力变形
3）减小工艺系统受力变形的主要措施
• 提高接触刚度 • 提高工件的刚度，减少受力变形 • 提高机床部件刚度、减少受力变形 • 合理装夹工件、减少夹紧变形
•3.1.4 提高机械加工精度的工艺措施
1、直接减少误差法 2、误差补偿法 3、误差转移法 4、误差分组法
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3. 2 机械加工表面质量
3.2.1 机械加工表面质量的概念
1）表面质量的含义：指零件加工后的表面微观几何形状 和表面的物理力学性能状态。表面质量包括： 表面微观几何形状： 表面粗糙度 表面波度 表面层物理力学性能：表面层冷作硬化 表面层残余应力 表面层相变
•1、 工艺系统几何误差
（2）机床导轨误差 • （3）机床传动链传动误差
•3）工艺系统的其他几何误差
• （1）刀具误差
• （2）夹具误差 • （3）工件装夹误差 • （4）测量误差 • （5）调整误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
2、工艺系统受力变形
差。
•2）机床的几何误差 • （1）主轴回转误差（主轴轴线漂移）： • 纯径向跳动：车削外圆、镗孔时产生圆度误差。 • 纯轴向窜动：车端面产生平面度误差；车螺纹产生螺距小周期 误差。 • 纯角度摆动：产生圆柱度或端面形状误差。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
（1）工艺系统的刚度 机械加工过程中，在重力、切削力、夹紧力、惯性力、传动力
等外力作用下，工艺系统都会变形，破坏刀具与工件间的正确位置， 从而产生加工误差。
• （2）工件和刀具的刚度
• （3）接触刚度
• 就是互相接触的两表面受力后抵抗变形的能力。
• （4）机床部件的刚度
PPT文档演模板
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
例：
• 车削工件，产生图示误差，分析主要原因。
• (a) 锥形：导轨与主轴不平行、刀具磨损； • (b) 腰鼓形：工件刚性差，产生让刀； • (c) 马鞍形：工件刚性好，机床两端刚性
差。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
•3、工艺系统的热变形
1）机床热变形引起的加工误差
2）工件的热变形引起的加工误差 • 工件均匀受热 • 工件不均匀受热 • 3）刀具的热变形引起的加工误差 • 4）减少和控制工艺系统热变形的主要途径 • 减少发热，隔离热源 • 冷却、通风、散热 • 均衡温度场 • 加速热平衡 • 控制环境温度
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
2、工艺系统受力变形
2）工艺系统受力变形引起的加工误差
（1）切削过程中受力点位置变化引起的工件形状误差
• （2）由切削力大小变化引起的误差——误差复映 • （3）切削过程中受力方向变化引起的工件形状误差 • （4）由其他作用力引起的误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
PPT文档演模板
2020/11/26
第6章生产过程和机械加工质量
• 2）冷校直带来的残余应力：刚性较差的、易变形的细长工件，采 用冷校直的方法纠正弯曲变形时产生内应力。
• 3）切削加工引起的残余应力：切削过程中切削塑性变形、相变等 使工件表面产生残余应力。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
• 减少或消除工艺系统残余应力的措施
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
3.2.2机械加工表面质量对机器使用性能的影响
1、表面质量对零件耐磨性的影响：初期磨损快，跑合后进入正常 磨损。表面粗糙时，高点干摩擦，磨损快；表面太光洁时润滑 油无法进入，造成材料粘结磨损，最佳Ra0.32~1.25μm。表面 硬化，耐磨性提高。表面相变影响耐磨性。
4、工件残余应力所引起的误差
• 残余应力：是指当外载荷去掉后仍然存在于工件内部的应力。存 在内应力是工件处于不稳定的平衡状态，应力变化将产生变形。 • 残余应力产生的原因及所引起的误差：
1）毛坯制造中产生内应力：在铸造、锻造、焊接及热处理中工 件受热不均及金相组织变化时体积的变化而产生内应力。
通常表面（薄的部位）先冷却凝固，芯部（厚的部位）后冷却， 因此先冷却部分受压应力，后冷却部分受拉应力。
接牢固性、接触位置准确性越差。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
3.2.3 影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面 质量的工艺措施
•1、影响表面粗糙度的工艺因素：
• 与切削刀具有关的因素主要是刀具的几何参 数
• 与工件材质相关的因素包括材料的塑性、金 相组织等
形状精度：加工表面的实际形状与理想零件表面形状相符合的程 度。在国标中形状公差有六项：直线度、平面度、圆度、圆柱度、 线轮廓度、面轮廓度。
相互位置精度：加工表面的间实际位置与理想位置相符合的程 度。在国标中位置公差有八项：平行度、垂直度、倾斜度、同轴 度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.2 机械加工精度获得的方法
•3. 位置精度的获得方法
•（1）一次装夹获得法
（2）多次装夹获得法
•装夹的方式：直接找正装夹、划线找正装夹、夹具装夹。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
工艺系统
在机械加工中，由机床、夹具、刀具和工件等组成 的统一体。
• 2）加工表面金相组织变化和磨削烧伤 • 金相组织变化主要发生在磨削加工过程中，当磨削温 度超过材料相变温度，金相组织将发生变化，表层显微硬 度变化、产生表面残余应力、显微裂纹，表面出现彩色氧 化膜，又称为磨削烧伤。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
磨削烧伤的主要形式（磨削淬硬钢）：
影响因素： 1）磨削用量 3）工件材料
2）砂轮的选择 4）冷却条件
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
3）表层残余应力
•冷态塑性变形引起残余应力：挤压摩擦晶格拉长后部分 弹性恢复受阻时产生，一般为表层残余压应力。 •热态塑性变形引起残余应力：切削表层热膨胀产生塑性 变形，冷却时受阻表层残余拉应力。 •金相组织变化引起残余应力：金相组织不同，密度不同 而造成表层体积变化产生残余应力。
第6章生产过程和机械加 工质量
PPT文档演模板
2020/11/26
第6章生产过程和机械加工质量
3.1 机械加工精度
3.1.1 机械加工精度的概念
机械加工精度的概念
加工精度：是指零件加工后，实际几何参数(尺寸、形状和位置） 与理想几何参数的符合程度。加工精度包括：
尺寸精度：加工表面的实际尺寸与设计尺寸的尺寸之间的符合 程度。在国标中尺寸公差分20级（IT01、IT0、IT1~IT18）。
l 改善工件材料的性能和金相组织 l 使用特殊的加工方法
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
4.2.3 影响零件表面层物理力学性能的因素改善措施
1）表面层加工硬化 加工过程中工件表层金属产生塑性变形，金属晶体产生 剪切滑移，晶格扭曲使表层金属强度、硬度提高，塑性下 降。
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.2 机械加工精度获得的方法
•l. 尺寸精度的获得方法
•（1）试切法：试切——测量——调整——再试切
（2）调整法：通过预调好的机床、夹具、刀具、工件，在加工中 自行获得尺寸精度。
（3）定尺寸刀具法：用一定形状和尺寸的刀具加工获得。
（4）自动控制法：用一定装置，边加工边自动测量控制加工。 •2. 形状精度的获得方法 •（1）轨迹法 ：利用刀具与工件间的相对运动轨迹来获得形状。 •（2）成形法：利用成形刀具加工获得表面形状。 •（3）展成法：利用刀具与工件相对运动使工件被刀具切削成一定 形状的包络线。
• 合理设计零件结构：铸件、锻件壁厚均匀，焊接件 焊缝分布均匀等；
• 尽量不采用冷校直工艺：精密件严禁冷校直，可热 校直或加大余量多切削；
• 合理安排时效处理消除内应力； • 合理安排工艺过程：粗加工后过一定时间后再精加
工，粗加工后松开工件重新以较小的力装夹等。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
• 按照工艺系统误差的性质可归纳为4个方面
•
1、工艺系统的几何误差
•
2、工艺系统的受力变形
•
3、工艺系统的热变形
•
4、工件残余应力所引起的误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
•1、 工艺系统几何误差
1）加工原理误差 采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工产生的误
• 与加工条件有关的因素包括切削用量、冷却 条件以Байду номын сангаас工艺系统的精度与抗振性等
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3. 2 机械加工表面质量
2、降低表面粗糙度的措施： l 选择合适的切削条件
（1）切削速度 （2）减小进给量 （3）切削深度（背吃刀量） （4）切削液
l 合理选用刀具几何参数和刀具材料 （1）采用合理的刀具几何参数 （2）采用与工件材料分子亲和力小的刀具材料
2、表面质量对疲劳强度的影响：表面越粗糙，抗疲劳性越差。表 面硬化抗疲劳性提高，但硬化程度过高，易出现疲劳裂纹、剥 落现象。表层压应力，提高抗疲劳性，表层拉应力，降低抗疲 劳性。
3、表面质量对零件耐腐蚀性的影响：表面越粗糙，抗腐蚀能力越 差。凹陷处易于杂质形成原电池，造成电化学腐蚀。
4、表面质量对配合性质的影响 5、表面质量对接触刚度的影响：表面越粗糙，接触刚度越低，联
• a、夹紧力引起的误差 • b 、离心力及传动力引起的误差 • c、重力引起的误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
•2、工艺系统受力变形
3）减小工艺系统受力变形的主要措施
• 提高接触刚度 • 提高工件的刚度，减少受力变形 • 提高机床部件刚度、减少受力变形 • 合理装夹工件、减少夹紧变形
•3.1.4 提高机械加工精度的工艺措施
1、直接减少误差法 2、误差补偿法 3、误差转移法 4、误差分组法
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3. 2 机械加工表面质量
3.2.1 机械加工表面质量的概念
1）表面质量的含义：指零件加工后的表面微观几何形状 和表面的物理力学性能状态。表面质量包括： 表面微观几何形状： 表面粗糙度 表面波度 表面层物理力学性能：表面层冷作硬化 表面层残余应力 表面层相变
•1、 工艺系统几何误差
（2）机床导轨误差 • （3）机床传动链传动误差
•3）工艺系统的其他几何误差
• （1）刀具误差
• （2）夹具误差 • （3）工件装夹误差 • （4）测量误差 • （5）调整误差
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
•3.1.3 影响机械加工精度的主要因素
2、工艺系统受力变形
差。
•2）机床的几何误差 • （1）主轴回转误差（主轴轴线漂移）： • 纯径向跳动：车削外圆、镗孔时产生圆度误差。 • 纯轴向窜动：车端面产生平面度误差；车螺纹产生螺距小周期 误差。 • 纯角度摆动：产生圆柱度或端面形状误差。
PPT文档演模板
第6章生产过程和机械加工质量
3.1.3 影响机械加工精度的主要因素