机械制造质量分析与控制.ppt
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图5-16 两零件结合面间的接触情况
4.机床部件刚度 2)摩擦力的影响
图5-17 摩擦力对机床部件刚度的影响
4.机床部件刚度
3)低刚度零件的影响 在机床部件中，个别薄弱零件对刚度 的影响很大。
4)间隙的影响 机床部件在受力作用时，首先消除零 件间在受力作用方向上的间隙，这会使机 床部件产生相应的位移。
3.按样件或样板调整
在大批大量生产中用多刀加工时，常用专门 样件来调整切削刃间的相对位置。如活塞环槽半
当工件形状复杂，尺寸和重量都比较大的时 候，利用样件进行调整就太笨重，且不经济，这 时可以采用样板对刀。
四、工艺系统受力变形引起的误差
1.基本概念
机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性 力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变 形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位 置，使工件的加工精度下降。
5. (1)由于工艺系统刚度变化引起的误差
图5-18 车削外圆时工艺 系统受力变形对加工精度 的影响
5. (2)由于切削力变化引起的误差
在加工过程中，由于工件的加工余量发生变 化、工件材质不均等因素引起的切削力变化，使 工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。
图5-19 毛坯形状误差的复映
5. (3)由于夹紧变形引起的误差
4.误差敏感方向的概念
图5-3 由δz引起的加工误差
原始误差所引起的
切削刃与工件间的相对 位移，如果产生在加工 表面的法线方向，则对 加工误差有直接的影响； 如果产生在加工表面的 切线方向上，就可以忽 略不计。我们把加工表 面的法向称之为误差的 敏感方向。
5.
分析计算法是在掌握各原始误差对加工精度影 响规律的基础上，分析工件加工中所出现的误差可 能是哪一个或哪几个主要原始误差所引起的，并找 出原始误差与加工误差之间的影响关系，进而通过 估算来确定工件的加工误差的大小，再通过试验测 试来加以验证。
(2)成形刀具 (如成形车刀、成形铣刀、模数 铣刀等)的形状误差
(3)展成刀具 (如齿轮滚动、插齿刀、花键滚 刀等)切削刃的形状及有关尺寸，以及其安装、调 整不正确
(4)一般刀具 (如普通车刀、单刃镗刀、面铣 刀、刨刀等)的制造误差
3.夹具
夹具的作用是使工件相 对于刀具和机床具有正确的 位置，因此夹具的制造误差 对工件的加工精度 (特别是 位置精度) 有很大影响。
图5-10 工件在夹具中装夹示意
三、调整误差 1.试切法调整
试切法调整广泛用在单件、小批生产中。这 种调整方式产生调整误差的来源有3
(1)度量误差 (2)加工余量的影响 (3)微进给误差
2.按定程机构调整
在大批大量生产中广泛应用行程挡 块、靠模、凸轮等机构保证加工精度。 这时候，这些机构的制造精度和调整， 以及与它们配合使用的离合器、电气开 关、控制阀等的灵敏度就成了影响误差
图5-21 a)夹紧后 b)镗孔后 c)放松后 d)加过渡环后夹紧
(4)其他作用力的影响 除上述因素外，重力、惯性力、传动力等也 会使工艺系统的变形发生变化，引起加工误差。
6.
(1) 1)提高工件和刀具的刚度 2)提高机床刚度 3)采用合理的装夹方式和加工方式
(2)减小切削力及其变化 合理地选择刀具材料、增大前角和主偏角、对 工件材料进行合理的热处理以改善材料的加工性能 等，都可使切削力减小。
1.机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般 都是通过机床完成的，因此，工件的加工精 度在很大程度上取决于机床的精度。机床制 造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴 回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的 磨损将使机床工作精度下降。
2.
(1)定尺寸刀具 (如钻头、铰刀、镗刀块、孔 拉刀、丝锥、板牙、键槽铣刀等)的尺寸和形状误 差
五、工艺系统受热变形引起的误差
1.
(1)内部热源 内部热源来自工艺系统内部， 其热量主要是以热传导的形式传递的。
第五章 机械制造质量分析与控制
第一节 机械加工精度 第二节 工艺过程的统计分析 第三节 机械加工表面质量 第四节 机械加工过程中的振动
第一节 机械加工精度
一、概 述
1.加工精度与加工误差
所谓加工精度是指零件加工后的实际几何参 数 (尺寸、形状和位置) 与理想几何参数的符合 程度。实际值愈接近理想值，加工精度就愈高。
图5-12
a)车长轴 b)磨内孔
2.工件刚度
工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀 具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工 件由于刚性不足而引起的变形对加工精度的影 响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关
3.刀具刚度
外圆车刀在加工表面法线（y）方向上的 刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小 的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加 工精度就有很大影响。
实际加工不可能把零件做得与理想零件完全 一致，总会有大小不同的偏差，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。
2.加工经济精度
图5-2 加工成本与加工误差之间的关系
3.原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺 系统 (简称工艺系统) 会有各种各样的误差产生，这 些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同 的方式 (或扩大、或缩小) 反映为工件的加工误差。 工艺系统的误差是“因”，是根源；工件的加工误差 是 “果”，是表现；因此，我们把工艺系统的误差 称为原始误差。
4.机床部件刚度 (1)机床部件刚度
图5-14 车床部件静刚度的测定 1—心轴 2、3、6—千分表 4—测力环 5—螺旋加力器
图5-15 车床刀架部件的刚度曲线 1—加载曲线 2—卸载曲线
4.机床部件刚度 (2)
1)结合面接触变形的影响 由于零件表面存在宏观几何形状误差和微观几
何形状误差，结合面的实际接触面积只是名义接触 面积的一小部分 (图所示)，在外力作用下，实际 接触区的接触应力很大，产生了较大的接触变形。
统计分析法是对具体加工条件下加工得到的几 何参数进行实际测量，然后运用数理统计学方法对 这些测试数据进行分析处理，找出工件加工误差的 规律和性质，进而控制加工质量。分析计算法主要 是在对单项原始误差进行分析计算的基础上进行的， 统计分析法则是对有关的原始误差进行综合分析的 基础上进行的。
二、来自百度文库艺系统几何误差
4.机床部件刚度 2)摩擦力的影响
图5-17 摩擦力对机床部件刚度的影响
4.机床部件刚度
3)低刚度零件的影响 在机床部件中，个别薄弱零件对刚度 的影响很大。
4)间隙的影响 机床部件在受力作用时，首先消除零 件间在受力作用方向上的间隙，这会使机 床部件产生相应的位移。
3.按样件或样板调整
在大批大量生产中用多刀加工时，常用专门 样件来调整切削刃间的相对位置。如活塞环槽半
当工件形状复杂，尺寸和重量都比较大的时 候，利用样件进行调整就太笨重，且不经济，这 时可以采用样板对刀。
四、工艺系统受力变形引起的误差
1.基本概念
机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性 力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变 形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位 置，使工件的加工精度下降。
5. (1)由于工艺系统刚度变化引起的误差
图5-18 车削外圆时工艺 系统受力变形对加工精度 的影响
5. (2)由于切削力变化引起的误差
在加工过程中，由于工件的加工余量发生变 化、工件材质不均等因素引起的切削力变化，使 工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。
图5-19 毛坯形状误差的复映
5. (3)由于夹紧变形引起的误差
4.误差敏感方向的概念
图5-3 由δz引起的加工误差
原始误差所引起的
切削刃与工件间的相对 位移，如果产生在加工 表面的法线方向，则对 加工误差有直接的影响； 如果产生在加工表面的 切线方向上，就可以忽 略不计。我们把加工表 面的法向称之为误差的 敏感方向。
5.
分析计算法是在掌握各原始误差对加工精度影 响规律的基础上，分析工件加工中所出现的误差可 能是哪一个或哪几个主要原始误差所引起的，并找 出原始误差与加工误差之间的影响关系，进而通过 估算来确定工件的加工误差的大小，再通过试验测 试来加以验证。
(2)成形刀具 (如成形车刀、成形铣刀、模数 铣刀等)的形状误差
(3)展成刀具 (如齿轮滚动、插齿刀、花键滚 刀等)切削刃的形状及有关尺寸，以及其安装、调 整不正确
(4)一般刀具 (如普通车刀、单刃镗刀、面铣 刀、刨刀等)的制造误差
3.夹具
夹具的作用是使工件相 对于刀具和机床具有正确的 位置，因此夹具的制造误差 对工件的加工精度 (特别是 位置精度) 有很大影响。
图5-10 工件在夹具中装夹示意
三、调整误差 1.试切法调整
试切法调整广泛用在单件、小批生产中。这 种调整方式产生调整误差的来源有3
(1)度量误差 (2)加工余量的影响 (3)微进给误差
2.按定程机构调整
在大批大量生产中广泛应用行程挡 块、靠模、凸轮等机构保证加工精度。 这时候，这些机构的制造精度和调整， 以及与它们配合使用的离合器、电气开 关、控制阀等的灵敏度就成了影响误差
图5-21 a)夹紧后 b)镗孔后 c)放松后 d)加过渡环后夹紧
(4)其他作用力的影响 除上述因素外，重力、惯性力、传动力等也 会使工艺系统的变形发生变化，引起加工误差。
6.
(1) 1)提高工件和刀具的刚度 2)提高机床刚度 3)采用合理的装夹方式和加工方式
(2)减小切削力及其变化 合理地选择刀具材料、增大前角和主偏角、对 工件材料进行合理的热处理以改善材料的加工性能 等，都可使切削力减小。
1.机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般 都是通过机床完成的，因此，工件的加工精 度在很大程度上取决于机床的精度。机床制 造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴 回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的 磨损将使机床工作精度下降。
2.
(1)定尺寸刀具 (如钻头、铰刀、镗刀块、孔 拉刀、丝锥、板牙、键槽铣刀等)的尺寸和形状误 差
五、工艺系统受热变形引起的误差
1.
(1)内部热源 内部热源来自工艺系统内部， 其热量主要是以热传导的形式传递的。
第五章 机械制造质量分析与控制
第一节 机械加工精度 第二节 工艺过程的统计分析 第三节 机械加工表面质量 第四节 机械加工过程中的振动
第一节 机械加工精度
一、概 述
1.加工精度与加工误差
所谓加工精度是指零件加工后的实际几何参 数 (尺寸、形状和位置) 与理想几何参数的符合 程度。实际值愈接近理想值，加工精度就愈高。
图5-12
a)车长轴 b)磨内孔
2.工件刚度
工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀 具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工 件由于刚性不足而引起的变形对加工精度的影 响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关
3.刀具刚度
外圆车刀在加工表面法线（y）方向上的 刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小 的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加 工精度就有很大影响。
实际加工不可能把零件做得与理想零件完全 一致，总会有大小不同的偏差，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。
2.加工经济精度
图5-2 加工成本与加工误差之间的关系
3.原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺 系统 (简称工艺系统) 会有各种各样的误差产生，这 些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同 的方式 (或扩大、或缩小) 反映为工件的加工误差。 工艺系统的误差是“因”，是根源；工件的加工误差 是 “果”，是表现；因此，我们把工艺系统的误差 称为原始误差。
4.机床部件刚度 (1)机床部件刚度
图5-14 车床部件静刚度的测定 1—心轴 2、3、6—千分表 4—测力环 5—螺旋加力器
图5-15 车床刀架部件的刚度曲线 1—加载曲线 2—卸载曲线
4.机床部件刚度 (2)
1)结合面接触变形的影响 由于零件表面存在宏观几何形状误差和微观几
何形状误差，结合面的实际接触面积只是名义接触 面积的一小部分 (图所示)，在外力作用下，实际 接触区的接触应力很大，产生了较大的接触变形。
统计分析法是对具体加工条件下加工得到的几 何参数进行实际测量，然后运用数理统计学方法对 这些测试数据进行分析处理，找出工件加工误差的 规律和性质，进而控制加工质量。分析计算法主要 是在对单项原始误差进行分析计算的基础上进行的， 统计分析法则是对有关的原始误差进行综合分析的 基础上进行的。
二、来自百度文库艺系统几何误差