机械加工质量及其控制.ppt
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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
机械制造质量分析与控制.ppt
(2)成形刀具 (如成形车刀、成形铣刀、模数 铣刀等)的形状误差
(3)展成刀具 (如齿轮滚动、插齿刀、花键滚 刀等)切削刃的形状及有关尺寸，以及其安装、调 整不正确
(4)一般刀具 (如普通车刀、单刃镗刀、面铣 刀、刨刀等)的制造误差
3.夹具
夹具的作用是使工件相 对于刀具和机床具有正确的 位置，因此夹具的制造误差 对工件的加工精度 (特别是 位置精度) 有很大影响。
5. (1)由于工艺系统刚度变化引起的误差
图5-18 车削外圆时工艺 系统受力变形对加工精度 的影响
5. (2)由于切削力变化引起的误差
在加工过程中，由于工件的加工余量发生变 化、工件材质不均等因素引起的切削力变化，使 工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。
图5-19 毛坯形状误差的复映
5. (3)由于夹紧变形引起的误差
实际加工不可能把零件做得与理想零件完全 一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实 际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加 工误差。
2.加工经济精度
图5-2 加工成本与加工误差之间的关系
3.原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺 系统 (简称工艺系统) 会有各种各样的误差产生，这 些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同 的方式 (或扩大、或缩小) 反映为工件的加工误差。 工艺系统的误差是“因”，是根源；工件的加工误差 是 “果”，是表现；因此，我们把工艺系统的误差 称为原始误差。
1.机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般 都是通过机床完成的，因此，工件的加工精 度在很大程度上取决于机床的精度。机床制 造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴 回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的 磨损将使机床工作精度下降。
(3)展成刀具 (如齿轮滚动、插齿刀、花键滚 刀等)切削刃的形状及有关尺寸，以及其安装、调 整不正确
(4)一般刀具 (如普通车刀、单刃镗刀、面铣 刀、刨刀等)的制造误差
3.夹具
夹具的作用是使工件相 对于刀具和机床具有正确的 位置，因此夹具的制造误差 对工件的加工精度 (特别是 位置精度) 有很大影响。
5. (1)由于工艺系统刚度变化引起的误差
图5-18 车削外圆时工艺 系统受力变形对加工精度 的影响
5. (2)由于切削力变化引起的误差
在加工过程中，由于工件的加工余量发生变 化、工件材质不均等因素引起的切削力变化，使 工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。
图5-19 毛坯形状误差的复映
5. (3)由于夹紧变形引起的误差
实际加工不可能把零件做得与理想零件完全 一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实 际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加 工误差。
2.加工经济精度
图5-2 加工成本与加工误差之间的关系
3.原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺 系统 (简称工艺系统) 会有各种各样的误差产生，这 些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同 的方式 (或扩大、或缩小) 反映为工件的加工误差。 工艺系统的误差是“因”，是根源；工件的加工误差 是 “果”，是表现；因此，我们把工艺系统的误差 称为原始误差。
1.机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般 都是通过机床完成的，因此，工件的加工精 度在很大程度上取决于机床的精度。机床制 造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴 回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的 磨损将使机床工作精度下降。
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
机械加工质量分析PPT31页
3．表面质量对零件耐腐蚀性的影响
零件的耐腐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值 越大，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈。 故减小表面粗糙度值，可提高零件的耐蚀性。此外，残余压应力使零 件表面紧密腐蚀性物质不易进入，可增强零件的耐蚀性。
4．表面质量对配合性质的影响
在间隙配合中，如果配合表面粗糙，则在初期磨损阶段由于配合 表面迅速磨损，使配合间隙增大，改变了配合性质。在过盈配合中， 如果配合表面粗糙，则装配后表面的凸峰将被挤压，而使有效过盈量 减少，降低了配合强度。
➢ 解决办法是在工件和电磁吸盘之间垫入一薄橡皮
（0.5mm以下）。当吸紧时，橡皮被压缩，工件变形减小，
经几次反复磨削逐渐修正工件的翘曲，将工件磨平。
2021/9/23
13
4．1 机械加工精度
4．1．8 工艺系统受热变形引起的加工误差 1．工艺系统的热源 （1）内部热源：切削热 、摩擦热、派生热源 （2）外部热源：环境温度、热辐射 2．工艺系统的热平衡
2021/9/23
24
4．2 机械加工表面质量
4．2．3 影响表面粗糙度的因素 1． 切削加工中影响表面粗糙度的因素 （1）几何因素 （2）物理因素
➢ 积屑瘤 ➢ 刀具表面对工件表面的挤压与摩擦 ➢ 工件材料性质
2021/9/23
25
4．2 机械加工表面质量
2． 磨削加工中影响表面粗糙度的因素
（1）磨削用量砂轮速度对表面粗糙度的影响较大，提高有利于降低表 面粗糙度。磨削深度与进给速度增大时，将使工件表面塑性变形加剧， 因而使表面粗糙度值增大。
4．1 机械加工精度
• 教学重点：
– 掌握机械加工精度的概念; – 掌握获得加工精度的方法; – 掌握影响加工精度的因素; – 掌握提高加工精度的工艺措施
零件的耐腐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值 越大，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈。 故减小表面粗糙度值，可提高零件的耐蚀性。此外，残余压应力使零 件表面紧密腐蚀性物质不易进入，可增强零件的耐蚀性。
4．表面质量对配合性质的影响
在间隙配合中，如果配合表面粗糙，则在初期磨损阶段由于配合 表面迅速磨损，使配合间隙增大，改变了配合性质。在过盈配合中， 如果配合表面粗糙，则装配后表面的凸峰将被挤压，而使有效过盈量 减少，降低了配合强度。
➢ 解决办法是在工件和电磁吸盘之间垫入一薄橡皮
（0.5mm以下）。当吸紧时，橡皮被压缩，工件变形减小，
经几次反复磨削逐渐修正工件的翘曲，将工件磨平。
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4．1 机械加工精度
4．1．8 工艺系统受热变形引起的加工误差 1．工艺系统的热源 （1）内部热源：切削热 、摩擦热、派生热源 （2）外部热源：环境温度、热辐射 2．工艺系统的热平衡
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4．2 机械加工表面质量
4．2．3 影响表面粗糙度的因素 1． 切削加工中影响表面粗糙度的因素 （1）几何因素 （2）物理因素
➢ 积屑瘤 ➢ 刀具表面对工件表面的挤压与摩擦 ➢ 工件材料性质
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4．2 机械加工表面质量
2． 磨削加工中影响表面粗糙度的因素
（1）磨削用量砂轮速度对表面粗糙度的影响较大，提高有利于降低表 面粗糙度。磨削深度与进给速度增大时，将使工件表面塑性变形加剧， 因而使表面粗糙度值增大。
4．1 机械加工精度
• 教学重点：
– 掌握机械加工精度的概念; – 掌握获得加工精度的方法; – 掌握影响加工精度的因素; – 掌握提高加工精度的工艺措施
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
第五六章 机械加工质量及其控制
避免措施
提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴 提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承, 部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡, 部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进 行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度. 行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度.
2)导轨误差
(a) 在水平面 内的直线度误 差 误差敏感方向 (b) 在垂直平面 内的直线度
加工误差的分类
变值系统误差:在连续加工一批工件中,其中加工 变值系统误差:在连续加工一批工件中, 误差的大小方向按一定规律变化的系统误差 例如:刀具磨损 例如: 特点: 特点: 与加时间有关 预先可以估计 较难完全消除 会造成尺寸改变,但按一定规律依次变化 会造成尺寸改变, 影响尺寸分布曲线形状 再 例:工艺系统受热变形 升温过程中-- --变值 热平衡后-- --常值 升温过程中--变值 热平衡后--常值
3 工艺系统受力变形引起的误差
工件受力变形
机床受力变形
(1)工艺系统刚度 1)工艺系统刚度
在加工误差敏感方向上工艺系统所受 在加工误差敏感方向上工艺系统所受的径向切削分力与其 上工艺系统所受的径向切削分力与其 在该方向上的变形量之比
k系=Fp / y
y系 = y机床 + y刀具 + y夹具 + y工件
(2)刀具的几何误差
包括刀具切削部, 包括刀具切削部,装夹部的制造误差及刀具安装误差 ① 定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度 ② 成形刀具 ③ 展成刀具 ④ 一般刀具 刀具形状精度直接影响工件形状精度 刀刃形状精度会影响工件加工精度 制造精度对工件加工精度无直接影响
(3)夹具的几何误差
加工前:原理误差,调整误差, 加工前:原理误差,调整误差,工艺系统的几何误差和定 位误差等. 位误差等. 加工中:工艺系统受热,受力变形引起的加工误差. 加工中:工艺系统受热,受力变形引起的加工误差. 加工后:工件内应力重新分布引起的变形及测量误差. 加工后:工件内应力重新分布引起的变形及测量误差.
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。
机械制造行业：掌握机械加工与产品质量控制培训ppt
内部审核与外部认证
定期进行内部审核，确保质量管理体系的有效运行；通过外部认证 ，提高企业质量管理水平及市场竞争力。
关键过程控制点设置及监控方法
关键过程识别
识别对产品质量有重大影响的关键过程，明确控制要求。
控制点设置
针对关键过程设置控制点，制定控制措施，确保产品质量稳定。
监控方法
采用统计过程控制方法，对关键过程进行实时监控，及时发现并 处理异常情况。
技术创新方向探讨
数字化技术
利用数字化技术实现生产过程的可视化和可控制，提高生产效率和 产品质量。
智能化技术
利用人工智能、机器学习等技术实现生产过程的自动化和智能化， 提高生产效率和产品质量。
绿色制造技术
采用更环保的材料和工艺，减少对环境的影响，提高产品的环保性能 。
绿色制造理念在机械加工中的应用前景展望
培训目标设定和内容规划
培训目标
01
提高员工的机械加工技能和产品质量控制能力，确保生产效率
和产品质量。
培训内容
02
包括机械加工基础知识、加工设备操作、加工工艺流程、产品
质量标准及检测方法等。
培训对象
03
机械制造行业的生产员工、技术员、质检员等。
培训方式选择和时间安排
培训方式
采用线上和线下相结合的方式，包括理论授 课、实践操作、案例分析等。
02 机械加工技术要点
刀具选择与刃磨技巧
01
02
03
刀具材料选择
根据加工需求和工件材料 选择合适的刀具材料，如 高速钢、硬质合金、陶瓷 等。
刀具几何参数选择
根据加工条件和工件特点 ，选择合适的刀具几何参 数，如前角、后角、主偏 角等。
刃磨技术
定期进行内部审核，确保质量管理体系的有效运行；通过外部认证 ，提高企业质量管理水平及市场竞争力。
关键过程控制点设置及监控方法
关键过程识别
识别对产品质量有重大影响的关键过程，明确控制要求。
控制点设置
针对关键过程设置控制点，制定控制措施，确保产品质量稳定。
监控方法
采用统计过程控制方法，对关键过程进行实时监控，及时发现并 处理异常情况。
技术创新方向探讨
数字化技术
利用数字化技术实现生产过程的可视化和可控制，提高生产效率和 产品质量。
智能化技术
利用人工智能、机器学习等技术实现生产过程的自动化和智能化， 提高生产效率和产品质量。
绿色制造技术
采用更环保的材料和工艺，减少对环境的影响，提高产品的环保性能 。
绿色制造理念在机械加工中的应用前景展望
培训目标设定和内容规划
培训目标
01
提高员工的机械加工技能和产品质量控制能力，确保生产效率
和产品质量。
培训内容
02
包括机械加工基础知识、加工设备操作、加工工艺流程、产品
质量标准及检测方法等。
培训对象
03
机械制造行业的生产员工、技术员、质检员等。
培训方式选择和时间安排
培训方式
采用线上和线下相结合的方式，包括理论授 课、实践操作、案例分析等。
02 机械加工技术要点
刀具选择与刃磨技巧
01
02
03
刀具材料选择
根据加工需求和工件材料 选择合适的刀具材料，如 高速钢、硬质合金、陶瓷 等。
刀具几何参数选择
根据加工条件和工件特点 ，选择合适的刀具几何参 数，如前角、后角、主偏 角等。
刃磨技术
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成形运动法
轨迹法
工件表面的生线（母线和 导线）均由轨迹运动生成
成型法
工件的一条生线通过刀刃的 形状直接获得
成形运动法
相切法
工件的一条生线是刀刃运动 轨迹的包络线
范成法/展成法
其工件的一条生线也是刀 刃运动轨迹的包络线，且 包络线需通过刀具与工件 之间的范成运动来生成
4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
4.2 机械加工精度的影响因素
概念：机械加工工艺系统
加工过程中，由机床、夹具、刀具、量具和工 件构成的封闭系统称为机械加工工艺系统
4.2 机械加工精度的影响因素
工艺系统原始误差
原始误差
零件未加工前 机床误差
工艺系统本身 所具有的误差
夹具误差 刀具误差
工艺系统 静误差
与加工过程无关
端面加工（车、镗）
平面度误差 端面相对于内外圆的垂直度误差
螺纹加工：螺距误差
а
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
主轴回转误差对加工精度的影响
主轴角度摆动
主轴角度摆动对加工误差的影响与主轴径向跳动对
加工误差的影响相似，主要区别在于主轴的角度摆
动不仅影响工件加工表面的圆度误差，而且影响工
4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
位置精度
（1）一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对
于工件的成形运动位置关系保证； （2）多次装夹获得法
通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准 面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度 （3）非成形运动法
人工修整，反复检测、加工
不同方向的原始误差，对加 工误差的影响程度不同。
当原始误差与工序尺寸方向 一致时，原始误差对加工精 度的影响最大。
△y
A’’
R
Ro
A’
O
A
x
△x
y 例：车削加工，工件回转轴线O， 刀尖正确位置A
4.2 机械加工精度的影响因素
△y
误差敏感方向
A’’
刀尖由A移至A’或A’’导
致的工件半径上的误差
相互位置误差
波度：介于宏观几何形状误差与
微观表面粗糙度之间的几何形状
误差
微观 表面粗糙度
材料性能方面 变质层（力学性能及金相组织变化）
4.1 机械加工质量概述
➢ 零件加工表面的粗糙度和波度
波度：波长，波高H
4.1 机械加工质量概述
机械加工质量的内涵
尺寸误差
加工质量
几何方面
试切+测量+调整 ➢效率低，对操作者水平要求高 ➢单件、小批生产或高精度零件加工
调整法
试切好工件/标准样件+对刀装置 成批、大量生产
4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
形状精度
（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成 形运动 例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法
（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整 加工
应力变质层
构成
厚度
污染层、化合物层、物理化学吸附层、 8m 异物嵌入层（积屑瘤碎片、磨粒嵌入）
非晶体层、微细结晶层、位错密度升 高层、孪晶层、便面合金化层、纤维 化层、相变层、再结晶层
几十至 几百微 米
残余应力层
成因 外界因素
切削力引起塑 性变形
4.1 机械加工质量概述
加工精度及加工误差
零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和各表 面间相互位置）与理想几何参数（形状、位置 无误差，尺寸位于零件图纸规定的公差带中心） 的 符合 程度 加工精度
△=0
△≠0
n
n
若只有一个端面滚道存在误差，对端面 跳动影响很小；只有当两个滚道端面均 存在误差时，才会引起较大的跳动量
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
主轴轴向窜动的主要原因----
滚动轴承：
止推轴承两个滚道与轴线的垂直度误差 滚动体的形状误差和尺寸一致性
滑动轴承：
主轴轴颈的轴向承载面或主轴轴承的承载端面与主 轴回转轴线之间的垂直度误差
形状精度
（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成 形运动 例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法
（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整 加工 例：样板加工 效率低，但当零件形状精度要求很高（高于机 床设备所能提供的成形运动精度）时采用
4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
主轴回转误差对加工精度的影响
考虑误差敏感方向
主轴径向跳动
回转面加工：圆度误差
n
eg：车床上车外圆、镗孔
镗床上镗孔
平面加工：平面度误差
n
eg：卧式铣床上铣平面
△
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
主轴回转误差对加工精度的影响
△
主轴轴向窜动
4.2 机械加工精度的影响因素
误差的敏感方向
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
学习要点：
掌握机床主轴回转精度的概念及对加工精 度的影响，了解主轴回转误差产生的原因 及提高主轴回转精度的措施；
掌握机床导轨导向精度的概念及对加工精 度的影响，掌握机床成形运动之间的位置 关系精度及其对加工精度的影响，了解提 高这些精度的措施。
工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的位置，学习者 应了解这些误差因素是如何影响加工误差的。 在影响机械加工表面质量的诸多因素中，切削用量、刀具 几何角度以及工件、刀具材料等起重要作用，学习者应了 解这些因素对加工表面质量的影响规律。 应学会分析加工误差产生的物理原因，从而找出控制加工 误差的方法。同时还应学会运用统计学方法对加工误差进 行统计分析，以从加工误差的统计特征，确定出加工误差 的变化规律及可能采取的控制方法。
A
4.1 机械加工质量概述 B
机械加工精度的获得方法
尺寸精度
（1）试切法 （2）调整法 （3）定尺寸刀具法
零件加工表面尺寸由刀具确定，孔（钻、扩、铰）；键 槽（键槽铣刀）；成形刀具（成型表面）
（4）自动控制法
数控加工（尺寸测量装置+进给机构+控制装置加工过程 中的尺寸测量+刀具补偿调整）
试切法
位置精度
（1）一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对
于工件的成形运动位置关系保证； （2）多次装夹获得法
通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准 面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度 （3）非成形运动法
人工修整，反复检测、加工
4.1 机械加工质量概述
➢ 一次装夹获得法
车床上一次安装车外圆和端面，则端面相对于 外圆表面的垂直度由车床横向溜板运动轨迹与 车床主轴回转中心线的垂直度来保证
件加工表面的圆柱度误差
△圆柱
△圆柱
△圆
只有圆柱度误差，没有圆度误差
既有圆柱度误差，又有圆度误差
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
直线运动精度
机床的直线运动精度主要是指导轨的导向精度
导轨制造精度 导轨在水平面内的直线度 导轨在垂直面内的直线度 双导轨在垂直方向的平行度
导轨与工作台之间的接触精度
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
机床几何原始误差
n
基本成形运动自身误差
主轴回转误差 直线进给运动误差
成形运动之间的相对误差
纵向进给与主轴轴线不平行 纵向、横向进给不垂直
f
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
机床主轴回转精度
主 轴
n
O
✓ 机床主轴作回转运动时， 在任一截面上若只有一点O 的速度为零，则该点为主轴 的回转中心。
不符合 程度 加工误差
符合程度高，加工精度高； 加工精度高，加工误差小。
形状误差应限制在形状公差之内； 位置误差应限制在位置公差范围之内。
如不作特殊说明，零件的形状误差和位置误差不应大于零件 尺寸公差的二分之一。如对零件的形状误差或位置误差有特 别要求，应在尺寸公差之外另加标注。
如图所示夹具底板零件，其顶面于底面之间的距离尺寸为 自由公差，但其顶面对底面的平行度误差要求很高，需特 别加以标注。
△x
d 2x
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
➢ 导轨在垂直面内有直线度误差△y
刀尖相对于工件回转轴线在加工表面的切线
方向（加工误差非敏感方向）产生位移；
✓由于主轴回转误差， 回转中心的位置时刻 变动，为瞬时回转中 心。
✓主轴回转精度高低， 以规定测量截面内，主 轴瞬时回转中心相对于 其平均位置来衡量
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
主轴回转误差 ---- 三种形式
举例……
举例……
4.3 机床几何误差及其对加工精度的 影响
➢ 举例：采用滑动轴承时主轴径向跳动分析
误差敏感方向
刀刃的加工表面的法向）称为误差 敏感方向。
当原始误差的方向在加工表面法线 方向时，引起的加工误差最大。
△y
A’’
x
R
R
Ro
y 2 2R
A A' A A''
当原始误差的方向在加工表面切线 方向时，引起的加工误差最小，可 以忽略不计
R
Ro
A’
O
A
x
△x
y 例：车削加工，工件回转轴线O， 刀尖正确位置A
4.1 机械加工质量概述
学习要点：
掌握机械加工质量和加工精度的概念 熟知尺寸精度、形状精度和位置精度的获
得方法 了解表面质量对零件使用性能的影响。
4.1 机械加工质量概述
机械加工质量的内涵
机械加工后最外层表面与周围环境界面的几何形状误差ຫໍສະໝຸດ 尺寸误差加工质量