第一章 机械加工精度与表面质量
1机械加工工艺---质量
1.3.1 机械加工精度
3、两者关系：
（1）两者从正反面来评定零件的加工精度的高低 （2）加工精度(尺寸,形状,位置精度)三者关系 尺寸公差＞位置公差＞形状公差 形状公差限制在位置公差内 位置公差限制在尺寸之内 尺寸精度高——位置、形状精度高 形状精度高——位置、尺寸不一定高 （3）加工精度、加工成本、生产率三者关系 设计人员-------合理规定加工精度 工艺人员-------保证提高生产率和降低成本.
1.3.2 影响机械加工精度因素
2）导轨在水平面内的直线度（弯曲） Y 对于车床和外圆磨床由于刀尖相对于工件回转轴线在加 工表面径向方向的变化属敏感方向，故其对零件的形状精度 影响很大。 '
R y
车床导轨在水平面内有弯 曲后，纵向进给中刀具相对工 件轴线不能平行。因而工件表 面上形成形状误差。当导轨向 后凸时，工件产生鼓形误差。 当导轨向前凸时，工件产生鞍 形误差。
②轴承间隙的影响 轴承间隙对回转精度也有影响，如轴承间隙过大，会 使主轴工作时油膜厚度增大．油膜承载能力降低，当工作 条件(载荷、转速等)变化时，油楔厚度变化较大，主轴轴 线漂移量增大。 ③与轴承配合的零件误差的影响 由于轴承内、外圈或轴瓦很薄，受力后容易变形，因此 与之相配合的轴颈或箱体支承孔的圆度误差，会使轴承圈或 轴瓦发生变形而产生圆度误差。与轴承圈端面配合的零件如 轴肩、过渡套、袖承端盖、螺母等的有关端面，如果有平面 度误差或与主轴回转轴线不垂直，会使轴承圈滚道倾斜，造 成主轴回转轴线的径向、轴向漂移。箱体前后支承孔、主轴 前后支承轴颈的同轴度会使轴承内外圈滚道相对倾斜，同样 也会引起主轴回转轴线的漂移。
1.3.2 影响机械加工精度因素
5）主轴回转误差基本形式：
加工精度
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工件回转(车削)的情况: ①工件回转在1处： R1 = R － A ②工件回转在2处： R2 = R ③工件回转在3处： R3 = R + A ④工件回转在4处： R4 = R D1-3= R1+R2=2R D2-4= 2R = D1-3
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工件孔轴心线
α
主轴回转轴心线
主要影响工件的形状精度
垂直误差
两者比较
R y 400Rz
结论:普通机床导轨水平误差比垂直误差对加 工误差影响大得多。（此例两者相差400倍）
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误差敏感方向— 对加工误差影响大的加工表面的法线方向。 平面磨床误差敏感方向为
导轨垂直误差。
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2）主轴误差
主轴回转误差
—主轴实际回转中心的瞬时位置 与理想位置的最大偏差。 一般把主轴误差分解为三种独立运动形式: ①纯轴向窜动△x ②纯径向移动△r ③纯角度摆动△α
机械加工质量
1 机械加工质量的基本概念 2 机械加工精度 3 机械加工表面质量
机械加工质量
1 机械加工质量的基本概念
机器零件的加工质量决定了机器的： 1.性能 2.质量 3.寿命 机器产品加工质量的内容： 1.加工精度 2.加工表面质量
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机器产品加工质量要求越来越高（近30年） 加工精度 （普通）从0.01mm →0.005mm （精密）从1μm → 0.02μm (超精密）从0.1μm →0.001μm 加工表面质量粗糙度方面已获得小于 0.0005μ m的粗糙度。 加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。
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（4）工艺系统受力变形 工艺系统在加工过程中受: ①切削力; ②惯性力； ③重力； ④夹紧力 力作用→产生工艺系统变形→加工误差
机械加工精度与加工表面质量
机械加工精度与加工表面质量机械加工精度和加工表面质量是衡量机械加工工艺质量的两个重要指标。
机械加工精度是指加工件在尺寸、形状、位置和几何特征等方面的精确度，而加工表面质量则是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。
这两个指标在现代制造业中具有重要的意义，直接关系到产品的质量和性能。
1. 机械加工精度机械加工精度通常表示加工件与其设计尺寸之间的误差。
机械加工精度的高低直接影响着加工件的装配性能和使用寿命。
常见的机械加工精度包括以下几个方面：1.1 尺寸精度尺寸精度是指加工件的几何尺寸与其设计尺寸之间的偏差。
尺寸精度可以通过测量加工件的长度、直径、角度等几何参数来评估。
通常，尺寸精度可以分为直线度、平行度、圆度、圆柱度、角度度等几个方面。
1.2 形状精度形状精度是指加工件的形状与设计形状之间的误差。
形状精度通常包括圆度、平面度、圆锥度、曲率半径等方面。
1.3 位置精度位置精度是指加工件上各个特征点的位置与设计位置之间的误差。
位置精度可以通过测量加工件上的特征点坐标来评估。
常见的位置精度指标有平行度、垂直度、位置误差等。
2. 加工表面质量加工表面质量是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。
加工表面质量直接影响着摩擦、磨损、润滑等性能，同时也会影响产品的外观质量。
常见的加工表面质量指标包括以下几个方面：2.1 光洁度光洁度是指加工件表面的光亮程度。
光洁度往往是使用表面粗糙度指标来评估的，一般可通过光学显微镜、表面形貌仪等设备进行测量。
2.2 粗糙度粗糙度是指加工件表面的不规则程度。
表面粗糙度通常用Ra值表示，Ra值越小代表表面越光滑。
可以通过表面粗糙度仪进行测量，也可以使用触摸法、光学法等方法。
2.3 表面缺陷表面缺陷是指加工件表面的瑕疵、裂纹、划痕等缺陷。
表面缺陷会降低产品的整体质量和可靠性，因此正常加工过程中要尽量避免表面缺陷的产生。
3. 如何提高机械加工精度和加工表面质量为了提高机械加工精度和加工表面质量，可以从以下几个方面入手：3.1 选择合适的机床和刀具机床和刀具是机械加工的基础设备，选择合适的机床和刀具对于提高加工精度和表面质量非常重要。
机械加工精度
机械加工的表面质量是指零件加工后的表面层状态，它是判定零件 质量优劣的重要依据。表面质量主要有以下两方面内容：
1．表面的微观几何特征：即表面粗糙度。 2．表面层物理力学性能：即指表面层加工硬化（冷作硬化）、表面层 金相组织的变化和表面层残余应力三个方面。
一、表面粗糙度的控制
分析
要实现各轴颈不同的表面质量要求，一般需要用车削和磨削的方法。 表面粗糙度值大于或等于Ra1.6μm的表面可采用车削方法作为终加工。 表面粗糙度值小于Ra1.6μm的表面则需采用磨削方法作为终加工。 图中有Ra1.6和 Ra0.4两种表面粗糙度要求，则加工方法应有区别。 零件的表面粗糙度形成机理不同，控制表面粗糙度的措施也不同。
面形状和表面相互位置）与理想几何参数的符合程度。实际几 何参ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与理想几何参数的符合程度越高，则加工精度越 高，反之，则加工精度越低。
实际几何参数通常指零件加工后通过测量得到的几何参数。
理想几何参数就是当公差值趋于零时的几何参数。
60 0.066 0.020 二、机械加工精度的内容
机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置 精度。
2．加工误差的构成
五、典型表面的常见加工误差分析
腰鼓形圆柱度误差
马鞍形圆柱度误差
锥形圆柱度误差
直线度误差
直线度误差
圆度误差
圆柱度误差
垂直度误差
平面度误差
第二节 提高加工精度的工艺措施
1.掌握提高加工精度的工艺措施 2.掌握直接减少误差法的加工方法 3.掌握误差补偿与抵消的方法 4.掌握误差转移法的方法 5.了解误差分组的方法 6.了解误差平均法的方法 7.了解就地加工的方法
机械加工质量及其控制概述ppt68页课件
二、机械加工表面质量
（一）表面质量的概念
粗糙度太大、太小都不耐磨
适度冷硬能提高耐磨性
对疲劳强度的影响
对耐腐蚀性能的影响
对工作精度的影响
粗糙度越大，疲劳强度越差
适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度
粗糙度越大、工作精度降低
残余应力越大，工作精度降低
粗糙度越大，耐腐蚀性越差
压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性
本章提要
机械产品质量取决于零件的加工质量和产品的装配质量，机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。 机器零件的加工质量一般用机械加工精度和加工表面质量两个重要指标表示，它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。 机械产品加工的首要任务，就是保证零件的机械加工质量要求。 本章重点讨论影响机械加工精度和表面质量的因素及其控制方法。
（1）主轴回转误差
第二节 机械加工精度的影响因素及控制
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响
（一）机床的几何误差
（1）主轴回转误差
第二节 机械加工精度的影响因素及控制
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响
（一）机床的几何误差
主轴回转误差的基本形式
车床上车削
镗床上镗削
内、外圆
端面
螺纹
孔
端面
纯径向跳动
机械加工中，采用近似的成形运动或近似的刀刃形状进行加工，虽然会由此产生一定的原理误差，但却可以简化机床结构和减少刀具数，只要加工误差能够控制在允许的制造公差范围内，就可采用近似加工方法。
原始误差
工艺系统动误差
工艺系统受力变形
刀具磨损
残余应力引起变形
测量误差
工艺系统热变形
第二节 机械加工精度的影响因素及控制
(完整版)机械制造基础第一章(答案)
第一章机械加工基础一、名词解释：1．工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
（P3）2．机械加工工艺过程：采用机械加工方法来改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
（P3）3．工序：是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。
（P4）4．安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。
（P4）5．工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。
（P4）6．工步：在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。
（P5）7．复合工步：用几件刀具或者用复合刀具同时加工同一工件上的几个表面，称为复合工步。
（P5）8．进给：在加工过程中，有些工步需要对同一表面进行多次切削，从被加工表面上每切下一层金属即称为一次进给。
(P5)9．生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。
(P6)10．工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。
（P8）11．零件的结构工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
（P11）12．基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
（P14）13．设计基准：在设计图样上所采用的基准。
（P14）14．工艺基准：在工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。
按照用途的不同可分为定位基准、测量基准、装配基准和工序基准。
15．工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。
（P15）16．定位基准：在加工时，为了保证工件被加工表面相对于机床和刀具之间的正确位置所使用的基准称为定位基准。
（P15）17．测量基准：测量时所采用的基准。
（P15）18．装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。
习题册参考答案-《机械制造工艺学(第二版)习题册》-B01-4148.docx
全国技工院校机械类专业通用（高级技能层级）机械制造工艺学（第二版）习题册参考答案1第一章机械加工精度与表面质量第一节机械加工精度一、填空题1．符合2．加工精度表面质量3．尺寸精度形状精度位置精度4．测量5．φ40 .008φ606．φ18.010φ18.018mm7．工艺系统8．静态动态9．“让刀”10．垂直度11．平面度12．锥形圆柱度二、选择题1A2C3D4C5C6C三、判断题1（×） 2（×）3（√） 4（×）5（√） 6（√） 7（× ）8（√） 9（√） 10（×）四、名词解释1．工艺系统由机床、夹具、刀具和工件组成的系统。
2．加工误差加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理想几何参数的偏离程度。
3.定尺寸刀具法是指用具有一定尺寸精度的刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）来保证工件被加工部位（如孔）的尺寸精度。
五、简答题1．答：加工精度是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面的相互位置）与理想几何参数的符合程度。
2机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三方面的内容。
获得机械加工精度的方法有：（1）获得尺寸精度的方法：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法、数字控制法。
（2）获得形状精度的方法：轨迹法、成形法、展成法。
（3）获得相互位置精度的方法：一次安装法、多次安装法。
2.答：通常在设计机器零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。
精密零件或零件重要表面，其形状精度要求应高于位置精度要求，位置精度要求应高于尺寸精度要求。
3.答：第一种误差是马鞍形圆柱度误差，其原因：（1）径向力方向改变。
（2）加工粗短轴时，轴的刚度比较机床的大，工艺系统的变形主要是由主轴箱、尾座、刀架等形成（3）由机床误差引起。
改进措施：（1）加工细长轴，可采用与上述消除腰鼓形圆柱度误差相同的方法。
机械制造讲义工艺学_第一章
更适用 于单件小批 量生产，因 为效率不是 主要问题， 主要应减少 设备使用及 人员分配。
工序号 1
2
3
表1 生产的工艺过程
工序内容
车一端面，钻中心孔；调头，车另一 端面，钻中心孔；
车大外圆及倒角；车小外圆、切槽及 倒角
铣键槽、手工去毛刺
设备 车床I
车床II
铣床
1.2 生产过程、工艺过程与工艺系统
• 工件以外圆柱面定位 • 工件以外圆柱面定位有两种形式：定心定位和支承定位。 • 定心定位与工件以圆孔定位情况相仿。 • 工件以外圆柱面支承定位元件常采用V形块——短V形块 限制两个自由度，长V形块（或两个短V形块组合）限制 四4个自由度。
1.4 工件加工时的定位和基准
一工件的定位
• 定位原理
1.2 生产过程、工艺过程与工艺系统
二 机械加工工艺过程 • 组成
• 工位：在工件的一次安装中，通过分度或移位装置，使工件相对 于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称 为工位。
工件 机床夹具回转部分 夹具固定部分
分度机构
1.2 生产过程、工艺过程与工艺系统
二 机械加工工艺过程
• 组成
找正线 加工线
毛坯孔
1.4 工件加工时的定位和基准
一工件的定位
• 工件装夹
• 夹具装夹 将工件装夹在夹具中，由夹具上的定位元件来确定工件的位置， 由夹具上的夹紧装置进行夹紧。精度和效率均高，广泛采用。
1.4 工件加工时的定位和基准
一工件的定位
• 定位原理
• 六点定位原理
采用六个按一定规则布置的约束点来限制工
• 工艺特点
划分生产类型的意义在于：有利于进行生产规划和管理。由于生 产类型的不同，其零件在加工工艺性、工艺装备、毛坯制造方法 以及对工人的技术要求等存在很大差异。
机械加工精度(完整版)
零件的机械加工质量包括零件的机械加工精度
和加工表面质量两方面
3
一、机械加工精度
• 机械加工精度：零件加工后的实际几何
参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）
•机械加工误差：加工后零件的实际几何
参数（尺寸、形状和表面间的相互位置） 与理想几何参数的偏离程度。
与理想几何参数的符合程度。
9
2.2 工艺系统的几何精度对加工精度的影响
10
一、加工原理误差
加工原理误差：是指采用了近似的成形运动或近似 的刀刃轮廓代替理论的成形运动或刀刃形状进行 加工而产生的误差。 数控加工原理误差：直线或圆弧插补（功能强、 精度高的机床配B样条插补）近似的成形运动。 展成刀具加工成形表面误差： （1）采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开 线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓形误差 ； （2）由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是 一条由微小折线段组成的曲线，和理论上的光滑 渐开线有差异，从而产生加工原理误差。
41
铰刀的类型
（a）直柄机用铰刀（b）锥柄机用铰刀c）硬质合金锥柄机用铰刀 （d）手用铰刀（e）可调节手用铰刀（f）套式机用铰刀（g）直柄 莫式圆锥铰刀（h）手用1:50锥度铰刀 42
加工槽类铣刀
43
拉刀的类型
44
图3-27 车刀磨损过程
45
11
二、调整误差
工艺系统两种调整方法：试切法和调整法 (1) 试切法 测量误差 机床（微量）进给机构的位移误差（精度） 切削层厚度的影响（试切与正式切削的切削厚 度不同），对精加工影响尤甚 (2) 调整法加工 定程机构的误差 样件或样板的误差 测量有限试件造成的误差（调整尺寸的误差）
14
机械加工精度和表面质量
(3)任务提问：什么是金相组织的变化？
答：表面层因切削加工时切削热引起金相组织的变化。
同学们回顾实习课堂的操作，由热 而引起组织变化的现象有哪些？
烧刀现象。银白色转 化为黑色.
学习小结
提高零件表面质量的措施有哪些
3
塑性变形是永久性的变形，不可恢复； 而弹性变形在外界作用力撤消后，可以恢复。
例：同学们喜欢看的武打片中的宝 剑是剑匠千锤百炼而成的，而在锤 炼的过程中，剑面受力而产生塑性 变形，从而提高其硬度，成为一把 好剑。
(2)任务提问：什么是残余应力？
答：表面层因机械加工产生强烈的塑性变形和金相组织的可能 变化而产生的内应力。
教学重点
加工精度及表面质量的基本概念； 表面质量对零件使用性能的影响； 机械加工精度及表面质量的影响因素和改善的措施
新课学习
一、基本概念
加
加工精度
工
质
量
表面质量
1、加工精度
(1)含义
（符合程度）加工精度
零件加工后的几何参数
与理想零件几何参数
（偏离程度）加工误差
加工误差大，
思考？加工误差对加工精度有何影响？
Ra小
波纹度小
冷作硬化的 程度低
残余压应力 变化小
金相组织 变化小
二、表面质量对零件使用性能的影响
1、 对零件耐磨性的影响 —— 影响因素：材料、热处理、Ra
举图对比分析Ra对零件耐磨性的影响：
分析：两面接触，实际 上是表面上凸锋相互接 触，受力面积小，磨损 加剧
Ra值是否越 小越好？
Ra并不是越小越好。Ra=0 时，即为理想时，接触面 没有凹坑存储润滑油，油 被完全挤出，两接触面间
(完整版)机械制造基础第一章(答案)
第一章机械加工基础一、名词解释：1．工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
（P3）2．机械加工工艺过程：采用机械加工方法来改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
（P3）3．工序：是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。
（P4）4．安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。
（P4）5．工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。
（P4）6．工步：在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。
（P5）7．复合工步：用几件刀具或者用复合刀具同时加工同一工件上的几个表面，称为复合工步。
（P5）8．进给：在加工过程中，有些工步需要对同一表面进行多次切削，从被加工表面上每切下一层金属即称为一次进给。
(P5)9．生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。
(P6)10．工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。
（P8）11．零件的结构工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
（P11）12．基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
（P14）13．设计基准：在设计图样上所采用的基准。
（P14）14．工艺基准：在工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。
按照用途的不同可分为定位基准、测量基准、装配基准和工序基准。
15．工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。
（P15）16．定位基准：在加工时，为了保证工件被加工表面相对于机床和刀具之间的正确位置所使用的基准称为定位基准。
（P15）17．测量基准：测量时所采用的基准。
（P15）18．装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。
1.1.4加工精度和加工表面质量
加工精度和加工表面质量
一
1、零件的加工质糙度
物理机械参数：强度、硬度、磁性 其它参数：防腐性、平衡性、密封性
可以概括为两方面的含义： 1）宏观几何参数（加工精度） 2）微观几何参数与物理机械性能参数（加工表面质量）
2、加工精度概念的产生： 由于加工时不可能得到准确的参数值，并且从使用要 求方面讲也不需要绝对准确，于是就产生的加工精度的概念。
重载 轻载
思考：
新车为什么要磨合？
2、对疲劳强度的影响：
交变载荷下，零件表面不平的缺陷，最容易产生应力集中， 并可发展为疲劳裂纹，从而导致零件的疲劳破坏。
1）表面粗糙度的影响：表面粗糙度值大，将降低疲劳强度。
2）表面残余应力的影响：表面的残余压应力将抵消部分交变载荷引起的 拉应力，提高了零件的疲劳强度。
冷作硬化的程度与下列因素有关：
1）产生塑性变形的力：力越大，塑性变形越大，硬化程度越 大。 2）变形速度：速度越大，塑性变形越不充分，硬化程度越小。 3）被加工材料：材料硬度越小、塑性越大，硬化程度越大。 4）刀具：刃口圆角和后面磨损增大时，硬化程度增大。 5）切削用量：切削速度越大，硬化程度越小；进给量较大或 较小，会使硬化程度增大。
3、加工精度与加工误差是相关联的，加工精度在数 值上通过加工误差反映出来。
加工精度的概念
1、加工精度：实际加工的点、线、面与理想的几何参 数相符合的程度。 理想的几何参数： 1）尺寸：尺寸的公差带中心 2）形状：绝对准确的圆柱面、平面、锥面等。 3）位置：绝对平行、垂直、同轴 加工精度包括：尺寸精度、形状精度、相互位置精度
3）表面冷作硬化的影响：适当的冷硬能减小交变载荷引起的交变幅值， 阻止疲劳裂纹扩展，提高疲劳强度。
机械加工精度
误差增大，加工最 低成本不变
加工成本与加工误差之间的关系
一种加工方法介于A、B之间的精度为经济加工精度
6
二、获得加工精度的方法
1.获得尺寸精度的方法 1)试切法 2)调整法 3)定尺寸刀具法 4)自动控制法 2.获得形状精度的方法 1)成形刀具法 2)轨迹法 3)展成法 3.获得位臵精度的方法 1)直接找正法 2)划线找正法 3)夹具定位法
尺寸精度、形状精度和位臵精度三者之间关系
：
通常形状公差限制在位置公差内，而位置误差一般限制 在尺寸公差之内。当尺寸精度要求高时，相应的位置精度、 形状精度也要求高。但形状精度或位置精度要求高时，相应 的尺寸精度不一定要求高，这要根据零件的功能要求来决定。 4
第一节 机械加工精度概述 一、加工精度概念
态下的误差 传动误差 工艺系统受力变形（包括夹紧变形） 工艺系统受热变形 刀具磨损 测量误差 工件残余应力引起的变形
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原始误差构成
三、影响加工精度的因素(原始误差)
热变形 对刀误差 F 设计基准 夹紧误差
定位误差
菱形销
定位基准 导轨误差
活塞销孔精镗工序中的原始误差
20
三、影响加工精度的因素(原始误差)
误差敏感方向
21
四、研究加工精度的方法
1.通过分析计算或实验、测试等方法
7
1.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 对工件的位臵，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。
试切
测量
调整车刀
试切法效率低，精度主要取决于工人技术，用于单
件小批生产。
8
1.获得尺寸精度的方法
机械加工精度
工件刚度不足
机床刚度不足
1腰鼓形圆柱度误差
2马鞍形圆柱度误差
车刀刚度不足
3锥形圆柱度误差
形状误差
4直线度误差
形状误差
5直线度误差
形状误差
6圆度误差
形状误差
7圆柱度误差
8垂直度误差
形状误差
9平面度误差
20%
30%
40%
笔记
作业
测验
期末
第一章 机械加工精度与表面质量
第一节 机械加工精度 1.了解机械加工精度的含义及内容 2.掌握获得机械加工精度的方法 3.掌握加工误差的来源 4.能对典型表面的加工误差作出分析
第一章 机械加工精度与表面质量
第一节 机械加工精度
机械零件的加工质量一般用加工精度和表面质量两个指标来 评定。
5. 机械加工表面质量及其控制 6. 机械装配工艺过程设计
本课程特点和学习方法
➢ 课程特点
✓ 课程内容随科学技术和经济的发展不断更新和充实
✓ 综合性很强，内容与多门先修课程有密切联系 实践性很强，内容与生产实际联系密切
✓ 工程性很强，许多方法和内容需从工程应用角度理解和掌握 ➢ 学习方法
✓ 注意掌握基本概念，如工件定位、加工精度、表面质量等
适用范围：
这种方法生产效率低，对操作者技术水平要求较高，因此多用 于单件、小批量生产中。
第一章 机械加工精度与表面质量
（2）调整法 是指利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使 刀具相对于机床或夹具达到一定位置精度，然后加工一批工件。 适用范围： 此方法获得的尺寸精度稳定，生产效率高，广泛用于成批和大量 生产中。
2020
机械制造工艺学
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一、二、机械加工精度和表面质量
面抬高，同时发生倾斜。导轨也会产生弯曲变 形，造成车床前后两顶尖连心线与导轨不平行。
对于长床身机床，其温差影响很显著。 如：当床身长L=3120mm,高H=620mm,温差ΔT=1°C， 床身的变化量为: Δ=а×ΔT(L2/8H)=11 ×10-6 ×1 ×(3120)2/8×620 =0.022(mm)(铸铁的热膨胀系数а = 11 ×10-6 ）
主轴回转误差对加工精度的影响：
使镗出的孔呈椭圆形，产生圆柱度误差。
主轴的纯轴向窜动对加工精度的影响： 使所加工的端面与内外圆不垂直，呈端面凸轮状。 2）导轨误差
对机床导轨的精度要求： a.在水平面内的直线度—易产生鞍形和鼓形误差。 b.在垂直面内的直线度—易产生双曲线。 c.前后导轨的平行度（扭曲） —易产生鞍形和鼓形或锥度误差。
序中； 4）及时刃磨刀具和修正砂轮，以减小切削热和磨削
热： 5）使工件在夹紧状态下有伸缩的自由；
3.刀具的热变形对加工精度的影响
传给刀具的热量虽然只占很小一部分，但是刀具 体积小，热容量小，所以还是有相当高的升温和热 变形。如图所示，用高速钢刀具车削时，刃部的温度 高达700～800°C，刀具热伸长量可达0.03～0.05mm。 因此对加工精度的影响不容忽略。
（6）工件材料的影响 太硬、太软、太韧的材料都不容易磨光
太硬：磨粒很快钝化，从而失去切削能力。 太软：砂轮很容易被堵塞。 太韧：导热性差，容易使磨粒早期脱落。
二、误差补偿法
人为的制造出一种新的原始误差，去抵消原来工艺 系统中固有的原始误差，从而达到减少加工误差，提 高加工精度的目的。如：用螺纹加工校正机构加工精 密螺纹。
三、误差转移法
机械加工中的加工精度与表面质量控制
模拟式检测方法：通过模拟被测表面的形貌，如使用计算机模拟、物理模拟等方法， 来获取表面粗糙度信息。
加工过程的质量监控技术
加工精度的检测方法：使用精密 测量仪器，如千分尺、百分表等
表面质量的检测方法：使用表面 粗糙度仪、光学显微镜等
机械加工中的加工精 度与表面质量控制
汇报人：XX
目录
01 添加目录标题 02 机械加工精度与表面质量的概念 03 机械加工精度控制 04 机械加工表面质量控制 05 机械加工精度与表面质量的检测与评价 06 提高机械加工精度与表面质量的措施
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机械加工精度与表面质量的 概念
加工精度与表面质量的定义
和耐腐蚀性
激光处理：利用 激光照射，改变 表面微观结构， 提高硬度和耐磨
性
机械加工精度与表面质量的 检测与评价
加工精度的检测方法
直接测量法：使用测量仪器 直接测量工件的尺寸、形状 和位置误差
间接测量法：通过测量工件 与其他标准件的相对位置关 系来间接测量加工精度
光学测量法：利用光学仪器 测量工件的尺寸和形状误差
发展趋势与未来展望
加工精度不断提高，表面质量控制 技术不断发展
绿色制造、节能环保成为机械加工 发展的重要方向
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智能化、自动化技术在机械加工中 的应用越来越广泛
复合加工、纳米加工等新兴技术逐 渐兴起，为机械加工带来新的机遇 和挑战
感谢您的观看
汇报人：XX
加工过程的质量监控技术：采用 实时监控系统，如SPC、FMEA 等
质量控制措施：制定严格的工艺 规程，加强员工培训，定期进行 质量检查等
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2．采用反向切削和大的主偏角车刀，增大了Ff力，工件在强有力 的拉伸作用下，能消除径向的振动，使切削平稳。
3．在卡盘一端的工件上车出一个缩颈部分。
第一章 机械加工精度与表面质量
二、误差补偿和误差抵消法
1．误差补偿法 是指人为地制造一个大小相等、方向相反的新的误差，去补偿加 工、装配或使用过程中出现误差的加工方法。
第一章 机械加工精度与表面质量
一、表面粗糙度的控制
第一章 机械加工精度与表面质量
分析
要实现各轴颈不同的表面质量要求，一般需要用车削和磨削的方法。
表面粗糙度值大于或等于Ra1.6μm的表面可采用车削方法作为终加工。
表面粗糙度值小于Ra1.6μm的表面则需采用磨削方法作为终加工。 图中有Ra1.6和 Ra0.4两种表面粗糙度要求，则加工方法应有区别。 零件的表面粗糙度形成机理不同，控制表面粗糙度的措施也不同。
1-工件 2-镗模架
3-刀杆
4-主轴
第一章 机械加工精度与表面质量
四、误差分组法
就是把毛坯或上道工序的尺寸按误差大小分为n组，这样每组毛坯 的误差就缩小为原来的1/n，然后按组分别调整刀具与工件的相对位置 或选用合适的定位元件，从而大大缩小整批工件的尺寸分散范围。
第一章 机械加工精度与表面质量
五、误差平均法
第一章 机械加工精度与表面质量
2．加工误差的构成
第一章 机械加工精度与表面质量
五、典型表面的常见加工误差分析
腰鼓形圆柱度误差
马鞍形圆柱度误差
锥形圆柱度误差
直线度误差
直线度误差
圆度误差
圆柱度误差
垂直度误差
平面度误差
第一章 机械加工精度与表面质量
第二节 提高加工精度的工艺措施
1.掌握提高加工精度的工艺措施 2.掌握直接减少误差法的加工方法 3.掌握误差补偿与抵消的方法 4.掌握误差转移法的方法
三、达到机械加工精度的方法
1．达到尺寸精度的方法
（1）试切法 操作工人通过试切一小段，测量其尺寸是否合适，如不合适，则 调整刀具的位置，再试切一小段。如此反复进行试切过程，达到要求 的尺寸后，便可切削整个待加工表面。 适用范围： 这种方法生产效率低，对操作者技术水平要求较高，因此多用 于单件、小批量生产中。
3．加工表面的残余应力
在机械加工中，当表面层金属组织发生形状、体积或金相组织变化时， 将在表面层的金属与其基体间产生残余应力。
第一章 机械加工精度与表面质量
本章小结
◇机械零件的加工质量包括机械加工精度和表面质量两方面的内 容。 ◇机械加工精度反映零件加工后的实际几何参数与理想值的符合 情况。机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。提高加工 精度的工艺措施有直接减小误差法、误差补偿和误差抵消法、转移原 始误差法、误差分组法、误差平均法、就地加工法等六种方法。如果 加工精度符合零件的设计精度要求，则零件合格；否则，零件就不合 格。 ◇机械加工的表面质量有表面的微观几何特征和表面层物理、力学 性能两方面内容。微观几何特征即表面粗糙度，表面层物理力学性能 包括表面层加工硬化、表面层金相组织的变化和表面层残余应力三个 方面。
第一章 机械加工精度与表面质量
2．误差抵消法 是指利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的 加工方法。一般在零件变形的敏感方向存在两个方向相反的原始误差时才 能选用这种方法。
第一章 机械加工精度与表面质量
三、转移原始误差法
是指创造一定条件，把工艺系统的原始误差转移到误差的非敏感方 向或其他不影响加工精度的方向上去的加工方法。这种方法在不减小原 始误差的情况下，同样可以获得较高的加工精度。
第一章 机械加工精度与表面质量
二、机械加工精度的内容
机械加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置 精度。
第一章 机械加工精度与表面质量
1．尺寸精度
尺寸精度是指加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺 寸的实际值与理想值的符合（接近）程度。
第一章 机械加工精度与表面质量
2．形状精度
形状精度指加工后零件的实际几何形状与理想形状的符合（接近） 程度。国家标准中规定，用直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度 和面轮廓度等作为评定形状精度的项目。
第一章 机械加工精度与表面质量
1．切削加工的表面粗糙度形成与控制
（1）切削加工的表面粗糙度形成 （2）切削加工的表面粗糙度控制 2．磨削加工的表面粗糙度形成与控制 （1）磨削加工的表面粗糙度形成 （2）磨削加工的表面粗糙度控制
第一章 机械加工精度与表面质量
二、影响表层材料物理、力学性能的因素
1．表面冷作硬化
第一章 机械加工精度与表面质量
四、加工误差
1．加工误差的概念
加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面相 互位置）与理想几何参数的偏离程度。 加工误差是表示加工精度高与低的一个数量指标。 在满足零件的使用性能的前提下，可以允许零件有一定的加工误差 ，这种误差的大小是由设计人员根据零件的使用要求给出一个合理的范 围，也就是我们通常所说的“公差”，一般用经济精度来衡量。
第一章 机械加工精度与表面质量
2．达到形状精度的方法
（1）轨迹法 是指利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。
（2）成形法
是指利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。 （3）展成法 是指利用刀具与工件的展成切削运动，由切削刃在被加工表面上的包 络面来形成成形表面，如用滚刀切削加工齿轮等。
在加工过程中，工件表层材料在切削力的作用下产生塑性变形，使晶 粒间产生剪切滑移，晶格扭曲，并产生晶粒拉长、破碎，从而使加工表面 层材料的强度、硬度提高、塑性下降，这种现象称为冷作硬化。
第一章 机械加工精度与表面质量
2．表面层金相组织的变化
在机械加工中会产生很大的切削热，直接影响着工件表层材料 的金相组织。
第一章 机械加工精度与表面质量
3．达到位置精度的方法
（1）一次安装获得法 是指把零件上有相互位置要求的相关表面安排在工件的一次 装夹中进行加工，从而保证其相互位置精度。 （2）多次安装获得法 该方法是人为地将工件的加工过程分为几次装夹来完成，每次 装夹有关表面的位置精度可采用适当的装夹方法（如找正法或夹具） 获得，随着装夹加工的次数不断增多，加工表面与定位基准之间的 位置精度也不断提高，最终保证工件的位置精度。
机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、表 面形状和表面相互位置）与理想几何参数的符合程度。实际几
何参数与理想几何参数的符合程度越高，则加工精度越 高，反之，则加工精度越低。
实际几何参数通常指零件加工后通过测量得到的几何参数。 理想几何参数就是当公差值趋于零时的几何参数。
0.066 60 0.020
5.了解误差分组的方法
6.了解误差平均法的方法 7.了解就地加工的方法
第一章 机械加工精度与表面质量
一、直接减小误差法
直接减小误差法是在生产中应用较广的一种基本方法，它是在查明影 响加工精度的主要原始误差因素后，采取各种工艺措施，直接将误差消除 或减少，从而保证加工精度的方法。 采取措施 1．采用反向进给的切削方法 。
第一章 机械加工精度与表面质量
（2）调整法
是指利用机床上的定程装置、对刀装置或预先调整好的刀架，使 刀具相对于机床或夹具达到一定位置精度，然后加工一批工件。
适用范围：
此方法获得的尺寸精度稳定，生产效率高，广泛用于成批和大量 生产中。
第一章 机械加工精度与表面质量
（3）定尺寸刀具法
是指用具有一定尺寸精度的刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）来保证工 件被加工部位（如孔）的尺寸精度。
第一章 机械加工精度与表面质量
第一节 机械加工精度
1.了解机械加工精度的含义及内容
2.掌握获得机械加工精度的方法
3.掌握加工误差的来源 4.能对典型表面的加工误差作出分析
第一章 机械加工精度与表面质量
第一节 机械加工精度
机械零件的加工质量一般用加工精度和表面质量两个指标来 评定。
一、机械加工精度的概念
第一章 机械加工精度与表面质量
第三节 机械加工表面质量
1.了解影响机械加工表面质量的原因 2.掌握表面粗糙度的控制方法 3.掌握影响表层材料物理、力学性能的因素
第一章 机械加工精度与表面质量
第三节 机械加工表面质量
零件的加工质量一般包含加工精度和表面质量两个方面的内容。零 件的表面质量与加工精度一样是零件加工质量的重要组成部分，其质量 好坏好坏直接影响零件或产品的使用性能。 机械加工的表面质量是指零件加工后的表面层状态，它是判定零件 质量优劣的重要依据。表面质量主要有以下两方面内容： 1．表面的微观几何特征：即表面粗糙度。 2．表面层物理力学性能：即指表面层加工硬化（冷作硬化）、表面层 金相组织的变化和表面层残余应力三个方面。
适用范围：
该方法加工精度稳定，生产效率高，适用于各种生产类型。
第一章 机械加工精度与表面质量
（4）自动控制法 是指利用测量装置、调整装置和控制系统等组成的自动化加工 系统，在加工过程中能自动测量、补偿调整，当工件达到尺寸要 求时能自动停止退回。 （5）数字控制法 是将计算机数字控制技术应用到机械加工中。这种方法是在机床 里装配整套数字控制装置，控制步进电动机实现刀架或工作台的精确 移动，尺寸精度的获得是通过预先编制好程序，由数字控制装置来实 现的。
3．位置பைடு நூலகம்度
位置精度指加工后零件的几何图形的实际位置与理想位置的符合（接 近）程度。国家标准中规定，用平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对 称度、位置度、圆跳动等作为评定位置精度的项目。
第一章 机械加工精度与表面质量
4．尺寸精度、形状精度和位置精度的关系
尺寸公差>位置公差>形状公差
第一章 机械加工精度与表面质量
就是利用有密切联系的表面之间的相互比较、相互修正，或者互为基 准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响到整个加工表面 ，使传递到工件表面的加工误差较为均匀，因而工件的加工精度也就相应 大大提高。