工业生产过程机械加工表面质量和加工精度
机械加工精度与表面质量分析
机械加工精度与表面质量分析机械加工是制造业中常见的一种工艺，它对于零件的精度和表面质量要求非常高。
机械加工精度和表面质量的好坏直接影响到零件的使用效果和寿命。
本文将从机械加工精度和表面质量的定义、影响因素、提高方法等方面进行阐述。
1. 机械加工精度的定义机械加工精度指的是加工零件的尺寸和形状与设计要求之间的偏差程度。
一般来说，机械加工精度分为三个方面：形位精度、尺寸精度和粗糙度。
形位精度是指零件各个面、轴线和孔中心轴线之间的位置关系，包括平行度、垂直度、圆度、同心度等。
尺寸精度是指零件在加工过程中的实际尺寸与设计尺寸之间的偏差，包括直线度、平面度、圆度等。
粗糙度是指加工表面的光洁度，也就是表面的起伏程度，常用Ra值来表示。
粗糙度越小，表面越光滑。
2. 影响机械加工精度的因素机械加工精度受到多种因素的影响，包括机床的精度、刀具的强度和刚度、切削工况、刀具磨损和材料性质等。
其中，机床的精度是机械加工精度的基础，如刚性、传动精度等。
刀具的强度和刚度决定了切削力和振动情况，对加工精度影响较大。
切削工况包括切削速度、进给量和切削深度，不同工况会引起不同的加工精度。
此外，刀具磨损和材料性质也会影响加工精度。
3. 机械加工表面质量的定义机械加工表面质量是指零件在机械加工过程中获得的表面光洁度和形貌特征。
表面质量的好坏通常通过表面粗糙度和表面形貌来衡量。
表面粗糙度是指在单位表面积内，表面起伏的最小值与最大值之差。
通常使用Ra值来表示，Ra值越小，表面质量越好。
表面形貌是指加工表面的纹理和形态特征，如划痕、疤痕等。
表面质量的好坏直接影响到零件的摩擦、磨损、密封性能等。
4. 影响机械加工表面质量的因素机械加工表面质量的好坏与多种因素有关。
首先，刀具的磨损和切削参数会直接影响表面粗糙度。
刀具磨损会增加切削力和振动，导致表面粗糙度增加。
其次，材料的硬度和韧性对表面质量有重要影响。
硬度高的材料加工困难，容易产生划痕和裂纹。
CNC机床加工中的加工能力与精度评估
CNC机床加工中的加工能力与精度评估CNC（Computer Numerical Control）机床是一种利用计算机控制的自动化机械设备，广泛应用于工业生产中的加工过程。
在CNC机床加工中，加工能力和精度是评估其性能和质量的重要指标。
本文将就CNC机床加工中的加工能力和精度评估进行探讨。
一、加工能力评估CNC机床的加工能力评估主要涉及加工速度、加工粗糙度和加工精度等方面。
1. 加工速度加工速度是指CNC机床在单位时间内完成加工任务所需的时间。
一般而言，加工速度越快，生产效率越高。
在评估加工速度时，需要考虑机床的加工切削力、加工刚度以及刀具与工件之间的接触情况等因素。
2. 加工粗糙度加工粗糙度是指在CNC机床加工过程中，工件表面的粗糙程度。
评估加工粗糙度需要考虑加工刀具的刃口质量、加工速度和切削参数等因素。
合理的加工工艺和精确的加工参数可以有效控制加工粗糙度。
3. 加工精度加工精度是指CNC机床加工件与设计要求之间的偏差。
在评估加工精度时，常用的指标包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
加工精度受到机床自身精度、刀具磨损和刀具刚度等因素的影响。
二、精度评估CNC机床的精度评估主要涉及工件的尺寸精度、位置精度和形状精度等方面。
1. 尺寸精度尺寸精度是指工件在设定的尺寸范围内的偏差程度。
评估尺寸精度需要进行测量和比对工件实际尺寸与设计尺寸的差异。
常用的测量工具包括千分尺、卡尺、测微计等。
2. 位置精度位置精度是指工件不同位置间的位置关系是否满足设计要求。
评估位置精度需要检测工件表面上的特定点之间的距离和角度。
在CNC机床加工中，位置精度受到机床运动系统、定位装置和切削力等因素的影响。
3. 形状精度形状精度是指工件所具有的特定形状与设计要求之间的一致性。
评估形状精度时，需要测量并比对工件实际形状与设计形状的差异。
常用的测量方法包括三坐标测量、轮廓仪测量等。
三、加工能力与精度的关系加工能力与精度密切相关，加工能力的提升可以提高精度水平。
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。
机械加工中的表面质量与精度控制技术
机械加工中的表面质量与精度控制技术质量和精度的控制是机械加工中的重要环节,主要从当前机械加工精度的概念和内容出发,分析机械加工过程中产生误差的原因,力图探索在机械加工的过程中如何才能提高加工的质量,并且加强对加工过程的精度控制,从而提高整体加工水平。
标签：机械加工;表面质量;精度控制中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）180174011 机械加工精度概述机械加工精度是指工件在机械加工后的实际几何参数与零件图纸所规定的理想值之间的符合程度,如果它们之间存在不相符的程度则就称为加工误差。
机械的加工精度包括了三方面因素:首先是尺度因素,尺度因素限制加工表面和基准间尺寸的误差;其次是几何形状精度,主要是指限制加工表面的宏观性状的误差,从而达到提高机械加工表面质量的目的；最后是相互位置的精度,主要是指限制加工表面和其基准间的相互位置误差。
机械加工误差的大小反映了机械加工的精度高低。
2 影响机械加工质量和精度的因素及对策2.1 机床的几何误差在机械加工的过程中对工件的成形操作加工一般都是在机床上完成的,因此,机械加工品的机床几何误差直接会影响最终的加工质量和精度。
直接影响机械加工质量和精度的因素主要是主轴回转误差以及传动链误差。
从主轴回转误差来看,轴承本身的是指主轴在各个瞬间的实际回转轴线相对于其平均回转轴线的误差。
从传动链误差来看,主要是指传动链的始末两端传动元件之间相互运动产生的误差。
2.2 定位误差定位误差包括了两方面内容,分别是基准不重合誤差和定位副制造不准确误差。
在机床上对工件进行加工的过程中,需要将几何要素作为定位标准,当选择的定位基准和设计基准之间存在误差时就会产生基准不重合的误差。
另外夹具上的定位元件不可能完全准确,其实际尺寸都在允许范围内变动,当超过允许范围时就会造成较大的定位误差。
2.3 刀具的几何误差刀具在使用的过程中难免会产生磨损,从而在机械加工的过程中造成工件的尺寸以及形状的误差,最终影响了加工的质量和精度。
机械零件加工存在的问题及对策
机械零件加工存在的问题及对策
随着工业化的发展，机械零件作为机械设备的重要组成部分，其加工质量直接影响着整个设备的性能和使用寿命。
在机械零件加工过程中，经常会出现一些问题，例如加工精度不高、表面粗糙度较大、加工效率低下等，这些问题不仅影响了零件的质量，还增加了生产成本和时间成本。
针对机械零件加工存在的问题，急需采取相应的对策来解决，以提高加工质量和效率。
一、加工精度不高
在机械零件加工过程中，加工精度不高是一个比较常见的问题。
这主要是由于加工设备的精度不高、刀具磨损严重、加工过程中受到振动等因素影响造成的。
对此，可以采取以下对策来解决：
1. 选用高精度的加工设备和刀具，确保加工精度；
2. 加强设备维护保养，及时更换磨损严重的刀具；
3. 采取减少振动的措施，例如增加刚性支撑、改善加工环境等。
二、表面粗糙度较大
1. 适当降低加工速度，提高切削质量；
2. 选择合适的切削液，并及时更换；
3. 定期检查和更换磨损严重的刀具，保持刀具的良好状态。
三、加工效率低下
1. 优化加工工艺，合理安排加工顺序，提高生产效率；
2. 及时更换老化的加工设备，提高生产效率；
3. 加强操作员的培训和技术指导，提高操作技术水平。
四、设备故障频发
设备故障频发也是机械零件加工中的常见问题。
造成设备故障频发的原因主要有设备老化、设备维护不到位、工作环境不清洁等。
对此，可以采取以下对策来解决：
1. 及时更换老化的设备，提高设备可靠性；
2. 加强设备的维护保养工作，确保设备的良好状态；
3. 保持工作环境的清洁整洁，减少设备故障发生的概率。
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
机械加工表面质量管理中的不足及其优化措施
机械加工表面质量管理中的不足及其优化措施【摘要】机械加工表面质量管理一直存在着不足之处，主要体现在工艺控制不够严密、设备精度不够高、操作流程不够优化等方面。
造成这些不足的原因主要包括人为因素、设备问题、工艺参数设置不当等。
针对这些问题，可以通过加强工艺控制、提高设备精度、优化操作流程等优化措施来改善表面质量管理。
加强工艺控制可以确保每一道工序都按照标准进行，提高设备精度可以保证加工出来的零件尺寸精准，优化操作流程可以提高生产效率。
优化表面质量管理可以提高产品质量、降低生产成本，对于企业发展具有重要意义。
展望未来，我们可以进一步研究新的优化措施，提高表面质量管理的水平，推动企业发展。
【关键词】机械加工、表面质量管理、不足、优化措施、工艺控制、设备精度、操作流程、总结、展望未来。
1. 引言1.1 背景介绍机械加工表面质量管理是机械加工过程中的重要环节，直接影响产品的质量和性能。
在当前的工业生产中，机械加工表面质量管理存在着各种不足之处，需要进一步进行优化和改进。
由于加工过程的复杂性和多样性，表面质量管理不仅涉及到加工工艺的选择和控制，还需要考虑设备精度和操作流程等方面的影响。
随着市场需求的不断增长和技术的不断进步，许多企业都在不断提升产品的质量和精度要求。
对于机械加工表面质量管理的重要性也日益凸显。
只有不断改进和优化机械加工表面质量管理，企业才能在竞争激烈的市场中立于不败之地。
本文旨在分析当前机械加工表面质量管理中存在的不足，探讨不足的原因，并提出相应的优化措施，以期为提升产品质量和企业竞争力提供参考和帮助。
1.2 研究目的本研究的目的是探讨机械加工表面质量管理中存在的不足，并提出相应的优化措施，以提高加工表面质量，降低成本。
通过深入研究机械加工表面质量管理存在的问题和原因，我们旨在找到有效的解决方案，从而提高生产效率和产品质量。
通过加强工艺控制、提高设备精度和优化操作流程等措施，我们希望能够为机械加工行业提供可行的改进方案，为企业的可持续发展和竞争力提供支持。
第五章 机械加工表面质量讲解
影响零件的耐磨性。
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5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响 （二）表面质量对零件疲劳强度的影响
1. 表面粗糙度对疲劳强度的影响
表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。 对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。
（一）加工 表面层的冷作硬化
1.表面层冷作硬化的产生
冷作硬化：机械加工时，工件表面层金属受到切 削力的作用产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶 粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化， 从而使表面层的强度和硬度增加，这种现象称为加 工硬化，又称冷作硬化和强化。
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5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
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
••刀主尖偏圆角弧kr、半副径偏rε 角kr′ •进给量f
22
残留面积高度H的计算：
当刀尖圆弧半径rε=0时，残留面积高度H为
H
f
cotkr cotkr
f： 进 给 量 ， Kr主 偏 角 ， Kr'副 偏 角
（一）表面质量对零件耐磨性的影响 1. 表面粗糙度对耐磨性的影响
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)。
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
图5-1 磨损过程的基本规律
11
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
1. 表面粗糙度对耐磨性的影响
表面粗糙度太大和太小都不耐磨 表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗
机械加工中的加工精度控制和表面质量
机械加工中的加工精度控制和表面质量机械加工中的加工精度控制和表面质量是制造业中非常重要的关键问题。
在工业生产中，加工精度和表面质量直接影响着产品的性能和质量，因此在机械加工过程中如何控制加工精度和提高表面质量成为工程师和操作人员必须要解决的难题。
一、加工精度控制1. 数控机床的应用随着科技的发展，数控机床在机械加工领域中的应用越来越广泛。
数控机床可以通过程序控制加工过程，精确控制每一个阶段的加工参数，从而达到精确控制加工精度的目的。
与传统机床相比，数控机床具有更高的加工精度和稳定性。
2. 加工工艺的优化在机械加工过程中，加工工艺的优化对于提高加工精度至关重要。
合理选择切削速度、进给量、刀具类型等加工参数，可以减少刀具磨损和热变形，从而提高加工精度。
此外，采用先进的刀具和夹具，以及适当的切削液，也可以有效提高加工精度。
3. 检测与反馈控制在机械加工过程中，及时检测加工件的精度并进行反馈控制是非常重要的。
通过使用精密检测仪器和传感器，可以实时监测加工精度，并根据检测结果调整加工参数，以达到精确控制加工精度的目的。
同时，及时对设备进行维护和保养，保证设备的稳定性和精度。
二、表面质量提升1. 切削工艺的改进切削工艺是影响加工件表面质量的关键因素之一。
通过改进切削工艺，可以减少加工件表面的毛刺、划痕等缺陷，并提高表面光洁度。
采用合适的刀具，调整切削速度和进给量，以及增加切削液的使用量，都可以有效改善加工件的表面质量。
2. 表面处理技术的应用在机械加工过程中，常常会采用表面处理技术来提升加工件的表面质量。
例如，机械抛光、喷砂、电镀等技术可以使加工件表面更加光滑、均匀，从而提高表面质量。
此外，采用表面喷涂技术可以增加加工件的耐磨性和抗腐蚀性能。
3. 加工设备的改进加工设备的改进也可以提高机械加工中的表面质量。
例如，采用高精度的加工设备，如五轴加工中心和超精密磨床，可以有效减小加工误差，提高加工件的表面精度和平整度。
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。
机械加工质量及其检测
先进制造技术
装配工艺的另一种说法是装配方法。
装配方法说明书（或者是作业指导书）必须清楚地描述对象、操作顺序以及使用的工具和物料。
装配说明书应能简单易学，同时还能很方便的制作、复制、分发和变更。
装配工艺还应包括工艺大纲或者是工艺路线，每一工序的详细操作指导书、物料清单、加工过程草图或者直观教具以及每个工序的加工位置。
必须针对质量特征和不同精度等级的要求，合理选择适用的测量工具或仪表，并在规程中标明它们的型号.规格和编号，说明其使用方法；
编制检验规程的要求
编制检验规程
C.当采用抽样检验时，应正确选择并说明抽样方案。根据具体情况及不合格严重性分级确定AQL值（AQL值表示为可接受的水准），正确选择检查水平，根据产品抽样检验的目的.性质.特点选用适用的抽样方案。 检验规程的主要目的是使检验人员按检验规程规定的内容.方法及程序进行检验，保证检验工作的质量.有效地防止错检.漏检等现象发生。
机械加工时，每种机床上所达到的精度越高，则所耗费的工时越多，成本越高。
每种机床在正常条件下能经济地达到的加工精度是有一定范围的，这个精度范围就是这种加工方法的经济精度。
正常生产条件：设备完好、工夹量具适应、工人技术水平相当、工时定额合理。
经济加工精度
在制造工艺过程中采用的基准称为工艺基准
装配基准：是产品装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所用的基准。
长度：包括轴径、孔径
角度：包括锥度
形状和位置误差：包括直线度、平面度、圆度、圆柱度和表面粗糙度等的基本测量方法。
机械加工质量检测
卡尺、千分尺、指示表千分尺、杠杆千分尺、杠杆齿轮传动测微仪、扭簧测微仪、电感测微仪、电容测微仪、立式光学计、卧式光学计、立式测长仪、万能测长仪、
什么是机械加工表面质量？机械加工表面质量含义
什么是机械加工表面质量？机械加工表面质量含义零件的表面质量是机械加工质量的重要组成部分，表面质量是指机械加工后零件表面层的微观几何结构及表层金属材料性质发生变化的情况。
经机械加工后的零件表面并非理想的光滑表面，它存在着不同程度的粗糙波纹、冷硬、裂纹等表面缺陷。
虽然只有极薄的一层（～0 .15mm），但对机器零件的使用性能有着极大的影响；零件的磨损、腐蚀和疲劳破坏都是从零件表面开始的，特别是现代化工业生产使机器正朝着精密化、高速化、多功能方向发展，工作在高温、高压、高速、高应力条件下的机械零件，表面层的任何缺陷都会加速零件的失效。
因此，必须重视机械加工表面质量。
一、机械加工表面质量的含义机器零件的加工质量不仅指加工精度，还包括加工表面质量，它是零件加工后表面层状态完整性的表征。
机械加工后的表面，总存在一定的微观几何形状的偏差，表面层的物理力学性能也发生变化。
因此，机械加工表面质量包括加工表面的几何特征和表面层物理力学性能两个方面的内容。
( 一) 加工表面的几何特征加工表面的微观几何特征主要包括表面粗糙度和表面波度两部分组成，如图5— 1所示。
表面粗糙度是波距L小于1mm的表面微小波纹；表面波度是指波距L在1～20mm之间的表面波纹。
通常情况下，当L/H（波距/波高）﹤50时为表面粗糙度，L/H=50～1000时为表面波度。
1 ．表面粗糙度表面粗糙度主要是由刀具的形状以及切削过程中塑性变形和振动等因素引起的，它是指已加工表面的微观几何形状误差。
2 ．表面波度主要是由加工过程中工艺系统的低频振动引起的周期性形状误差（图5— 1中L 2/H 2 ），介于形状误差（L 1/H 1﹥1000）与表面粗糙度（L 3/H 3﹤50）之间。
( 二)加工表面层的物理力学性能表面层的物理力学性能包括表面层的加工硬化、残余应力和表面层的金相组织变化。
机械零件在加工中由于受切削力和热的综合作用，表面层金属的物理力学性能相对于基本金属的物理力学性能发生了变化。
机械加工精度和表面质量
• 磨削6级精度旳丝杠螺纹，丝杠长度L=3m，热膨 胀系数 1210，6 每磨一次温度升高3℃，则被磨 丝杠将伸长：
L (12106 3000 3)mm 0.108mm
6级丝杠旳螺距累积误差在全长上不允许超0.02mm
（3）刀具旳热变形对加工精度旳影响 • 高速钢刀具车削时刃部旳温度可高达700～800℃，
刀具旳热伸长量可达0.03～0.05mm。其影响不可忽 视。 （4）减小工艺系统热变形旳措施 ① 降低发烧量；
② 热补偿措施减小热变形；
③ 采用合理旳机床部件构造降低热变形旳影响；
④ 保持工艺系统旳热平衡，加工前使机床高速运转；
⑤ 控制环境温度。
• 精密机床一般安装在恒温车间，恒温室平均温度一般为20℃， 其恒温精度一般控制在±1℃，精密级为±0.5℃。
尺寸分散范围中心与公差带中心不重叠，表白存 在常值系统误差27.9979-27.9925=0.054mm。 （3）将镗刀伸出量缩短0.054/2(mm)，使尺寸分散范 围中心与公差带中心重叠，可处理废品问题。
活塞销孔直径尺寸实际分布曲线
2.正态分布曲线
当一批工件总数极多，加工中旳误差是由许多相 互独立旳随机原因引起旳，而且这些误差原因中 又都没有任何优势旳倾向时，则其分布是服从正 态分布旳。
③ 受力方向变化引起工件形状误差
如惯性力
毛坯形状误差旳复映 惯性力引起旳加工误差
④ 其他力引起旳加工误差 夹紧力引起旳加工误差 装夹过程中，因为刚度较低或着力点不当，会引 起工件变形，造成加工误差。
重力引起旳加工误差 零部件旳自重也会引起变形。 例如，龙门刨床、龙门铣床刀架导轨横梁旳变形， 铣镗床镗杆伸长而下垂变形等，都会造成工件旳加 工误差。
机械加工精度
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7、提高主轴回转精度的措施 1）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。 2）对滚动轴承进行预紧，消除间隙
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★ 主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）
仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在y方向上作简谐 直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖 运动轨迹接近于正圆。
➢ 结论：主轴径向跳动对 车外圆时，基本不影响加 工表面的加工误差
3 e
径向跳动对车外圆精度影响
21
1
22
★ 主轴端面圆跳动对加工精度的影响 ➢被加工端面不平，与圆柱面不垂直； ➢加工螺纹时，产生螺距周期性误差。
第三章 机械加工精度及其控制
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
1
§3－1 概述
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。
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
添加章节标题
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
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
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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表面质量对零件使用性能的影响
对耐磨性影响
粗糙度太大、太小都不耐磨 适度冷硬能提高耐磨性
零件表面质量
对疲劳强度的 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
2014-11-3
对工作精度的 影响
粗糙度越大、工作精度降低 残余应力越大，工作精度降低
对耐腐蚀性能 的影响
粗糙度越大，耐腐蚀性越差
高质量地完成。
表面质量的概念
加工表面质量包括两个方面的内容： 2014-11-加3 工表面的几何形状误差和表面层
金属的力学物理性能。
加工表面
的几何形
状误差
加工表面的几何形状误差，包括如下四个部分， 如图所示。
表面粗糙度 表面粗糙度是加工表面的微观几何 形状误差，其波长与波高比值一般小于50。
犁沟。
积屑瘤
鳞刺
2014-11-3
刀刃平直性
2014-11-3
影响磨削加工表面粗糙度的主要因素
正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加 工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面层金属的 塑性变形(物理因素)决定的，但磨削过程要比切削过 程复杂得多。
几何因素——磨削表面是由砂轮上大量的磨粒刻划出 的无数极细的沟槽形成的。单从几何因素考虑，可认 为在单位面积上刻痕越多，即通过单位面积的磨粒数 越多，刻痕等高性越好，则磨削表面粗糙度值越小。
切削层残留面积； 表面随机性的塑性变形； 鳞刺与积屑瘤现象； 刀刃平直性和刃口钝圆半径。 2014切-11-3 削条件（包括切削用量、工件材料性能
和刀具几何参数等）通过影响上述因素而 间接影响切削加工后的已加工表面粗糙度。
工艺参数对加工表面 粗糙度的影响实验
实验课的实验：“工艺参数对加工表 面粗糙度的影响”中，将由学生自行 设计实验方案来研究切削速度、进给
波度 加工表面不平度中波长与波高的比值等于 520014～-11-3 1000的几何形状误差称为波度，它是由机 械加工中的振动引起的。当波长与波高比值大 于1000时，称为宏观几何形状误差。例如：圆 度误差，圆柱度误差等，它们属于加工精度范 畴。
加工纹 理方向 及其符 号标注
纹理方向 纹理方向是指表面刀纹的方向，它取 决2014于-11-3 表面形成过程中所采用的机械加工方法。 图给出了各种纹理方向及其符号标注。
工业生产过程
机械加工表面质量和加工精度
ZZQ
2014-11-3
本节课内容：
零件加工表面质量对使用性能的影响; 对零件加工表面质量的影响因素; 提高零件加工表面质量的途径； 2014-1机1-3 械加工精度和加工误差； 工艺系统的静态几何误差对机械加工
精度的影响。
今天的课程学完后，预期学习结果 ：
度的影响。
CDIO相关能力在今天课程中的培养：
应用基础科学知识与工程基础知识，实行工 程推理和解决问题的能力；
通过对“切削条件如何影响零件加工表面质 量、零件加工表面质量如何影响零件使用性 能”和“工艺系统的静态几何误差如何影响 机械加工精度”的了解，提高系统思维的能
2014-11-3
力； 对各项学习任务进行合理的时间安排，有效
了解机械加工表面质量的含义及其对零件使 用性能的影响；
熟悉影响已加工表面粗糙度的因素； 熟悉机械加工后表面物理机械性能的变化； 了解提高加工表面质量的途径； 了解振动对表面质量的影响及其抑制手段； 201掌4-11-3 握机械加工精度的概念； 熟悉误差分类和组成； 熟悉工艺系统的静态几何误差对机械加工精
伤痕 伤痕是在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。
表面层金属的力学物理性能
由于机械加工中力因素和热因素的综合作用，加工表 面层金属的力学物理性能将发生一定的变化，主要反 映在以下几个方面：
表面层金属的冷作硬化 表面层金属硬度的变化用硬化 程度和深度两个指标来衡量。在机械加工过程中，工 件表面层金属都会有一定程度的冷作硬化，使表面层 金属的显微硬度有所提高。一般情况下，硬化层的深 度可达0.05～0.30mm；若采用滚压加工，硬化层的 深度可达几个毫米。
压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之 则降低耐腐蚀性
零件加工表面质量 对使用性能的影响
加工表面质量对零件耐磨性、对零件 抗疲劳强度、对零件工作精度和零件 耐腐蚀性能均有直接影响。
2014因-11-3 此，对于直接影响产品性能的零件 重要表面，必须选用合适的最终加工 工序，严格控制表面质量。
影响切削加工后已加工 表面粗糙度的主要因素
2014量-11-3 、切深、刀具主偏角、刀尖半径、 刀具前角、工件材料（钢，铸铁）等 对加工表面粗糙度的影响。
残留面积和塑性变形
2014-11-3
积屑瘤前端伸出刀刃 外，代替刀刃进行切 削。它不但使切削厚 度增加，影响工件尺 寸精度，而且由于积 屑瘤前端不规则，会 在工件表面上划出沟 痕和挤歪已有沟痕， 在已加工表面留下不 2014-11-3 规则的切削痕迹——
磨削加工后的表面粗糙度
2014-11-3
机械加工后表面物理 机械性能的主要变化
加工表面的显微硬度变化（冷作硬 化）
加工表面金相组织变化（如磨削烧 伤）
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加工表面层的残余应力（包括磨削 裂纹）
物理机械性能的主要变化
表201面4-11-3层金属的塑性变形（物理因素）——磨削速度远 比一般切削加工速度高得多，且磨粒大多为负前角， 磨削比压大，磨削区温度很高，工件表层温度有时可 达900℃，工件表层金属容易产生相变而烧伤。因此， 磨削过程的塑性变形要比一般切削过程大得多。
磨削加工后的表面粗糙度
磨削条件（包括磨削用量、 砂轮参数与修整参数、以及 工件材料性能等）通过影响 上述因素而间接影响磨削加 2014-11-3 工后的已加工表面粗糙度。
表面层金属的金相组织 机械加工过程中，由于切削热 的201作4-11-3用会引起表面层金属的金相组织发生变化。在磨 削淬火钢时，由于磨削热的影响会引起淬火钢中的马 氏体的分解，或出现回火组织等等。
表面层金属的残余应力 由于切削力和切削热的综合作 用，表面层金属晶格会发生不同程度的塑性变形或产 生金相组织的变化，使表层金属产生残余应力。