《汽车制造工艺学》第三章课件

各种原始误差的大小和方向各有不相同，而加工误差则必须在工
序尺寸方向上测量。所以原始误差的方向不同时对加工误差的影响也不 同。图3．2（或观看动画）以车削为例说明原始误差与加工误差的关系。 图中实线为刀尖正确位置，虚线为误差位置。
原始误差的方向不同时对加工误差的影响也不同。把对加工误差影响 最大的那个方向（即通过刀刃的加工表面的法线方向）称为误差敏感方 向。
“加工精度”和“加工误差”是评定零件几何参数准确程度的两种不同 概念。生产实际中用控制加工误差的方法或现代主动适应加工方法来保证 加工精度。
加工精度包括三个方面内容： 尺寸精度 指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程 度。 几何形状精度 指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的 相符合程度。 位置精度 指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想
机械加工质量的基本概念
（四）经济加工精度
在I、Ⅲ段应用此法加 工是不经济的。
在Ⅱபைடு நூலகம்，加工方法与 加工精度是相互适应的， 加工误差与成本基本上 是反比关系，可以较经 济地达到一定的精度， Ⅱ段的精度范围就称为 这种加工方法的经济精 度。
加工成本与精度的关系
机械加工质量的基本概念
某种加工方法的经济精度，是指在正常的工作条件下(包括完好 的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时 间和生产费用)所能达到的加工精度。
机械加工质量的基本概念
二、机械加工表面质量 表面质量是指机器零件加工后表面层的状态。有两部分：
（1） 表面几何学特征 表面几何学特征是指零件最外层表面的微观几何形状，通常用
表面粗糙度、表面波度表示。
（2） 表面层材质的变化 表面层材质的变化是指一定深度的零件表面层出现与基体材料组织
不同的变质情况，主要指表面层冷作硬化（简称冷硬）、由于切削热 引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组织变化的现象、表面 层残余应力
与经济加工精度相似，各种加工方法所能达到的表面粗糙度也有一 个较经济的范围。各种加工方法所能达到的经济精度、表面粗糙度以 及表面形状以及位置精度可查阅《金属机械加工工艺人员手册》。
为了获得零件的尺寸、形状和相对位置精度，必须分析研究加工过 程中影响加工精度的因素。
影响加工精度的因素
3.2 影响加工精度的因素
（4）自动控制法 自动测量 在工件达到要求时，自动测量装置使机床自动退刀并停
止工作。 数字控制 尺寸的获得(刀架的移动或工作台的移动)由预先编制好
的程序通过计算机数字控制装置自动控制。
机械加工质量的基本概念
（二）机械加工获得工件形状精度的方法
（1）轨迹法 由切削运动中刀尖轨迹形成被加工表面的形状。 （2）成形法 由成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。 （3）展成法 刀具和工件作展成切削运动时，由刀刃在被加工表面 上的包络面形成成形表面。
加工表面质量的重要性在于：它对机器零件的使用性能以及整部机 械的工作性能有很大的影响。
机械加工质量的基本概念
三、获得加工精度的方法和经济加工精度
(一) 机械加工中获得工件尺寸精度的方法
（1）试切法 即经过数次试切、测量，直至达到要求尺寸。
（2）定尺寸刀具法 用刀具的尺寸保证工件的加工尺寸。
（3）调整法 预先调整好的刀具位置，然后加工一批工件。
零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中进行的。 工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都称为原始误差。 原始误差的存在，使工艺系统各组成部分之间的位置关系或速度关系偏离了理 想状态，致使加工后的零件产生了加工误差。 原始误差的分类归纳如下。 若原始误差是在加工前已存在，即在无切削负荷的情况下检验的，称为工艺系 统静误差；若在有切削负荷情况下产生的则称为工艺系统动误差。
本章提要
机器产品的质量包括装配质量和零件的加工质量。 机械制造工艺的三个指标：质量、生产率、经济性。 机械加工质量问题是本课程研究的主要内容之一。
掌握 机械加工质量的基本概念 影响加工精度、表面质量的因素；
了解 表面质量对机器零件使用性能的影响。
重点：掌握机械加工质量的基本概念及影响加工精度、表面质量的 因素。 难点：表面质量对机器零件使用性能的影响。
影响加工精度的因素
R Z 2 2R
R Y
（3．1） （3．2）
影响加工精度的因素
一、 加工原理误差
加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理误差是由于采用了近似 的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。
为了获得规定的加工表面，要求切削刃完全符合理论曲线的形状，刀具和 工件之间必须作相对准确的切削运动。但往往为了简化机床或刀具的设计与 制造，降低生产成本，提高生产率和方便使用而采用了近似的加工原理，在 允许的范围内存在一定的原理误差。
图7．1 为活塞销孔精镗工序中的各种原始误差：
由于定位基准不是设计基准而产生的定位误差; 由于夹紧力过大而产生的夹紧误差属工件装夹误差； 机床制造或使用中的磨损产生的导轨误差属于机床误差； 调整刀具与工件之间位置而产生的对刀误差属调整误差； 由于切削热、摩擦热等因素的影响而产生的机床热变形属于工艺系统热变形; 还有加工过程中的刀具磨损; 加工完毕测量工序尺寸时,由于测量方法和量具本身的误差而产生的测量误差。
例如： 滚齿就是一种近似的加工方法。由于滚动的齿数是有限的，所以滚切出来
（三）位置精度的获得方法
（1）一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次安装中，由刀具 相对于工件的成形运动位置关系保证。
（2）多次装夹获得法 通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基 准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度。
（3）非成形运动法 利用人工，而不是依靠机床精度，对工件的相
关表面进行反复的检测和加工，使之达到零件的位置精度要求。
机械加工质量的基本概念
3.1 机械加工质量的基本概念
一、机械加工精度
加工精度：零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何 参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。
加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为 加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度 的度量。