机械制造工艺学第三章
机械制造工艺学课件第三章工艺尺寸链
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机械制造工艺学：第三章 机床夹具设计 第四节 各类机床夹具
过渡盘与主轴端部是用短锥 和端面定位，夹具体用止口与 过渡盘定位(大平面加短圆柱 面)，用螺钉夹紧。
3磨床夹具 车床夹具的设计要点同样适
合于内圆磨床和外圆磨床所用 的夹具
二、钻床夹具
1、钻模的类型与典型结构
钻床夹具因大都具有刀具导向装置，习惯上又称为钻模。钻 模一般由钻模板、钻模套、定位元件、夹紧装置和钻模体等组 成。
一、车床与磨床夹具
一、车床与磨床夹具
2、车床夹具的设计要点 1）车床夹具总体结构
夹具结构应尽量紧凑，重心应尽量靠近主轴端。对于弯板式 和偏重的车床夹具，应进行配重调平衡。
2）夹具与机床的联接 联接方式取决于主轴轴端的结 构以及夹具的体积和精度要求
⑴用莫氏锥度配合 夹具体以长锥柄安装
在主轴孔内，其定位精度 高，定位迅速方便，但刚 度低，适于轻切削。
1、钻模的类型与典型结构
翻转式钻模 固定式钻模板 快换钻套
1、钻模的类型与典型结构
盖板式钻模 固定钻套
2、钻模设计要点
1）钻套 刀具引导元件，装在钻模板上，确定刀具的位置和方向，
⑴钻套类型：固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套 ⑵钻套的尺寸和公差
钻套内径根据所用刀具的外径来确定；钻套的高度H影响钻 套的导向性能，同时影响刀具与钻套之间的摩削情况；钻套与 工件之间应留有间隙 2）钻模板
钻模板用于安装钻套，与夹具体的联接方式有固定式、铰链 式、分离式和悬挂式等几种。
3）夹具体 整个夹具的基础零件，一般多为铸件，也可用焊接件。夹具
通过夹具体底面安放在钻床工作台上，可直接用钻套找正并用压 板压紧(或在夹具体上设置耳座用螺栓压紧)。
三、镗床夹具
镗床夹具简称镗模，主要由镗套、镗模支架、镗模底座、以 及必需的定位、夹紧机构组成，多用于在镗床、组合机床(也可 在车床和摇臂钻床)上加工箱体、支座等零件上的精密孔或孔系。 与钻模有很多相似之处。
机械制造工艺学_部分课后题答案
• 4）修配装配法：适用于成批或单件小批生产，装配精度要求较高， 组成环较多的场合；
• 5）调整装配法：适用于装配精度要求高，组成环较多的场合；
• 第六章习题6-7 说明装配尺寸链中的组成环、封闭环、协调环、补偿环、和 公共环的含义、它们各有何特点？
• 解答：课本第六章各小节中的概念，自行寻找答案。 • （注：互换装配法：协调环；修配法：补偿环；）
D方案: 1) 关于对称度的定位误差:Δdw = Δjb =Td/2 =0.05 2)关于工序尺寸54的定位误差: Δdw = 0
方案比较: 1)由于C、D方案关于对称度的定位误差 >对称度公差,不能用 2) B方案：
关于工序尺寸54的定位误差: Δdw = 0.0207，只占该工序尺寸公差的15%； 关于对称度的定位误差：Δdw = 0，因此该方案可用
保证对称度——限制沿X移动和Z 转动；
c) 限制六个自由度 保证尺寸l，h，l2——限制三个移动； 保证与基准A平行度——限制绕Z转动。
保证与底面平行——限制绕X，Y转动。
d) 限制五个自由度 X Y X Y Z
保证尺寸l——限制沿X移动；
保证与左孔的平行度——限制绕X，Y 转动
保证对称度——限制沿Y移动和Z转 动；
第三章习题 3-4：定位误差计算
D 3500.025
d
80
0 0.1
H 38.500.2
Td
基准位置误差 Δjw = 2 sin
2
=0.0707
Δjb = TD/2 = 0.0125
Δdw = 0.0832 >0.2/3
• 第四章习题 4-1
• 4-1 车床导轨在垂直面平面内及水平平内的直线度对车削圆轴类 零件的加工误差有什么影响，影响程度有什么不同？
机械制造工艺学第三版王先奎习题解答第三章
x
解： 1）大平面限制3个自由度 z , x , y ；锥 销限制 5 个自由度 x, y, z , x, y ；两个 档销限制 2 个自由度 y, z ，存在过定 位。 2 ）改进：①将锥销改为浮动锥销，使 x 其只限制 , y 2个自由度；②将档销改 为浮动档销，使其只限制 z 自由度。见 图3-94a。
350 0.015
图3-93 a） 图3-93 b）
注：还有其他改进方法，如将V形块转90°或45°放置，也可以将定位误差 减小到尺寸公差的1/3。但此时会引起键槽对内孔对称度误差的较大，故不宜 采用。（方案②也存在此问题）
13
z
MMT 3-5 图3-94所示零件，锥孔和各平面均已加
0 0 工好，现在铣床上铣键宽为 b－Δ b 的键槽，要 求保证槽的对称线与锥孔轴线相交，且与A 0 面平行，并保证尺寸h－Δ h 。试问图示定位方 案是否合理？如不合理，如何改进？
MMT
机械制造工艺学习题解答（第三章）
3-1 分析图3-90所示定位方案： ①指出各定位元件所限制的自由度； ②判断有无欠定位或过定位； ③对不合理的定位方案提出改进意见。 1）图 a 过三通管中心O点打一孔，使孔轴线与管轴线Ox、Oz垂直相交 解：① V形块 A、B 组合限制 x , y, x, y 4 个自由度；V形块 C 本身限制 y , z z 2 个自由度 ，与V形块 A、B 组合一起限制 , z 2 个自由度 ② 无欠定位，无过定位
图3-96 c）
改进：1）顶销A、B做成浮动结构。
2）压板 C 右端开口缩短，使 螺母松开一点就能打开。
图3-96 d）
18
MMT 3-8
用鸡心夹头夹持工件车削外圆，如图 3-97 所示。已知工件直径 d=69mm（装夹部分与车削部分直径相同），工件材料为45钢，切削用 量 为 ap=2mm ， f=0.5mm/r 。 摩 擦 系 数 取 μ=0.2 ， 安 全 系 数 取 k=1.8 ， α=90°。试计算鸡心夹头上夹紧螺栓所需作用的力矩为多少？
机械制造工艺学(王先逵)第三章参考答案(部分)
3-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容：1．加工表面层的几何形貌主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度⑶纹理方向⑷表面缺陷2．表面层材料的力学物理性能和化学性能表面层材料的力学物理性能和化学性能主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。
3-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？一、机器零件的损坏，在多数情况下都是从表面开始的，这是由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。
二、加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响(一)表面质量对耐磨性的影响1．表面粗糙度、波纹度对耐磨性的影响表面粗糙度值越小，其耐磨性越好；但是表面粗糙度值太小，因接触面容易发生分子粘接，且润滑液不易储存，磨损反而增加；因此，就磨损而言，存在一个最优表面粗糙度值。
2．表面纹理对耐磨性的影响圆弧状、凹坑状表面纹理的耐磨性好；尖峰状的表面纹理由于摩擦副接触面压强大，耐磨性较差。
在运动副中，两相对运动零件表面的刀纹方向均与运动方向相同时，耐磨性较好；两者的刀纹方向均与运动垂直时，耐磨性最差3．冷作硬化对耐磨性的影响加工表面的冷作硬化，一般都能使耐磨性有所提高。
(二)表面质量对耐疲劳性的影响1．表面粗糙度对耐疲劳性的影响表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好2．表面层金属的力学物理性质对耐疲劳性的影响表面层金属的冷作硬化能够阻止疲劳裂纹的生长，可提高零件的耐疲劳强度。
(三)表面质量对耐蚀性的影响1．表面粗糙度对耐蚀性的影响表面粗糙度值越大，耐蚀性能就越差。
2．表面层金属力学物理性质对耐蚀性的影响表面层金属力学物理性质对耐蚀性的影响当零件表面层有残余压应力时，能够阻止表面裂纹的进一步扩大，有利于提高零件表面抵抗耐蚀的能力。
机械制造工艺学清华大学出版社课后习题答案
《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社第一章机械制造工艺预备1-1参考答案要点：现代机械产品的开发与改进是极其复杂的持续的动态过程，大致可以用图1.1描述。
机械产品开发与改进系统可以描述为一个负反馈系统，它描述了机械产品依据用户需求反馈信息，不断改进和不断发展的动态过程。
机械产品开发与改进系统中包含产品决策、产品设计、工艺编制、产品制造、市场检验等环节。
上述环节之中任何一个环节的断裂，都会导致系统的崩溃。
因此上述环节都具有与系统同等的重要性，每个组成环节都具有无可替代的重要性。
因此学习机械制造工艺学很重要，很有意义。
图1.1 机械产品开发与改进系统1-2参考答案要点：按照专业教学指导委员会制定大纲，机械制造工艺学研究内容主要包含两个部分，即机械加工工艺学和机器装配工艺学。
它们分别以机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程为研究对象。
其中机械加工工艺过程指冷加工工艺过程。
机械制造的工艺过程特指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。
此外，机械制造工艺学还包括非常规加工方法概述，随着技术发展进步，非常规制造方法越来越多在工程实际中获得应有，并取得效果。
1-3参考答案要点：生产过程是指机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。
工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。
工艺规程参看第二章机械制造工艺规程。
工艺规程在生产中的作用参看第二章机械制造工艺规程作用。
1-4参考答案要点：人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量，可将生产分为：单件生产、批量生产和大量生产三种类型。
各种生产类型的工艺特征如下表：工艺特点单件或小批量生产中批量生产大批或大量生产毛坯的制造方法铸件用木模手工造型；锻件用自由锻部分铸件用金属模造型；部分锻件用模锻铸件广泛用金属模机器造型，锻件广泛用模锻《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社第二章机械加工工艺规程制定2-1参考答案要点：机械工艺规程在指导生产上发挥重要作用，主要体现在如下几个方面：1）工艺规程是指导生产的主要技术文件；2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据；3）工艺规程是新、扩建工厂或车间的基本资料。
机械制造工艺学第三章习题与思考题答案
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机械制造工艺学课程设计3夹具设计
定位元件特点
定位销 （心轴）
短销（短心轴） 长销（长心轴）
圆孔
单锥销
（续）
限制的自由度 、
、 、
、、
短圆锥销
1—固定销 2—活动销
1— 、 、 2— 、
工件定位基准面 定位元件
定位方式简图
定位元件特点
（续）
限制的自由度
支承钉或 支承板
支承板或两个支承钉
、
外圆柱面 V形块
窄V形块
、
、 宽V形块或两个窄V形块
⒈工序基准为工件轴心线
此时为定位基准与工序基准重合，则基准不重合误差为零，而基准位移 的方向又与加工尺寸方向一致，所以加工尺寸B2的定位误差为
DB2
Y
d 2sin
2
⒉工序基准为外圆上母线
此时为定位基准与工序基准不重合。不仅有基准位移误差，而且还有基 准不重合，又定位尺寸与加工尺寸方向一致，所以尺寸B1的定位误差为
的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与 设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
基准不重合误差示例
2）基准统一原则：应尽可能使多个加工表面 和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统 一原则。
3）互为基准原则：当对工件上位置精度要求高的 表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工 的原则。
4）自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的 精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为 基准原则。
（4）对刀或导向元件。 （5）夹具体。 （6）其他元件及装置。
3．机床夹具在机械加工中的作用 （1）保证加工精度。 （2）提高生产率，降低成本。 （3）扩大机床工艺范围。 （4）减轻工人的劳动强度。
夹具元件间常用的配合选择
第三章习题答案机械制造工艺学
《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社第三章机床夹具设计3-1参考答案要点：工件装夹是将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。
工件装夹的包含了定位、夹紧两个方面内涵。
工件一般可采用如下几种装夹方式：(1)直接装夹是将工件的定位基准面直接密切贴合在机床的装夹面上，不需找正即可完成定位，通过夹紧工件，使其在整个加工过程中保持正确位置。
(2) 找正装夹是利用可调整工具将工件夹持在机床上，并使机床作慢速运动，利用划针或千分表检测和调整工件的位置，使之处于正确位置的装夹方式。
(3)夹具装夹是将夹具预先安装在机床上并精确调整其位置，在机械加工过程中利用该夹具迅速而准确地装夹工件的方式。
3-2参考答案要点：夹具一般包含如下几个组成部分：（1）定位装置其作用是确定工件在夹具中的位置。
（2）夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中因受外力而产生位移，同时防止或减少震动。
(3) 连接元件其作用是使夹具与机床装夹面连接，并确定夹具对机床的相互位置。
(4) 对刀元件和导向元件对刀元件用于确定刀具在加工前正确位置。
(5) 夹具体是夹具的基座和基础件。
(6) 其它装置或元件主要有分度装置、排屑装置等。
3-3参考答案要点：夹具的分类方法比较多，1）机床夹具按应用范围、使用特点可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具等类型。
2）按照使用夹具的机床类型，夹具可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具等类型。
按照夹具的用途，可将夹具分为机床夹具、装配夹具、检测夹具等。
3）按照夹紧力的力源类型，夹具还可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁和电动夹具等。
机床夹具在生产中的作用：采用夹具装夹工件，不仅有助于保证工件的加工件质量、缩短辅助时间、提高生产效率、减轻工人劳动强度和降低对工人的技术水平要求，还能够扩大机床工艺范围和改变机床用途。
3-4参考答案要点：利用夹具装夹工件进行加工，产生加工误差的主要因素有：(1) 工件装夹误差；(2) 夹具对定误差；(3) 加工过程误差（理解基础上，适当展开，参看教材相应文字）3-5参考答案要点：六点定位原理是在进行工件定位分析时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全正确。
第三版机械制造工艺学第三章习题解答
图 c) 在小轴上铣槽，保旺尺寸 H 和 L 图 d) 过轴心打通孔，保旺尺寸 L 图 e) 在支座零件上加工两通孔，保证尺寸 A 和 H。
解：图 a）至少限制 x, y 两个移动自由度；图 b）至少限制 5 个自由度，除绕 z 的转动之外；图 c）至 少限制 5 个自由度，除绕 y 的转动之外；图 d）至少限制 5 个自由度，除绕 y 的转动之外；图 e）需要限制 6 个自由度，完全定位。 3-3 在图 3-92 所示套筒零件上铣键槽，要求保证尺寸 mm。现有三种定位方案，分别如图 b、c、
d 所示。计算三种不同定位方案的定位误差，并从中选择最优方案（已知内孔与外圆的同轴度误差不大于 0.02mm）
解： （1）V 形块定位情况 (图 b))，只计算槽深方向误差；
2
根据第三版教材 P110 式（3-8） ，可得
DW
Td 1 0.1 1 ( 1) ( 1) 0.0207 mm 2 sin( / 2) 2 sin 45
0.01 16 0.02 mm ，
3-6
图 3-95 所示工件， 用一面两孔定位加工 A 面， 要求保证尺寸 18±0.05 mm。 若两销直径为
试分析该设计能否满足要求？(要求工件安装无干涉现象，且定位误差不大于加工尺寸公差的 1/2)，若满足 不了，提出过改进办法。
解：根据第三版教材 P108 一面两孔定位误差的计算公式（3-5） ，可得
所以，
TD 0.05 0.02 0.07 mm 2
DW JW JB 0.06 0.07 0.13 mm
（3）平面定位情况 (图 d))：以外圆定位（圆心为定位基准） ，有基准不重合误差和基准位置误差 无基准不重合误差，但有基准位置误差
机械制造工艺学第3章
ΔZ
∵ Z R
Z 2
1
R2
11
图 例
(1
Z 2 R2
)
1 2
1
1 2
Z 2 R2
2
( 2 2 1
1)
(
Z 2 R2
)
2
1 Z 2 Z 4 2R2 8R4
(1
Z
2
)
1 2
1
Z 2
R2
2R2
R
Z 2 2R2
* (1 x)m 1 mx m(m 1) x2 m(m 1)(m n 1) xn (1 x 1)
小
加工中的误差 工艺系统受力、受热变形
结
加工后的误差 工件内应力
第三节 加工误差的综合分析
一、加工误差的性质及分类
系统误差
常值误差
连续加工一批工件，误差 大小和方向保持不变。
加工误 差
变值误差
连续加工一批工件，误差 大小和方向有规律变化。
随机误差
连续加工一批工件，误差大小和方向无规律 变化，但具有一定的统计规律。
常值系统性误差：查明其大小和方向后， 通过调整消除。
不同性质误差的 解决途径
变值系统性误差：查明其大小和方向 随时间变化的规律后，采用自动连续 补偿或自动周期补偿的方法消除。
随机性误差：可采用统计分析法，缩小 它们的变动范围。
二、加工误差的统计分析法
★
加工误差的统计分析法指以生产现场观察、检测所得的结果 为基础，运用数理统计的方法进行归纳、分析和判断，找出 产生误差的原因，从而采取相应的措施。
S = iT
车螺纹的传动误差示意图 S-工件导程，T-丝杠导程，i-齿轮传动比
顾崇衔等编著的第三版的《机械制造工艺学》的课件-第三章-机械加工精度
Z2 R 2R2
* ( 1 x ) m 1 m m ( m x 1 ) x 2 m ( m 1 ) ( m n 1 ) x n (1x1)
2 !
n !
第三章 机械加工精度
3-2 影响加工精度的因素及其分析
二、机床误差——工艺系统静误差 1）导轨误差 （3）导轨间的平行度误差对加工精度的影响
第三章 机械加工精度
3-2 影响加工精度的因素及其分析
一、原理误差
原理误差：是指由于采用了近似的成形运动、近似的刀刃 形状等原因而产生的加工误差。
车削螺纹，齿轮加工，齿轮滚刀，模数铣刀等 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。
第三章 机械加工精度
机械设计制造及其自动化
本章提要
第三章 机械加工精度
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。本章研究机械加工精度的问题。
本章讨论的内容有机械加工精度的基本概念、影响加工 精度的因素、加工误差的综合分析及提高加工精度的途 径四个方面。
第三章 机械加工精度
3-2 影响加工精度的因素及其分析
二、机床误差——工艺系统静误差 2）主轴回转误差——径向跳动
车削时纯径向跳动对加工精度影响
第三章 机械加工精度
3-2 影响加工精度的因素及其分析
二、机床误差——工艺系统静误差 2）主轴回转误差——轴向窜动
轴向窜动：主轴回转轴线沿平均回转轴线方向的变动量。 车削端面时将造成工件端面的垂直度、平面度误差；车削
机械制造工艺学习题集(第3章)参考答案(1211修订)
《机械制造工艺学习题集》第三章参考答案南昌大学机电学院饶锡新编著2006 年11 月第3 章练习题（单项选择）3X1-1 答案：④工艺系统的精度3X1-2 答案：③过刀尖的加工表面的法向3σ3X1 -3 答案：③n3X1-4 答案：②1/5～1/23X1-5 答案：①轴承孔的圆度误差3X1-6 答案：②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴3X1-7 答案：④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴3X1-8 答案：②降速3X1-9 答案：②末端3X1-10 答案：④倒数之和的倒数3X1-11 答案：④远小于3X1-12 答案：②反比3X1-13 答案：②反比3X1-14 答案：④被切屑所带走3X1-15 答案：①传给工件3X1-16 答案：④采用热对称结构3X1-17 答案：①成正比3X1-18 答案：③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响3X1-19 答案：①法线方向（Y 向）3X1-20 答案：②机床与刀具热平衡后3X1-21 答案：①工件的夹紧变形3X1-22 答案：③刀具磨损3X1-23 答案：①切削热3X1-24 答案：④安装误差3X1-25 答案：②恒温第四章练习题（多项选择）3X 2-1 答案：①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法3X 2-2 答案：①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动3X 2-3 答案：①零件材料②表面粗糙度③名义压强3X 2-4 答案：②三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行3X 2-5 答案：①工件刚度不足③车床纵向导轨直线度误差3X 2-6 答案：②尾顶尖刚度不足③导轨扭曲④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行3X 2-7 答案：①切削热②摩擦热3X 2-8 答案：②尾座轴线与主轴回转轴线不同轴③刀具热变形④钻头刃磨不对称3X 2-9 答案：①机床几何误差③调整误差3X 2-10 答案：②工件定位误差③夹紧误差④毛坯余量不均引起的误差复映3X 2-11 答案：①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小13X 2-12 答案：②工艺过程是否稳定④是否存在变值系统误差第3 章练习题（判断题）3X3-1 答案：∨3X3-2 答案：×3X3-3 答案：×3X3-4 答案：∨3X3-5 答案：∨3X3-6 答案：∨提示：参考图4-31。
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机械制造工艺学第三章
二、表面质量对产品使用性能的影响 （一）表面质量对耐磨性的影响 零件精度保持性取决于耐磨性，耐磨性越高则工作精度 保持性越好。耐磨性除与摩擦副的材料和润滑条件有关外， 还与零件表面质量有关。 1、粗糙度、波纹度对耐磨性的影响 表面越粗糙，有效接触面积越小，初期磨损越大。一般 说来随着粗糙度的减小，耐磨性提高，但也不是越小越好。 当表面粗糙度小到一定程度后，零件间的分子亲和力加强， 接触面容易发生分子粘接，润滑液难以储存，磨损加快。
（一）几何因素 切削加工的表面粗糙度取决于切削残留面积的高度。残留
面积高度与刀具的进给量，主偏角、副偏角和刀尖圆角半径有关。 NhomakorabeaH
ctgKr f ctg机K械r`制造工艺学第三H章 2r
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图中的虚线为Rz与rE 、f的 计算关系曲线，而实线为实际 加工的结果。两者数值上的差 别是由于Rz不仅受刀具几何形 状的影响，同时还受表面金属 层塑性变形的影响。进给量越 小，这种影响越大。
机械制造工艺学第三章
2、表面纹理对耐磨性的影响 表面纹理的形状和方向影响有效接触面积和润滑油的 存留。一般说来，圆弧状，坑状表面纹理的耐磨性好，尖 峰状的表面纹理由于接触面压强大,耐磨性差。纹理方向 与运动方向相同，耐磨性好；纹理方向与运动方向垂直, 则耐磨性差。 3、表面冷作硬化对耐磨性的影响 表面层冷作硬化减少了摩擦副 接触部位的弹性变形和塑性变形， 因而减少了磨损，提高耐磨性， 但并不是硬化程度越高耐磨性越 好，在硬化过度时，引起组织疏松 磨损会加剧，甚至产生剥落，所以 硬化层要控制在一定的机范械制围造工。艺学第三章
1、表面粗糙度的影响 零件在空气中或腐蚀介质中常发生化学腐蚀和电化
学腐蚀，表面越粗糙则加工表面与空气和腐蚀性介质的 接触面积越大，因而抗腐蚀性能越差。 2、金属力学与物理性质的影响
加工表面的冷作硬化和残余应力都将金属表面处于高 能位的不稳定状态，容易与空气中的物质发生化学反应 而被腐蚀。
机械制造工艺学第三章
糙度。形状误差是指表面加工后的宏观几何形状误差 L/H>1000 ，属加工精度研究的范围。 机械加工的几何形貌主要包括四个方面: （1）表面粗糙度：是指加工表面的微观几何形状特征，与刀 刃形状、切削用量和切屑的形成过程有关。 L/H<50 （2）波纹度：介于形状误差和粗糙度之间的周期性几何形状 特征，与振动有关。 L/H=50—1000
这就是新机器为什么需要经过跑合阶段才能进入正 常工作状态的原因。
对于过盈配合，由于表面粗糙度的影响，会使实际
过盈量小于计算过盈量，装配时凸峰被剂掉，使实验过
盈量减小。
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第二节 影响表面粗糙度的因素及其改进措施
在切削和磨削过程中，表面粗糙度的形成由几何因素、 物理因素(表层金属的塑性变形)和工艺系统的振动决定。 一、切削加工表面粗糙度
第三章 机械加工表面质量及其控制
任何机械加工方法获得的加工表面，都不是绝对 理想的表面。既存在宏观几何形状误差，又存在微观 表面粗糙度、波度，以及表面划痕和裂纹等缺陷。
一些重要零件常在高温、高速、高应力条件下工 作，表面存在任何缺陷都可能引起应力集中、应力腐 蚀而导致零件损坏。实践证明机械零件破坏一般总是 从表面层开始的，说明零件的表面质量至关重要。
（四）表面质量对配合质量的影响
无论是间隙配合、过盈配合还是过渡配合，如果表 面粗糙度太大，则必然影响实际配合的性质。
对间隙配合，如果表面粗糙度太大，则初期磨损量 就越大，工作时间一长配合间隙就越大，以致改变原有 的配合性质，影响间隙配合的稳定性。
初期磨损Δ0与粗糙度的关系 Δ0=KRa K为比例系数
4、表面层金相组织变化影响
加工过程中，由于切削温度过高，表层金相组织会发生某 些变化，如磨淬火零件时，表层的马氏本组织要分解或出 现回火组织或出现二次淬火组织，直接影响耐磨性。
（二）表面质量对耐疲劳性的影响
1）粗糙度: 在交变载荷的作用下，零件表面的粗糙度、 划痕、裂纹等缺陷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂 纹。对受交变载荷的零件，减小表面粗糙度值可使疲劳 强度提高30—40%，表面越粗糙，搞疲劳性越差。
研究表面质量的目的，是要掌握机械加工中各种 工艺因素对表面质量影响的规律，以便应用这些规律 控制加工过程，最终达到提高表面质量提高产品使用 性能的目的。
机械制造工艺学第三章
第一节 表面质量对其使用性能的影响
一、加工表面质量的概念 包括两方面：几何形貌，表层材料的力学物理化学性能
1、表面的几何形貌 表面加工后存在三种误差：形状误差、表面波度和表面粗
由几何因素引起表面粗糙 度过大，可通过减小切削层残 留面积来解决。如减小进给量、 减小刀具的主副偏角，增大刀 具园角半径。
机械制造工艺学第三章
（二）物理因素
零件加工后实际轮廓与纯几何因素所形成的理想轮廓有较 大差别，因为在加工过程中还有塑性变形等物理因素的影响。
2）残余应力: 表面残余压应力,能部分抵削工作载荷所施 加的拉应力，延缓裂纹的扩展，因而提高零件的疲劳强 度。但残余拉应力容易使表面产生裂纹，因而降低疲劳 强度。
3）冷作硬化: 冷作硬化提高零件的疲劳强度。因为硬化 层阻碍已有裂纹的扩机械大制造和工新艺学疲第三劳章裂纹的产生。
（三）表面质量对抗腐蚀性能的影响
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机械制造工艺学第三章 图5-2
3）纹理方面 指刀纹的方向，取决于加工方法
4）表面缺陷 加工表面上出现的缺陷，如划痕、气孔、砂眼等
机械制造工艺学第三章
2、表面层材料的力学物理性能与化学性能 由于力和热的作用，表面层的力学物理性能
和化学性能将发生变化。 1）表面层金属的冷作硬化；表层金属因塑性变形而