机械加工精度及其控制ppt课件
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机械制造工艺课件第三章机械加工精度
★★★
机械制造工艺
★★★
三、影响加工精度的原始误差
机械加工时，机床、刀具、夹具和工件等组成了一个工艺系统， 工艺系统的各个部分在加工过程中，应该保持严格的相对位臵关系。 由于受到许多因素的影响，系统的各个环节难免会产生一定的偏移， 使工件和刀具间相对位臵的准确性受到影响，从而引起加工误差。 原始误差即导致工艺系统各环节产生偏移的这些因素的总称。原始 误差中，有的取决于工艺系统的初始状态，有的与切削过程有关。 当原始误差的方向发生在加工表面法线方向时，引起的加工误 差最大；当原始误差的方向发生在加工表面的切线方向时，引起的 加工误差最小，一般可以忽略不计。为了便于分析原始误差对加工 精度的影响程度，我们把对加工精度影响最大的那个方向（即通过 切削刃的加工表面的法向）称为误差的敏感方向。而把对加工精度 影响最小的那个方向（即通过切削刃的加工表面的切向）则称为误 差的不敏感方向。
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机械制造工艺
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一、加工原理误差
原理误差即是在加工中由于采用近似的加 工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而 产生的原始误差。 完全符合理论要求的加工方法，有时很难实 现，甚至是不可能的。这种情况下，只要能满 足零件的精度要求，就可以采用近似的方法进 行加工。这样能够使加工难度大为降低有利于 提高生产效率降低成本。
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机械制造工艺
ห้องสมุดไป่ตู้
★★★
3）定尺寸刀具法：是直接利用刀具的相应尺寸来 保证加工尺寸的方法。如用钻头钻孔，铰刀铰孔，用拉 刀、铣刀加工键槽等。加工尺寸精度的高低主要与刀具 的制造精度，安装精度和磨损及机床运动精度等因素有 关。这种加工方法加工精度稳定，生产率也高。 4）自动获得尺寸法：是利用测量装臵、调整装臵 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 退回停止加工的方法。
机械加工质量培训课件PPT(共 104张)
例: ①滚刀用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆 （近似的刀具轮廓）； ②模数铣刀铣齿（近似的刀具轮廓）； ③用公制丝杆车蜗杆或英制螺纹。 （近似的加工运动）
2.1 机械加工精度
i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34
例1. 在公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为 ：
z1 z2
z3 z4
P(P机 （1 床 蜗丝 杆杆 螺螺 距距 ）） ，若P=6mm，
Z 1 1,1 Z 2 0 7,Z 0 3 8,Z 0 4 1,2 求加0 工后蜗杆螺距
误差是多少？
i
P1=2
P=6
解： i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34 P ห้องสมุดไป่ตู้iP Z Z2 1Z Z3 4P1 71 0 2 800 066.2857
1）主轴回转误差。 纯径向跳动误差 轴向窜动误差 纯角度摆动误差
①主轴纯径向跳动误差对加精度的影响。 产生的主要原因：主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的
圆度误差等。 a. 切削力F的作用方向不变（见图2-5 车外圆的情形)
2
R
1
3
R3
R1 △R
o o′
理论位置
实际位置
R
4
车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。
@加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。
2.1 机械加工精度
2.1.1 概述 1、机械加工精度(简称加工精度)：是指零件在机械加工后
的几何参数(尺寸、几何形状和表面间相互位置)的实际值和理 论值相符合的程度。
2、加工误差：实际参数与理论参数的差值
2.1 机械加工精度
2.1.2 影响加工精度的因素及其分析 在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相互位置的
2.1 机械加工精度
i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34
例1. 在公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为 ：
z1 z2
z3 z4
P(P机 （1 床 蜗丝 杆杆 螺螺 距距 ）） ，若P=6mm，
Z 1 1,1 Z 2 0 7,Z 0 3 8,Z 0 4 1,2 求加0 工后蜗杆螺距
误差是多少？
i
P1=2
P=6
解： i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34 P ห้องสมุดไป่ตู้iP Z Z2 1Z Z3 4P1 71 0 2 800 066.2857
1）主轴回转误差。 纯径向跳动误差 轴向窜动误差 纯角度摆动误差
①主轴纯径向跳动误差对加精度的影响。 产生的主要原因：主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的
圆度误差等。 a. 切削力F的作用方向不变（见图2-5 车外圆的情形)
2
R
1
3
R3
R1 △R
o o′
理论位置
实际位置
R
4
车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。
@加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。
2.1 机械加工精度
2.1.1 概述 1、机械加工精度(简称加工精度)：是指零件在机械加工后
的几何参数(尺寸、几何形状和表面间相互位置)的实际值和理 论值相符合的程度。
2、加工误差：实际参数与理论参数的差值
2.1 机械加工精度
2.1.2 影响加工精度的因素及其分析 在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相互位置的
机械加工表面质量PPT51页课件
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
3. 表面纹理对耐磨性的影响
表面纹理的形状及刀纹方向对耐磨性的影响，纹理形状及刀纹方向影响有效接触面积与润滑液的存留。
4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响
金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而影响零件的耐磨性。
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
2.表面层冷作硬化与残余应力对耐疲劳性的影响 适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度； 残余应力有拉应力和压应力之分， 残余拉应力：易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度。 残余压应力：能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
*
衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项： 1）表面层的显微硬度H； 2）硬化层深度h； 3）硬化程度N N=(H-H0)/H0×100％ 式中 H0——工件原表面层的显微硬度。
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
总结:
*
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
刀尖圆弧半径rε 主偏角kr、副偏角kr′ 进给量f
5.3 影响加工表面粗糙度的因素
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
图5-1 磨损过程的基本规律
*
3. 表面纹理对耐磨性的影响
表面纹理的形状及刀纹方向对耐磨性的影响，纹理形状及刀纹方向影响有效接触面积与润滑液的存留。
4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响
金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而影响零件的耐磨性。
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
2.表面层冷作硬化与残余应力对耐疲劳性的影响 适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度； 残余应力有拉应力和压应力之分， 残余拉应力：易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度。 残余压应力：能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
*
衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项： 1）表面层的显微硬度H； 2）硬化层深度h； 3）硬化程度N N=(H-H0)/H0×100％ 式中 H0——工件原表面层的显微硬度。
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
总结:
*
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
刀尖圆弧半径rε 主偏角kr、副偏角kr′ 进给量f
5.3 影响加工表面粗糙度的因素
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
图5-1 磨损过程的基本规律
机械加工精度PPT课件
• *原始误差的
分类归纳如下：
图7.1为活塞销孔精镗工序中的各种原始误差：
图7.2以车削为例说明原始误差与加工误差的关系。 (图中实线为刀尖正确位置，虑线为误差位置。)
• 图7.2(a)刀尖位移△Z与加工半径误差 △ R的关系：R2 + △ Z2＝（R+ △ R）2
化简推导得： △ R≈ △Z2/(2R) • 图7.2(b)刀尖位移△Y与加工半径误差 △ R’的关系：△ R’ =△Y
二 近似折线代替渐开线。 )
7.2.2机床误差
机床误差是指在无切削负荷下，来自
机床本身的制造误差、安装误差和磨损。 其常见形式：
主轴回转误差、导轨误差和传动链误差
7.2.2.1主轴回转误差
⑴主轴回转误差的概念
• (图7.3 机床主轴回转误差的类型)
• 纯径向跳动：实际回转轴线始终平行于理想回转轴线，在一个平 面内作等幅的跳动。
* 7.2.3.2
工艺系统 受力对加 工精度的 影响
⑴切削过程 中力作用位 置的变化对 加工精度的 影响 (见 图7.18)
• 图7.19 表示内圆 磨床、卧 式镗床上 加工时工 艺系统受 力变形随 受力点位 置变化而 变化的情 况。
⑵切削过程中受力大小变化对加工精度的影响
• 图7.20为车削有椭圆形圆度误差的短圆柱毛 坯外圆，刀尖调整到要求尺寸(图中虚线位 置)，在工件的每一转中切深由毛坯长半径 的最大值 变化到短半径的最小值 时， 切削力也就是由最大 的变化到最小 的， 由Y=FY/K可知切削力变化引起对应的让刀 变形Y1 、Y2 。
7.2.2.2导轨误差
⑴导轨在垂直面内的直线度误差
•
卧式车床或外圆
磨床的导轨垂直面内
有直线度误差，是误
分类归纳如下：
图7.1为活塞销孔精镗工序中的各种原始误差：
图7.2以车削为例说明原始误差与加工误差的关系。 (图中实线为刀尖正确位置，虑线为误差位置。)
• 图7.2(a)刀尖位移△Z与加工半径误差 △ R的关系：R2 + △ Z2＝（R+ △ R）2
化简推导得： △ R≈ △Z2/(2R) • 图7.2(b)刀尖位移△Y与加工半径误差 △ R’的关系：△ R’ =△Y
二 近似折线代替渐开线。 )
7.2.2机床误差
机床误差是指在无切削负荷下，来自
机床本身的制造误差、安装误差和磨损。 其常见形式：
主轴回转误差、导轨误差和传动链误差
7.2.2.1主轴回转误差
⑴主轴回转误差的概念
• (图7.3 机床主轴回转误差的类型)
• 纯径向跳动：实际回转轴线始终平行于理想回转轴线，在一个平 面内作等幅的跳动。
* 7.2.3.2
工艺系统 受力对加 工精度的 影响
⑴切削过程 中力作用位 置的变化对 加工精度的 影响 (见 图7.18)
• 图7.19 表示内圆 磨床、卧 式镗床上 加工时工 艺系统受 力变形随 受力点位 置变化而 变化的情 况。
⑵切削过程中受力大小变化对加工精度的影响
• 图7.20为车削有椭圆形圆度误差的短圆柱毛 坯外圆，刀尖调整到要求尺寸(图中虚线位 置)，在工件的每一转中切深由毛坯长半径 的最大值 变化到短半径的最小值 时， 切削力也就是由最大 的变化到最小 的， 由Y=FY/K可知切削力变化引起对应的让刀 变形Y1 、Y2 。
7.2.2.2导轨误差
⑴导轨在垂直面内的直线度误差
•
卧式车床或外圆
磨床的导轨垂直面内
有直线度误差，是误
机械加工质量及其控制概述ppt68页课件
第一节 概述
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
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
机械工艺课件--§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 3.工艺系统刚度曲线
实际上，不仅加工表面的法向力F 法能够引起y 法 ， 其它切向分力也能引起沿工件加工面法向的变形。
第17次课
教学课型：理论课
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 3.工艺系统刚度曲线
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 2.工艺系统刚度对加工精度的影响
⑵切削力大小变化引起的加工误差（单一因素） ⑵切削力大小变化引起的加工误差
误差复映：指工件加工后得 到的误差与加工前的误差相似，
ap1 Δ1
毛坯外形 工件外形
但误差值较小这种现象。
椭圆形毛坯加工后的圆度误 差为：
Δg 1 k法 ( F p1 F p 2 )
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
二、各种力引起的加工误差 5.测量力
试切法加工中，测量力使测量触头与工件表面产生 接触变形，测量不准而造成加工误差。
第17次课
教学课型：理论课
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
工艺系统刚度及其对加工精度的影响
ap—背吃刀量；
f—进给量； HB—工件的材料硬度。
第17次课
教学课型：理论课
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 2.工艺系统刚度对加工精度的影响
⑵切削力大小变化引起的加工误差
当工件材料硬度均匀，刀具、切削条件及进给量不 变时， C Fp
加、卸载曲线不重合，其包容面积说明损失在内部摩
实际上，不仅加工表面的法向力F 法能够引起y 法 ， 其它切向分力也能引起沿工件加工面法向的变形。
第17次课
教学课型：理论课
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 3.工艺系统刚度曲线
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 2.工艺系统刚度对加工精度的影响
⑵切削力大小变化引起的加工误差（单一因素） ⑵切削力大小变化引起的加工误差
误差复映：指工件加工后得 到的误差与加工前的误差相似，
ap1 Δ1
毛坯外形 工件外形
但误差值较小这种现象。
椭圆形毛坯加工后的圆度误 差为：
Δg 1 k法 ( F p1 F p 2 )
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
二、各种力引起的加工误差 5.测量力
试切法加工中，测量力使测量触头与工件表面产生 接触变形，测量不准而造成加工误差。
第17次课
教学课型：理论课
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
工艺系统刚度及其对加工精度的影响
ap—背吃刀量；
f—进给量； HB—工件的材料硬度。
第17次课
教学课型：理论课
第五章
机械加工精度
§5-4 工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制
一、工艺系统刚度及其对加工精度的影响 2.工艺系统刚度对加工精度的影响
⑵切削力大小变化引起的加工误差
当工件材料硬度均匀，刀具、切削条件及进给量不 变时， C Fp
加、卸载曲线不重合，其包容面积说明损失在内部摩
机械加工质量分析与控制课件
质量评估方法的优势
能够全面了解机械加工过程和产品的质量情况，找出影响质量的因素并 采取相应的措施进行改进，提高加工过程的稳定性和产品质量的可靠性。
PART 03
机械加工质量控制技术
加工参数优化
切削参数优化
根据工件材料、刀具材料和加工 条件，选择合适的切削速度、进 给速度和切削深度，以提高加工 效率和加工质量。
案例二：某生产线上的加工质量控制
总结词
通过引入自动化检测设备和加工监控系统，确保生产线上的产品质量稳定。
详细描述
某生产线在加工过程中，产品质量不稳定，合格率波动较大。为了解决这一问题， 引入了先进的自动化检测设备和加工监控系统。这些设备可以实时监测加工过程 中的各项参数，及时发现并纠正异常，确保产品质量稳定。
精细化检验标准
制定更加精细化的检验标准和方法，提高检 验的准确性和可靠性，确保机械加工质量符 合要求。
全过程质量控制模式
全过程质量追溯
建立全过程的质量追溯体系，对机械加工过程中的每一个 环节进行记录和追溯，便于质量问题的定位和解决。
01
全过程监控与评估
对机械加工全过程进行实时监控和评估， 及时发现和解决潜在的质量问题，确保 加工质量的稳定性和可靠性。
自动化检测与修正
利用机器视觉和自动化检测技术，实现机械加工零件的自动检测和 误差修正，提高加工精度和一致性。
精细化质量控制标准
精细化工艺参数控制
对机械加工过程中的各项工艺参数进行精细 化控制，确保工艺参数的稳定性和准确性， 提高加工质量。
精细化材料质量控制
加强材料采购、存储和使用等环节的管理，确保材 料质量的稳定性和可靠性，降低因材料问题导致的 质量风险。
加工误差补偿
误差建模
能够全面了解机械加工过程和产品的质量情况，找出影响质量的因素并 采取相应的措施进行改进，提高加工过程的稳定性和产品质量的可靠性。
PART 03
机械加工质量控制技术
加工参数优化
切削参数优化
根据工件材料、刀具材料和加工 条件，选择合适的切削速度、进 给速度和切削深度，以提高加工 效率和加工质量。
案例二：某生产线上的加工质量控制
总结词
通过引入自动化检测设备和加工监控系统，确保生产线上的产品质量稳定。
详细描述
某生产线在加工过程中，产品质量不稳定，合格率波动较大。为了解决这一问题， 引入了先进的自动化检测设备和加工监控系统。这些设备可以实时监测加工过程 中的各项参数，及时发现并纠正异常，确保产品质量稳定。
精细化检验标准
制定更加精细化的检验标准和方法，提高检 验的准确性和可靠性，确保机械加工质量符 合要求。
全过程质量控制模式
全过程质量追溯
建立全过程的质量追溯体系，对机械加工过程中的每一个 环节进行记录和追溯，便于质量问题的定位和解决。
01
全过程监控与评估
对机械加工全过程进行实时监控和评估， 及时发现和解决潜在的质量问题，确保 加工质量的稳定性和可靠性。
自动化检测与修正
利用机器视觉和自动化检测技术，实现机械加工零件的自动检测和 误差修正，提高加工精度和一致性。
精细化质量控制标准
精细化工艺参数控制
对机械加工过程中的各项工艺参数进行精细 化控制，确保工艺参数的稳定性和准确性， 提高加工质量。
精细化材料质量控制
加强材料采购、存储和使用等环节的管理，确保材 料质量的稳定性和可靠性，降低因材料问题导致的 质量风险。
加工误差补偿
误差建模
《机械加工技术》课件
促进产业发展
机械加工技术的发展对于推动相 关产业的发展具有重要意义，如 汽车、航空航天、电子等产业。
机械加工技术的发展历程
传统机械加工
传统机械加工主要依靠手工操作和简单的机械装置，加工精度和效率较低。
数控加工
随着计算机技术的不断发展，数控加工技术逐渐兴起，实现了加工过程的自动化和智能 化。
智能制造
切削刀具磨损形式
包括磨料磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损等，这些磨损形 式相互作用，共同影响着刀具的寿命。
2023
PART 03
机械加工工艺流程
REPORTING
毛坯制造技术
铸造技术
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却凝固后形 成毛坯。
锻造技术
通过施加外力使金属坯料变形，以获得所需形 状和性能的毛坯。
切削速度、进给量和切削 深度，是衡量切削运动大 小的三个重要参数。
切削用量选择原则
根据工件材料、加工精度 和刀具材料等条件，合理 选择切削用量，以提高加 工效率和降低成本。
刀具材料与几何参数
刀具材料的种类
01
常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷和立方氮化硼等。
刀具几何参数
02
包括前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等，对切削力、切
特点
机械加工技术具有高效、高精度、高 自动化的特点，能够满足各种复杂、 精密的零件加工需求，是现代制造业 中不可或缺的重要环节。
机械加工的重要性
保障产品质量
机械加工能够保证零件的尺寸、 形状和性能要求，提高产品的质 量和可靠性。
提高生产效率
通过高效的机械加工，可以快速 、准确地完成大量零件的加工， 提高生产效率，降低生产成本。
PART 05
机械加工质量控制与检测PPT课件
❖工艺系统：机床、夹具、刀具、工件
❖ 质量控制的重点：工艺过程的正确性、 操作者的技能和经验
大连职业技术学院
4
绪论
例如：加工有色金属右旋梯形 螺纹螺母时，表面粗糙度达不 到要求？
关键
学习如何在加工过程中 实施质量“控制”
大连职业技术学院
5
绪论
（二）检测 ❖目的：量具、仪器或专用检具对加工好
的零件进行检测、比较，得到误 差值或判断其是否符合质量要求 的过程
❖ 检测方法：
检测原理
复杂的计算
查表
经验公式
❖掌握各种精度指标项目的定义—获得检测原 理—确定检测方法—选取相应的量具及辅助 工具—获取正确的误差值—数据分析处理— 得出检测结论—对工艺过程进行指导
大连职业技术学院
6
目录
1
加工质量控制基础
2
检测技术基础
3
几何量误差检测
4
各类毛坯的检测
5 典型零件加工质量控制与检测
直线度 形
状 平面度
无
平行度
有
定
位
垂直度
有
无
向 倾斜度
有
公 圆度 差 圆柱度
形状 或位 置公
差
线轮廓 度
面轮廓 度
无 无 有或无 有或无
置
位置度
定 同轴度
公 位 对称度
圆跳动
差跳 动 全跳动
有或无 有 有 有 有
13
1.1 零件的使用性能与加工质量
1.1.2零件加工质量
（二）表面质量的概念 1、表面层的几何形状
表面粗糙度：表面微观几何形状误差，其波长与波高的比值在 L1/H1＜40的范围内，波距<1mm。由刀刃切削后形成。 表面波度：介于加工精度（宏观几何形状误差L3/H3 = 1000）和表 面粗糙度间的一种带有周期性的几何形状误差，其波长与波高的比值 在40＜L2/H2＜1000的范围，波距=1~10mm。由工艺系统的振动引起。 纹理方向： 表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的 机械加工方法。 伤痕：加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如：砂眼、气孔、 裂痕等。
❖ 质量控制的重点：工艺过程的正确性、 操作者的技能和经验
大连职业技术学院
4
绪论
例如：加工有色金属右旋梯形 螺纹螺母时，表面粗糙度达不 到要求？
关键
学习如何在加工过程中 实施质量“控制”
大连职业技术学院
5
绪论
（二）检测 ❖目的：量具、仪器或专用检具对加工好
的零件进行检测、比较，得到误 差值或判断其是否符合质量要求 的过程
❖ 检测方法：
检测原理
复杂的计算
查表
经验公式
❖掌握各种精度指标项目的定义—获得检测原 理—确定检测方法—选取相应的量具及辅助 工具—获取正确的误差值—数据分析处理— 得出检测结论—对工艺过程进行指导
大连职业技术学院
6
目录
1
加工质量控制基础
2
检测技术基础
3
几何量误差检测
4
各类毛坯的检测
5 典型零件加工质量控制与检测
直线度 形
状 平面度
无
平行度
有
定
位
垂直度
有
无
向 倾斜度
有
公 圆度 差 圆柱度
形状 或位 置公
差
线轮廓 度
面轮廓 度
无 无 有或无 有或无
置
位置度
定 同轴度
公 位 对称度
圆跳动
差跳 动 全跳动
有或无 有 有 有 有
13
1.1 零件的使用性能与加工质量
1.1.2零件加工质量
（二）表面质量的概念 1、表面层的几何形状
表面粗糙度：表面微观几何形状误差，其波长与波高的比值在 L1/H1＜40的范围内，波距<1mm。由刀刃切削后形成。 表面波度：介于加工精度（宏观几何形状误差L3/H3 = 1000）和表 面粗糙度间的一种带有周期性的几何形状误差，其波长与波高的比值 在40＜L2/H2＜1000的范围，波距=1~10mm。由工艺系统的振动引起。 纹理方向： 表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的 机械加工方法。 伤痕：加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如：砂眼、气孔、 裂痕等。
机械加工质量及其控制培训课件
机械加工质量的控制是提高产品质量的关键环节。
质量标准
机械加工质量的定义：指机械加工产品满足设计要求、技术标准和客户需求的程度
质量标准分类：国家标准、行业标准、企业标准、客户标准等
质量标准制定依据：产品设计要求、技术标准、客户需求、生产工艺等
质量标准评价方法：检验、测量、试验、分析等方法，对机械加工产品进行质量评价和检验
03
培训效果评估：考核、反馈、改进等
04
检测方法
01
目视检测：通过肉眼观察零件表面，判断是否存在缺陷
03
仪器检测：使用光学显微镜、电子显微镜等仪器观察零件表面，判断是否存在缺陷
02
量具检测：使用卡尺、千分尺等量具测量零件尺寸，判断是否合格
04
试验检测：通过模拟实际使用环境，测试零件的性能和可靠性，判断是否合格
行业标准：机械加工行业相关标准
企业标准：企业内部制定的质量检测标准
问题分析
B
D
AБайду номын сангаас
C
加工精度问题：加工精度不足，导致产品不合格
加工成本问题：加工成本过高，影响企业效益
加工效率问题：加工效率低下，影响生产进度
加工环境问题：加工环境恶劣，影响员工健康和安全
改进措施
01
优化工艺流程：合理规划加工步骤，提高效率
02
提高设备精度：定期维护和保养设备，确保加工精度
03
加强人员培训：提高员工技能水平，减少人为误差
04
引入质量管理体系：建立完善的质量管理体系，确保质量控制有效进行
持续改进
持续改进的概念：持续改进是一种持续、系统地改进产品质量、工艺和生产效率的方法。
01
持续改进的方法：包括PDCA循环、六西格玛管理、精益生产等。
大连理工大学机械制造技术基础课件(机械加工精度)
主轴回转误差的基本形式
• 轴向窜动 • 纯径向跳动 • 纯角度摆动
实际上主轴回转误差是上述三种形式误差的合成。由于主轴实际
回转轴线在空间的位置是在不断变化的，由上述三种运动所产生的 位移（即误差）是一个瞬时值。
（2）主轴回转误差对加工精度的影响 车间所有机床，我们分为：
工件回转类
车床
误差敏感
方向不变
原始误差产生加工误差的根源，它包括：
工艺系统静误差 工艺系统几何误差
机床几何误差 刀具几何误差 夹具几何误差
原理误差
调整误差
•主轴回转误差 •导轨误差 •传动链误差
•一般刀具 •定尺寸刀具 •成形刀具 •展成法刀具
• 试切法 •调整法
测量误差
定位误差 工艺系统力变形
•外力作用点变化 •外力方向变化 •外力大小变化
导轨垂直面直线度
ΔR
d d/2 R
ΔZ
垂直平面
图4－10 导轨在垂直面内直线度误差
结论：
原始误差引起工件相对于刀具产生相对位移，若 产生在加工表面法向方向（误差敏感方向），对加工 精度有直接影响；产生在加工表面切向方向（误差非 敏感方向） ，可忽略不计。
对平面磨床，龙门刨床
及铣床等，导轨在垂直面内
•轴向窜动 •径向跳动 •角度摆动
机床几何误差
机床导轨误差
•水平面内直线度 •垂直面内直线度 •前后导轨的平行度
机床传动链误差
•内联传动链始末两 端传动元件间相对 运动误差
1、机床导轨误差
机床导轨是机床中确定某些主要部件相对位置的 基准，也是某些主要部件的运动基准。
机床导轨误差的基本形式
•水平面内的直线度 •垂直面内的直线度 •前后导轨的平行度
机械加工工艺ppt课件
薄壁套夹紧变形
38
◆ 重力影响 【例】龙门铣横梁
解决：变形补偿
龙门铣横梁变形
龙门铣横梁变形补偿
39
40
◆ 传动力与惯性力影响
➢ 理论上不会产生 圆度误差（但会产 生圆柱度误差） ➢周期性的力易会 引起强迫振动
z
l a）
Fcd
φ Fcd
R Fc yFcd Fp y r
Y
O″ Fp rcd=Fcd / kc
Fc Fc / kc
29
2、工艺系统受力变形对加工精度的影响 （1）切削力作用点位置变化引起工件形状误差 B′
A′
yx
ytj ywz
Δx
A FA
x
C
B
C′
FB
Fp
L
工艺系统变形随受力点变化规律
30
工件刚度小-------腰鼓形 工件刚度大-------马鞍形
31
(2)误差复映规律
切削加工中，由于 毛坯本身的误差（形状 或位置）使切削深度不 断变化，从而引起切削 力的变化，促使工艺系 统产生相应的变形，因 而工件表面上保留了与 毛坯表面类似的形状和 位置误差，但加工后残 留的误差比毛坯误差从 数值上大大减少了，这 一现象称为“误差复映”
16
8）提高主轴回转精度的措施 ➢提高主轴部件的制造精度
首先应提高轴承的回转精度．其次是提高箱体支承孔、 主轴轴颈和与轴承相配合有关表而的加工精度。此外，还 可在装配时先测出滚动轴承及主轴锥孔的径向圆跳动，然 后调节径向圆跳动的方位，使误差相互补偿或抵消，以减 少轴承误差对主轴回转精度的影响。 ➢对滚动轴承进行预紧，消除间隙
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
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刀具磨损
测量误差
工件残余应力引起的变形
原始误差构成
6
2.1.2 影响加工精度的原始误差及分类
热变形
对刀误差 F
夹紧误差 设计基准
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
7
2.1.3 误差敏感方向
工艺系统原始误差方向不同 ，对加工精度的影响程度也不 同。对加工精度影响最大的方 向，称为误差敏感方向。
加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数（尺 寸、形状和表面间的相互位置）符合程度。 加工误差：零件的实际几何参数与理想几何参数的偏差。 两者关系 ：
两者从不同角度来评定加工零件的几何参数。加工精度的 高低是由加工误差的小大来表示的，保证和提高加工精度 问题，实际上是限制和降低加工误差问题。
S
空间曲面数控加工
采了近的成型运动或近的刀刃轮廓，常常可以简化机床结构或刀具
形状，或可提高生产率，有时还可得到较高加工精度。故在生产中广
原始误差分类
与工艺系统原始状 态有关的原始误差 (几何误差)
原始 误差
与工艺过程有关的 原始误差(动误差)
原理误差
定位误差 调整误差 刀具误差
工件相对于刀具静止状态下 的误差
夹具误差 机床误差
主轴回转误差 工件相对于
导轨导向误差 刀具运动状
传动误差
态下的误差
工艺系统受力变形（包括夹紧变形）
工艺系统受热变形
全面质量管理基本观点
➢ 质量第一 ➢ 一切为用户服务 ➢ 质量形成于生产全过程 ➢ 质量好坏凭数据说话 ➢ 预防为主，防检结合 ➢ 以人为本 ➢ 动态管理
10
2.1.5 全面质量管理（TQM）
ISO9000质量标准
➢ ISO9000是国际标准化组织（ISO）制定的质量标准体 系，它由一系列质量标准组成，其中最主要和应用最广 泛的有6项标准，各项质量标准之间的关系如图所示。
尺寸精度、形状精度和位置精度三者之间关系：
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。
工艺系统:
在机械加工时，机床、刀具，夹具和工件构成一个完整的系统，为工艺系统。
2
2.1.1 机械加工精度
加工质量
加工精度
尺寸精度 形状精度 位置精度
（通常形状误差限制在位置公差内，位 置公差限制在尺寸公差内）
表面质量
表面几何形状精度
表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）
表面缺陷层
表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力
加工质量包含的内容
3
2.1.1 机械加工精度
第2章 机械加工精度及其控制
本章要点
影响加工误差的因素 工艺系统几何误差 工艺系统受力变形 工艺系统热变形 加工误差的统计分析 提高加工精度途径
1
机械制造工艺学
第2章 机械加工精度及其控制
Analysis and Control of Machining Precision
2.1 概述
Introduction to Machining Precision
第2章 机械加工精度及其控制
Analysis and Control of Machining Precision
2.2 工艺系统几何精度对 加工精度的影响
Geometric Precisions of Technological System and its influence to machining
工艺系统误差与加工误差关系 (因果关系)
工艺系统中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同的程度和方式反映 为加工误差，工艺系统的误差时”因”,是根源；加工误差是“果”，是表现。
5
2.1.2 影响加工精度的原始误差及分类
原始误差—— 引起加工误差的根本原因是工艺系统存在
着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。
Precision
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ13
2.2.1 加工原理误差
加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃 轮廓进行加工而产生的误差。
➢ 例如在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件（见图）
S 8Rh
式中 R ——球头刀半径； h ——允许的残留高度。
➢ 又如用阿基米德蜗杆滚刀滚切 渐开线齿轮
h
ISO9000
指导性文件
ISO8402 名词术语
ISO9001 ISO9002 ISO9003 认证标准
ISO9004 ISO9000族质量标准相互关系
基础性文件
11
2.1.5 全面质量管理（TQM）
➢ ISO9000 质 量 体 系 认 证 可 以 对 ISO9001 、 ISO9002 和 ISO9003中任意一个进行认证。这3个认证标准在内容上 是逐次包容的。
误差敏感方向一般为已加工 表面过切削点的法线方向。
图中：
RY
Y 2 2 R0
RX X
显然：
RX RY
Ｏ
a）
Y
X ΔR
Ｏ
X
b）
Y
ΔR =ΔX
误差敏感方向
8
ΔY
2.1.4 研究加工质量的方法
物理方法
◆ 理论方法：运用物理学和力学原理，分析研究某一个 或某几个因素对加工精度或表面质量的影响。 ◆ 试验方法：通过试验或测试，确定影响各因素与加工 质量指标之间的关系。
数学方法
◆ 统计分析方法：运用数理统计原理和方法，根据被 测质量指标的统计性质，对工艺过程进行分析和控制。 实际生产中上述两种方法常常结合起来应用。
9
2.1.5 全面质量管理（TQM）
全面质量管理概念
一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，通过让顾 客满意和本组织成员及社会受益而达到长期成功的管理 途径。
ISO9001（20项） ISO9002（18项） ISO9003（12项）
内管质 标检检检不处质
过改内
设 合 采部理量文记测验验 合理量培统程进 部 服
计 同 购产职系件跟试装记 格交记训计控活 控 务
品责统 踪验置录品货录
制动制
ISO9001、ISO9002、ISO9003之间的关系
12
机械制造工艺学
加工精度的合理制定 ：
一般加工精度越高则加工成本相对越高，生产效率则相对越低，因此设计 人员应根据零件的使用要求，合理规定零件的加工精度，工艺人员则根据 设计要求生产条件适当的工艺方法以保证加工误差不超过允许范围，并尽
量提高生产率和降低成本 。
4
2.1.1 机械加工精度
加工精度内容：
尺寸精度 形状精度 位置精度