机械制造质量分析与控制概述(PPT 196页)
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主讲教师：郝敬宾
本章的主要内容
第一节 机械加工精度的基本概念 第二节 影响加工精度的因素及其分析 第三节 加工误差的综合分析 第四节 机械加工表面质量 第五节 机械加工过程中振动的基本概念
2
第五章 机械制造质量分析与控制
机械制造企业的基本要求：
优质、高产、低消耗
产品的质量是第一位的，没有质量，高效率、 低消耗就失去了意义。
11
三、零件获得加工精度的方法
获得形状精度的方法
3)展成法：
利用刀具和工件作展成切削运动，刀刃在被加工面 上的包络面形成的成形表面。这种加工方法所能达 到的精度，主要取决于机床展成运动的传动链精度 与刀具的制造精度。
12
三、零件获得加工精度的方法
获得位置精度的方法
零件位置精度的获得主要取决于工件的定位（ 装夹）和加工方法。
7
第一节 机械加工精度的基本概念
二、加工经济精度
一般所说的加工经济精度指的 是，在正常加工条件下（采用 符合质量标准的设备、工艺装 备和标准技术等级的工人，不 延长加工时间）所能保证的加 工精度。
某种加工方法的加工经济精度 不应理解为某一个确定值，而 应理解为一个范围，在这个范 围内都可以说是经济的。
二、机床误差
机床误差的三个方面：
机床本身的制造、磨损和安装
静误差：
在没有切削载荷的情况下测得的各项误差 车床的各项静误差：
床身导轨在垂直面和水平面内的直线度和平行度； 主轴轴线对床身导轨的平行度； 主轴的回转精度； 传动链精度； 刀架各溜板移动时，对主轴轴线的平行度和垂直度。
22
成本增加，加工 误差较小不明显
误差增大，加工 最低成本不变
8
第一节 机械加工精度的基本概念
三、零件获得加工精度的方法
加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度 形状精度的获取方法：
轨迹法；成形法；展成法
位置精度（平行度、垂直度、同轴度等）的获取 方法：
装夹方式和加工方法
尺寸精度的获取方法：
试切法；定尺寸刀具法；调整法；自动控制法
9
三、零件获得加工精度的方法
获得形状精度的方法
1)轨迹法：
利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表 面的形状。这种加工方法所能达到的精度，主要取 决于这种成形运动轨迹的精度。
10
三、零件获得加工精度的方法
获得形状精度的方法
2)成形法：
利用成形刀具刀刃的几何形状切出工件的形状。这 种方法所能达到的精度，主要取决于刀刃的形状精 度和刀具的装夹精度。
18
19Baidu Nhomakorabea
第二节 影响加工精度的因素及其分析
原始误差的来源
20
第二节 影响加工精度的因素及其分析
一、原理误差
产生原因
原理误差是由于采用了近似的加工运动或者近似的 刀具轮廓而产生的
加工原理
为了得到规定的零件表面，在工件和刀具的运动之 间建立的某种联系
车削工件 滚切齿轮
21
第二节 影响加工精度的因素及其分析
试切
测量
调整车刀
14
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
2)定尺寸刀具法：
用具有一定尺寸精度的刀具（如绞刀、扩孔钻、钻头 等）来保证被加工工件尺寸精度的方法（如钻孔）
钻头的尺寸保证了 加工孔的尺寸
键槽的宽度由键槽铣刀 尺寸保证
15
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
3)调整法：
加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度
加工误差
零件加工后的实际几何参数对图样规定的理想几何 参数的偏离程度
5
一、加工精度和加工误差
加工精度和加工误差的理解：
理想几何参数：对于形状和位置，则是绝对正 确的形状和位置，如绝对的平面和绝对的平行 等；对于尺寸而言，就是零件尺寸的公差带中 心。
多次装夹加工时，有关表面的位置精度依赖夹具的 正确定位来保证；
一次装夹加工多个表面，各表面的位置精度则依靠 机床的精度来保证。
13
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
1)试切法：
先试切部分加工表面，测量后，适当调整刀具相对 工件的位置，再试切，再测量，当被加工尺寸达到 要求后，再切削整个待加工面。
加工精度是由零件图纸或工艺文件以公差T给 定的，而加工误差则是零件加工后的实际测得 的偏离值。一般说，当加工误差<T时，就保证 了加工精度。
6
一、加工精度和加工误差
加工精度和加工误差的理解：
加工精度和加工误差这两个概念是从两种观点 来评定零件几何参数这个同一事物。
加工精度的低和高就是通过加工误差的大和小 来表示的。
3
第五章 机械制造质量分析与控制
机器零件的加工质量
是整台机器质量的基础 评价指标
加工精度 加工表面质量
三坐标测量加工精度 表面质量要求高
本章主题：加工精度及表面质量的分析与控制
4
第一节 机械加工精度的基本概念
一、加工精度和加工误差 定义
加工精度
零件加工后的实际几何参数与图样规定的理想几何 参数的符合程度
第二节 影响加工精度的因素及其分析
二、机床误差
静误差：
导轨误差 主轴误差 传动链误差
23
1.导轨误差
导轨是机床上确定各机 床部件相对位置关系的 基准，也是机床运动的 基准
24
1.导轨误差
误差敏感方向
不同方向的误差对加工误差的影响是不同的， 即存在误差的敏感方向
原始误差所引起的刀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，就可以忽略不计。把加工表面的法向称 之为误差的敏感方向。
数控机床自动控制原理框图
17
第二节 影响加工精度的因素及其分析
机械加工工艺系统的构成：
机床、夹具、刀具和工件。
工艺系统的误差称为原始误差。
工艺系统的误差会复映到工件上。
原始误差与加工误差：
加工工艺系统误差是根源，加工误差是表现； 分析原始误差和加工误差之间的定性与定量关
系，是保证和提高零件加工精度的必要的理论 基础。
利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀 架，使刀具相对机床或夹具满足位置精度要求，然后 加工一批工件。该法需要采用夹具实现装夹。
16
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
4)自动控制法：
工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。又分自动测 量和数字控制两种，前者机床上具有自动测量工件尺 寸的装置，在达到要求时，停止进刀。后者是根据预 先编制好的机床数控程序实现进刀的。
本章的主要内容
第一节 机械加工精度的基本概念 第二节 影响加工精度的因素及其分析 第三节 加工误差的综合分析 第四节 机械加工表面质量 第五节 机械加工过程中振动的基本概念
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第五章 机械制造质量分析与控制
机械制造企业的基本要求：
优质、高产、低消耗
产品的质量是第一位的，没有质量，高效率、 低消耗就失去了意义。
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三、零件获得加工精度的方法
获得形状精度的方法
3)展成法：
利用刀具和工件作展成切削运动，刀刃在被加工面 上的包络面形成的成形表面。这种加工方法所能达 到的精度，主要取决于机床展成运动的传动链精度 与刀具的制造精度。
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三、零件获得加工精度的方法
获得位置精度的方法
零件位置精度的获得主要取决于工件的定位（ 装夹）和加工方法。
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第一节 机械加工精度的基本概念
二、加工经济精度
一般所说的加工经济精度指的 是，在正常加工条件下（采用 符合质量标准的设备、工艺装 备和标准技术等级的工人，不 延长加工时间）所能保证的加 工精度。
某种加工方法的加工经济精度 不应理解为某一个确定值，而 应理解为一个范围，在这个范 围内都可以说是经济的。
二、机床误差
机床误差的三个方面：
机床本身的制造、磨损和安装
静误差：
在没有切削载荷的情况下测得的各项误差 车床的各项静误差：
床身导轨在垂直面和水平面内的直线度和平行度； 主轴轴线对床身导轨的平行度； 主轴的回转精度； 传动链精度； 刀架各溜板移动时，对主轴轴线的平行度和垂直度。
22
成本增加，加工 误差较小不明显
误差增大，加工 最低成本不变
8
第一节 机械加工精度的基本概念
三、零件获得加工精度的方法
加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度 形状精度的获取方法：
轨迹法；成形法；展成法
位置精度（平行度、垂直度、同轴度等）的获取 方法：
装夹方式和加工方法
尺寸精度的获取方法：
试切法；定尺寸刀具法；调整法；自动控制法
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三、零件获得加工精度的方法
获得形状精度的方法
1)轨迹法：
利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表 面的形状。这种加工方法所能达到的精度，主要取 决于这种成形运动轨迹的精度。
10
三、零件获得加工精度的方法
获得形状精度的方法
2)成形法：
利用成形刀具刀刃的几何形状切出工件的形状。这 种方法所能达到的精度，主要取决于刀刃的形状精 度和刀具的装夹精度。
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19Baidu Nhomakorabea
第二节 影响加工精度的因素及其分析
原始误差的来源
20
第二节 影响加工精度的因素及其分析
一、原理误差
产生原因
原理误差是由于采用了近似的加工运动或者近似的 刀具轮廓而产生的
加工原理
为了得到规定的零件表面，在工件和刀具的运动之 间建立的某种联系
车削工件 滚切齿轮
21
第二节 影响加工精度的因素及其分析
试切
测量
调整车刀
14
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
2)定尺寸刀具法：
用具有一定尺寸精度的刀具（如绞刀、扩孔钻、钻头 等）来保证被加工工件尺寸精度的方法（如钻孔）
钻头的尺寸保证了 加工孔的尺寸
键槽的宽度由键槽铣刀 尺寸保证
15
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
3)调整法：
加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度
加工误差
零件加工后的实际几何参数对图样规定的理想几何 参数的偏离程度
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一、加工精度和加工误差
加工精度和加工误差的理解：
理想几何参数：对于形状和位置，则是绝对正 确的形状和位置，如绝对的平面和绝对的平行 等；对于尺寸而言，就是零件尺寸的公差带中 心。
多次装夹加工时，有关表面的位置精度依赖夹具的 正确定位来保证；
一次装夹加工多个表面，各表面的位置精度则依靠 机床的精度来保证。
13
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
1)试切法：
先试切部分加工表面，测量后，适当调整刀具相对 工件的位置，再试切，再测量，当被加工尺寸达到 要求后，再切削整个待加工面。
加工精度是由零件图纸或工艺文件以公差T给 定的，而加工误差则是零件加工后的实际测得 的偏离值。一般说，当加工误差<T时，就保证 了加工精度。
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一、加工精度和加工误差
加工精度和加工误差的理解：
加工精度和加工误差这两个概念是从两种观点 来评定零件几何参数这个同一事物。
加工精度的低和高就是通过加工误差的大和小 来表示的。
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第五章 机械制造质量分析与控制
机器零件的加工质量
是整台机器质量的基础 评价指标
加工精度 加工表面质量
三坐标测量加工精度 表面质量要求高
本章主题：加工精度及表面质量的分析与控制
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第一节 机械加工精度的基本概念
一、加工精度和加工误差 定义
加工精度
零件加工后的实际几何参数与图样规定的理想几何 参数的符合程度
第二节 影响加工精度的因素及其分析
二、机床误差
静误差：
导轨误差 主轴误差 传动链误差
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1.导轨误差
导轨是机床上确定各机 床部件相对位置关系的 基准，也是机床运动的 基准
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1.导轨误差
误差敏感方向
不同方向的误差对加工误差的影响是不同的， 即存在误差的敏感方向
原始误差所引起的刀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，就可以忽略不计。把加工表面的法向称 之为误差的敏感方向。
数控机床自动控制原理框图
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第二节 影响加工精度的因素及其分析
机械加工工艺系统的构成：
机床、夹具、刀具和工件。
工艺系统的误差称为原始误差。
工艺系统的误差会复映到工件上。
原始误差与加工误差：
加工工艺系统误差是根源，加工误差是表现； 分析原始误差和加工误差之间的定性与定量关
系，是保证和提高零件加工精度的必要的理论 基础。
利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀 架，使刀具相对机床或夹具满足位置精度要求，然后 加工一批工件。该法需要采用夹具实现装夹。
16
三、零件获得加工精度的方法
获得尺寸精度的方法
4)自动控制法：
工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。又分自动测 量和数字控制两种，前者机床上具有自动测量工件尺 寸的装置，在达到要求时，停止进刀。后者是根据预 先编制好的机床数控程序实现进刀的。