机械制造工程学第五章机械加工质量演示文稿
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机械制造工程学第五章机械加 工质量演示文稿
§5-1 概述
机械加工质量包括机械加工精度、机械加工表面质量两 个方面。
一.加工精度和表面质量
1. 机械加工精度 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数
（尺寸、形状和表面间的位置）与理想零件几何参数 相符合的程度。
理想零件的几何参数包括：
•尺寸—零件尺寸的公差带中心； •形状—绝对准确的形状（如圆柱面、平面、锥面等）； •位置—绝对准确的位置（如平行、垂直、同轴等）
似值，因此存在加工误差。
§5-2 加工精度的影响因素
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 1.原理误差
在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的 成形运动、近似的刀具轮廓而产生的加工误差。
如：1）在车床上车削蜗杆
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 1.原理误差
如：2）齿轮滚刀存在两种误差 •一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线 基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差； •二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因 而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是折线。
§5-2 加工精度的影响因素
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
1.原理误差
在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的 成形运动、近似的刀具轮廓而产生的加工误差。。
如：1）在车床上车削蜗杆 车床丝杠与工件速比: i=（Z1×Z2）/（Z3×Z4）= t/T （t= πm,工件轴向齿距；T，丝杠螺距） 选择挂轮Z1、Z2、Z3、Z4时，计算值t =πm ，近
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
1）主轴回转误差 •主轴的径向跳动
镗削时，纯 径向跳动对 加工精度的 影响
•加工表面为椭圆，对工件的圆度影响较大。
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
2.机床的几何误差
1）Βιβλιοθήκη Baidu轴回转误差
主轴的轴向窜动
•对外圆或内孔加工， 无影响； •对端面加工，引起端 面对回转轴线的垂直度 误差； •对螺纹加工，引起螺 距的小周期误差。
1.工艺系统
在机械加工中，由机床、夹具、刀具和工件所构 成的系统，称为工艺系统。
2.工艺系统误差的组成
•1) 工艺系统的几何误差 •2）工艺系统受力变形所引起的误差 •3）工艺系统受热变形所引起的误差 •4）工件内应力所引起的误差
工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源， 因此把工艺系统的误差称为原始误差。
1）对零件耐磨性的影响 2）对配合性质的影响 3）对疲劳强度的影响 4）对抗腐蚀性的影响 5）对工作精度的影响
第5章 机械加工质量
• §5－1 概述 • §5－2 加工精度的影响因素 • §5－3 表面质量的影响因素 • §5－4 提高加工精度和表面质量的途径
§5-2 加工精度的影响因素
§5-1 概述
一.加工精度和表面质量
2.机械加工表面质量 加工表面质量，是指零件在加工后的表面层状态。
• 表面粗糙度——加工表面的微观几何形状误差 • 表面层的物理、机械性能的变化 ：
a．表面层的冷作硬化 b．表面层金相组织的变化 c．表面层的残余应力
§5-1 概述
二.机械加工精度、表面质量对零件使用性能的 影响
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
机床的几何误差来自三方面：机床本身的制造、磨 损、安装、调整。
• 1）主轴回转误差 • 2）导轨误差 • 3）机床的传动误差
“误差的敏感方向”
“误差的敏感方向”
“误差的敏感方向”
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
2.机床的几何误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
1）主轴回转误差 主轴的角度摆动
•车削时，无圆度误差，但引起锥度误差； •镗削时，实际孔为椭圆形。
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
2.机床的几何误差
2）机床导轨误差
•水平面内的直线度误差（弯曲） •垂直面内的直线度误差（弯曲） •前后导轨之间的平行度误差（扭曲）
1）主轴回转误差 是指主轴的实际回转轴线与平均回转轴线在误差
敏感方向的最大变动量。
主轴的运动可分解为三种独立的运动： •径向跳动 •轴向窜动 •角度摆动
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
1）主轴回转误差 •主轴的径向跳动 车削时，纯径向跳动 对加工精度的影响
•加工表面为近似正圆， 对工件的圆度影响很 小。
工艺系统的刚度
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •水平面内的直线度误差（弯曲） •车削、磨削时， 为误差敏感方向；
引起圆柱度误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •垂直平面内的直线度误差（弯曲） •车削、磨削时，为 误差非敏感方向；
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 3.工艺系统的调整误差
由于工艺系统的任何一次调整都不可能绝对准 确，所以存在误差，这种误差称为调整误差。
4.刀具、夹具的制造误差及工件的安装误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 5.工艺系统磨损所引起的误差
§5-2 加工精度的影响因素
二、工艺系统受力变形对加工精度的影响 工艺系统的刚度
对加工精度影响很小
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •垂直平面内的直线度误差（弯曲）
•车削、磨削时，为 误差非敏感方向； •刨削、平面磨削时， 为误差敏感方向。
造成平面度或直线度误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •前后导轨之间的平行度误差（扭曲）
•两导轨不平行对加工精 度的影响较大，引起工 件的形状误差（鞍形、 鼓形、锥形等）
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
3）机床传动误差
传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末 两端传动元件之间相对运动的误差。 •是螺纹、齿轮、蜗轮以及其它按展成原理加工时， 影响加工精度的主要因素。 •传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杠、螺母等有 制造误差（主要是影响运动精度的误差） •传动元件的装配误差（主要是装配偏心）和磨损 时，就会破坏正确的运动关系，使工件产生误差。
§5-1 概述
机械加工质量包括机械加工精度、机械加工表面质量两 个方面。
一.加工精度和表面质量
1. 机械加工精度 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数
（尺寸、形状和表面间的位置）与理想零件几何参数 相符合的程度。
理想零件的几何参数包括：
•尺寸—零件尺寸的公差带中心； •形状—绝对准确的形状（如圆柱面、平面、锥面等）； •位置—绝对准确的位置（如平行、垂直、同轴等）
似值，因此存在加工误差。
§5-2 加工精度的影响因素
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 1.原理误差
在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的 成形运动、近似的刀具轮廓而产生的加工误差。
如：1）在车床上车削蜗杆
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 1.原理误差
如：2）齿轮滚刀存在两种误差 •一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线 基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差； •二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因 而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是折线。
§5-2 加工精度的影响因素
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
1.原理误差
在加工中，由于采用了近似的加工方法、近似的 成形运动、近似的刀具轮廓而产生的加工误差。。
如：1）在车床上车削蜗杆 车床丝杠与工件速比: i=（Z1×Z2）/（Z3×Z4）= t/T （t= πm,工件轴向齿距；T，丝杠螺距） 选择挂轮Z1、Z2、Z3、Z4时，计算值t =πm ，近
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
1）主轴回转误差 •主轴的径向跳动
镗削时，纯 径向跳动对 加工精度的 影响
•加工表面为椭圆，对工件的圆度影响较大。
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
2.机床的几何误差
1）Βιβλιοθήκη Baidu轴回转误差
主轴的轴向窜动
•对外圆或内孔加工， 无影响； •对端面加工，引起端 面对回转轴线的垂直度 误差； •对螺纹加工，引起螺 距的小周期误差。
1.工艺系统
在机械加工中，由机床、夹具、刀具和工件所构 成的系统，称为工艺系统。
2.工艺系统误差的组成
•1) 工艺系统的几何误差 •2）工艺系统受力变形所引起的误差 •3）工艺系统受热变形所引起的误差 •4）工件内应力所引起的误差
工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源， 因此把工艺系统的误差称为原始误差。
1）对零件耐磨性的影响 2）对配合性质的影响 3）对疲劳强度的影响 4）对抗腐蚀性的影响 5）对工作精度的影响
第5章 机械加工质量
• §5－1 概述 • §5－2 加工精度的影响因素 • §5－3 表面质量的影响因素 • §5－4 提高加工精度和表面质量的途径
§5-2 加工精度的影响因素
§5-1 概述
一.加工精度和表面质量
2.机械加工表面质量 加工表面质量，是指零件在加工后的表面层状态。
• 表面粗糙度——加工表面的微观几何形状误差 • 表面层的物理、机械性能的变化 ：
a．表面层的冷作硬化 b．表面层金相组织的变化 c．表面层的残余应力
§5-1 概述
二.机械加工精度、表面质量对零件使用性能的 影响
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
机床的几何误差来自三方面：机床本身的制造、磨 损、安装、调整。
• 1）主轴回转误差 • 2）导轨误差 • 3）机床的传动误差
“误差的敏感方向”
“误差的敏感方向”
“误差的敏感方向”
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
2.机床的几何误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
1）主轴回转误差 主轴的角度摆动
•车削时，无圆度误差，但引起锥度误差； •镗削时，实际孔为椭圆形。
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响
2.机床的几何误差
2）机床导轨误差
•水平面内的直线度误差（弯曲） •垂直面内的直线度误差（弯曲） •前后导轨之间的平行度误差（扭曲）
1）主轴回转误差 是指主轴的实际回转轴线与平均回转轴线在误差
敏感方向的最大变动量。
主轴的运动可分解为三种独立的运动： •径向跳动 •轴向窜动 •角度摆动
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
1）主轴回转误差 •主轴的径向跳动 车削时，纯径向跳动 对加工精度的影响
•加工表面为近似正圆， 对工件的圆度影响很 小。
工艺系统的刚度
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •水平面内的直线度误差（弯曲） •车削、磨削时， 为误差敏感方向；
引起圆柱度误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •垂直平面内的直线度误差（弯曲） •车削、磨削时，为 误差非敏感方向；
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 3.工艺系统的调整误差
由于工艺系统的任何一次调整都不可能绝对准 确，所以存在误差，这种误差称为调整误差。
4.刀具、夹具的制造误差及工件的安装误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 5.工艺系统磨损所引起的误差
§5-2 加工精度的影响因素
二、工艺系统受力变形对加工精度的影响 工艺系统的刚度
对加工精度影响很小
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •垂直平面内的直线度误差（弯曲）
•车削、磨削时，为 误差非敏感方向； •刨削、平面磨削时， 为误差敏感方向。
造成平面度或直线度误差
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
2）机床导轨误差 •前后导轨之间的平行度误差（扭曲）
•两导轨不平行对加工精 度的影响较大，引起工 件的形状误差（鞍形、 鼓形、锥形等）
一、工艺系统的几何误差对加工精度的影响 2.机床的几何误差
3）机床传动误差
传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末 两端传动元件之间相对运动的误差。 •是螺纹、齿轮、蜗轮以及其它按展成原理加工时， 影响加工精度的主要因素。 •传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杠、螺母等有 制造误差（主要是影响运动精度的误差） •传动元件的装配误差（主要是装配偏心）和磨损 时，就会破坏正确的运动关系，使工件产生误差。