机械加工质量及其控制培训教材
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机械加工表面质量加工培训教材PPT85页课件
砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。 工件转速对表面粗糙度值的影响刚好与砂轮转速的影响相反。工件转速增大，通过加工表面的磨粒数减少，因此表面粗糙度值增大。 砂轮纵向进给量小于砂轮的宽度时，工件表面将被重叠切削，而被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。
1. 磨削用量对表面粗糙度值的影响
*
2. 非几何因素
（1）工件材料的影响
韧性材料：工件材料韧性愈好，金属塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。 脆性材料：加工脆性材料时，其切削呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
砂轮硬度。太硬，磨粒脱落↓,表面粗糙度增大；太软，磨粒脱落↑,使表面粗糙度值增大。硬度合适、自励性好↑→Ra↓ 砂轮组织。紧密组织在精密磨获得高精度和较小的表面粗糙度值；疏松组织不易堵塞。
砂轮材料。氧化物（刚玉）砂轮磨钢类零件；碳化物（碳化硅、碳化硼）砂轮磨铸铁、硬质合金等；高硬材料（人造金刚石、立方氮化硼）砂轮可获极小表面粗糙度值，成本高。 磨削液。
（4）其它因素的影响
此外，合理使用冷却润滑液，适当增大刀具的前角，提高刀具的刃磨质量等，均能有效地减小表面粗糙度值。振动
（3）进给量的影响
减小进给量f固然可以减小表面粗糙度值，但进给量过小，表面粗糙度会有增大的趋势。
*
影响切削加工表面粗糙度的因素
刀具几何形状
*
（2）切削速度的影响
加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响（对积屑瘤和鳞刺的影响）。加工脆性材料，切削速度影响不大。 此外，切削速度越高，塑性变形越不充分，表面粗糙度值越小 选择低速宽刀精切和高速精切，可以得到较小的表面粗糙度。
1. 磨削用量对表面粗糙度值的影响
*
2. 非几何因素
（1）工件材料的影响
韧性材料：工件材料韧性愈好，金属塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。 脆性材料：加工脆性材料时，其切削呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
砂轮硬度。太硬，磨粒脱落↓,表面粗糙度增大；太软，磨粒脱落↑,使表面粗糙度值增大。硬度合适、自励性好↑→Ra↓ 砂轮组织。紧密组织在精密磨获得高精度和较小的表面粗糙度值；疏松组织不易堵塞。
砂轮材料。氧化物（刚玉）砂轮磨钢类零件；碳化物（碳化硅、碳化硼）砂轮磨铸铁、硬质合金等；高硬材料（人造金刚石、立方氮化硼）砂轮可获极小表面粗糙度值，成本高。 磨削液。
（4）其它因素的影响
此外，合理使用冷却润滑液，适当增大刀具的前角，提高刀具的刃磨质量等，均能有效地减小表面粗糙度值。振动
（3）进给量的影响
减小进给量f固然可以减小表面粗糙度值，但进给量过小，表面粗糙度会有增大的趋势。
*
影响切削加工表面粗糙度的因素
刀具几何形状
*
（2）切削速度的影响
加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响（对积屑瘤和鳞刺的影响）。加工脆性材料，切削速度影响不大。 此外，切削速度越高，塑性变形越不充分，表面粗糙度值越小 选择低速宽刀精切和高速精切，可以得到较小的表面粗糙度。
机械加工质量及其控制培训教材(PPT 122页)
镗床：主轴受力方向不断改变，故主要取决于主轴轴承孔的形 状精度。
主轴径向跳动 将会造成什么
加工误差？
28
② 轴向窜动
滑动轴承主轴的轴向窜动量取决于止推（承载）轴承副 中端面与主轴轴线垂直度较高者
影响滚动轴承主轴轴向窜动的主要 因素有：
滚道与轴线的垂直度 滚动体形状误差（轴向间隙变化） 尺寸一致性（承载不均而降低刚度）
基本成形运动 （回转、直线）
成形运动法 相互位置关系 （几何关系） 均准确
保证形 状精度 的条件
速度关系 （运动关系）
非成形运动法 足够的检测精度
19
机械制造新技术：
数控（Numerical Control—NC）技术 加工中心（MC） 工业机器人（Industrial Robot）技术 自适应控制机床（Adaptive Control Machine Tools） 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing－CAM） 计算机数控机床（Computerized Numerical Control－CNC）
若粗糙度值过小，可能增加制造成本，且可能破坏润滑油膜，造成干摩擦。
加工表面硬化到一定程度能使耐磨性有所提高，但硬化过 度反会使结晶组织出现过度变形，甚至产生裂纹或剥落，使磨损 加剧，使耐磨性降低 。
10
（2）影响疲劳强度
交变载荷作用时，表面粗糙度、划痕及微裂纹等均会引起 应力集中，从而降低疲劳强度。
20
机械制造新技术：
可变制造系统 柔性制造单元 数字化制造 无人化机械制造厂
现阶段：
生物加工的纯铜微齿轮
互联网技术的迅猛发展（e-制造、网络控制、 分子开关）
工业生产追求更大的投入产出经济效益
机械加工质量及其控制培训教材
机械加工质量及其控制培训教材一、引言机械加工质量控制是现代制造业中非常重要的一环。
在机械加工过程中，通过控制各个环节的操作和质量标准，可以确保产品的准确性、精确度和可靠性。
本教材将介绍机械加工质量的基本概念和方法，以及如何进行有效的质量控制。
二、机械加工质量的定义与分类2.1 机械加工质量的定义机械加工质量是指产品在加工过程中达到设计要求的程度，包括尺寸精度、形位公差、表面质量等。
2.2 机械加工质量的分类机械加工质量可以按照不同的角度进行分类，主要包括以下几个方面：•尺寸精度：产品在尺寸大小上的偏差程度，如直径、长度等。
•形位公差：产品在形状和位置上的偏差程度，如平面度、圆度、垂直度等。
•表面质量：产品表面的光洁度、粗糙度等。
•材料性能：产品的材料力学性能、耐磨性等。
三、机械加工质量控制的方法3.1 设计过程中的质量控制在产品设计阶段，应考虑产品的加工可行性，确定合理的尺寸公差和形位公差等要求，以便在加工过程中做出相应控制，使产品达到设计要求。
3.2 加工过程中的质量控制机械加工过程中的质量控制包括以下几个方面：3.2.1 加工设备的选择与调试选择合适的加工设备，并对设备进行适当的调试，保证设备的准确性、稳定性和可靠性。
3.2.2 工艺参数的控制控制加工过程中的工艺参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等，以保证加工质量的稳定性和一致性。
3.2.3 刀具与夹具的选择与维护选择合适的刀具和夹具，并对其进行定期维护和检修，确保其良好的切削性能和夹紧力。
3.2.4 加工工艺的优化通过对加工工艺的优化，例如合理的切削路径、刀具路径和切削顺序等，可以提高加工效率和加工质量。
3.3 检测与测量在机械加工过程中，需要进行不同的检测与测量，评估产品的加工质量。
常用的检测与测量方法包括影像测量、三坐标测量、硬度测试等。
四、机械加工质量控制案例分析本章将以实际案例为基础，对机械加工质量控制进行深入分析，从中总结经验教训，提出相应的解决方案。
机械加工质量分析及控制培训课件
质量控制计划（QCP）：制定质量控制计划，明确质量控制点、控制方法、控制标准等
质量检验（QC）：对产品或服务进行检验，确保其符合质量要求
质量改进（QI）：持续改进产品质量和服务质量，提高客户满意度和竞争力
质量管理实践
制定质量标准：明确质量要求和检验方法
质量控制：对生产过程进行监控，确保产品质量符合要求
质量检测方法
目视检测：通过肉眼观察零件表面，判断是否存在缺陷
非接触式检测：使用激光扫描、超声波等方法，检测零件内部缺陷
破坏性检测：通过破坏零件，如切割、拉伸等，检测零件的力学性能和疲劳性能
测量仪器检测：使用卡尺、千分尺等测量仪器，测量零件尺寸和形位公差
质量影响因素
材料质量：材料的物理、化学和机械性能
01
加工工艺：加工方法、工艺参数和设备精度
02
操作人员：操作技能、经验和责任心
03
环境因素：温度、湿度、振动和噪音等
04
2
机械加工质量控制
控制方法
制定质量标准：明确加工质量要求，制定相应的质量标准
过程控制：对加工过程进行实时监控，确保加工质量符合标准
质量检测：对加工后的产品进行质量检测，确保质量合格
质量改进：持续改进生产工艺，提高产品质量
质量培训：对员工进行质量管理培训，提高质量意识
01
02
03
04
谢谢
结果：质量得到改善，生产效率提高
问题分析
加工精度不足：加工过程中出现误差，导致产品精度达不到要求
表面粗糙度不佳：加工过程中产生的表面粗糙度不符合要求
尺寸误差：加工过程中产生的尺寸误差不符合要求
形位误差：加工过程中产生的形位误差不符合要求
材料缺陷：材料本身存在缺陷，影响加工质量
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。
机械制造行业：掌握机械加工与产品质量控制培训ppt
详细描述
通过对产品进行准确测量和分析，及时发 现和解决质量问题，为产品质量控制提供 有力支持。
数控机床操作技术
总结词
实现高效、高精度加工
详细描述
熟练掌握数控编程语言和数控机床 操作技巧，能够根据加工需求进行 高效、高精度的加工。
总结词
提高生产效率和加工质量
详细描述
通过优化数控加工工艺参数和操作流 程，提高生产效率和加工质量，降低 废品率。
精密测量技术
总结词
准确检测产品尺寸和形位公 差
详细描述
掌握各种测量工具和测量方 法，能够准确测量产品尺寸 、形位公差和表面粗糙度等
参数，确保产品质量。
总结词
提高测量效法， 提高测量效率和精度，缩短检测时间，降 低误差率。
总结词
为产品质量控制提供有力支持
机械加工设备与工具
加工设备
机床是机械加工中的主要设备，包括车床、铣床、磨床、钻床等，用于实现各 种切削加工。
刀具与量具
刀具是机械加工中用于切削的工具，如车刀、铣刀、钻头等；量具用于测量零 件尺寸和形位公差，如卡尺、千分尺等。
02
机械加工质量控制
质量控制标准与流程
制定质量控制标准
根据机械制造行业标准和 客户要求，制定详细的质 量控制标准，包括材料、 工艺、尺寸、性能等方面
管理、设备维护等方面的优化。
智能检测与质量控制
03
利用机器视觉、人工智能等技术对产品进行高精度检测，确保
产品质量。
绿色制造的实践与发展
节能减排
采用先进的节能技术和环保材料，降低生 产过程中的能耗和排放。
资源循环利用
实现生产废料的减量化、资源化和无害化 处理，提高资源利用效率。
通过对产品进行准确测量和分析，及时发 现和解决质量问题，为产品质量控制提供 有力支持。
数控机床操作技术
总结词
实现高效、高精度加工
详细描述
熟练掌握数控编程语言和数控机床 操作技巧，能够根据加工需求进行 高效、高精度的加工。
总结词
提高生产效率和加工质量
详细描述
通过优化数控加工工艺参数和操作流 程，提高生产效率和加工质量，降低 废品率。
精密测量技术
总结词
准确检测产品尺寸和形位公 差
详细描述
掌握各种测量工具和测量方 法，能够准确测量产品尺寸 、形位公差和表面粗糙度等
参数，确保产品质量。
总结词
提高测量效法， 提高测量效率和精度，缩短检测时间，降 低误差率。
总结词
为产品质量控制提供有力支持
机械加工设备与工具
加工设备
机床是机械加工中的主要设备，包括车床、铣床、磨床、钻床等，用于实现各 种切削加工。
刀具与量具
刀具是机械加工中用于切削的工具，如车刀、铣刀、钻头等；量具用于测量零 件尺寸和形位公差，如卡尺、千分尺等。
02
机械加工质量控制
质量控制标准与流程
制定质量控制标准
根据机械制造行业标准和 客户要求，制定详细的质 量控制标准，包括材料、 工艺、尺寸、性能等方面
管理、设备维护等方面的优化。
智能检测与质量控制
03
利用机器视觉、人工智能等技术对产品进行高精度检测，确保
产品质量。
绿色制造的实践与发展
节能减排
采用先进的节能技术和环保材料，降低生 产过程中的能耗和排放。
资源循环利用
实现生产废料的减量化、资源化和无害化 处理，提高资源利用效率。
机械加工质量及其控制培训教材课件
采用先进的加工设备
采用误差补偿技术
采用高精度数控机床等先进的加工设备可 以显著提高加工精度和生产效率。
通过误差补偿技术可以纠正机床或刀具的 误差，从而提高加工精度。
提高机械加工精度的措施
减小原始误差
通过对加工设备进行定期维护和调整，减 少机床和刀具的误差，提高工件的装夹精
度等措施来减小原始误差。
加强质量意识
工艺控制技术的智能化 ：通过引入人工智能、 机器学习等技术，实现 对加工过程的智能控制 和优化，提高加工效率 和质量。
误差补偿技术的自动化 ：通过采集大量加工数 据并进行分析，可以实 现自动化的误差补偿和 调整，减少人工干预。
多学科交叉融合：机械 加工质量及其控制技术 将与多学科交叉融合， 包括计算机科学、物理 学、数学等，推动该领 域的技术创新和发展。
间接测量法
通过测量与零件尺寸和几何形状相关的参数，如角度、圆弧等，来推算出零件的实际尺寸和形状。
精密检测技术
比较测量法
将标准件与被测件进行比较，确定被测件的尺寸和形状是否符合要求。
主动测量法
在加工过程中对工件进行实时测量，根据测量结果调整加工参数，确保加工精度。
无损检测技术
射线检测法
利用射线穿透物质的能力，通过射线照射被检测件，根据射线的衰减程度判断被 检测件内部是否存在缺陷。
THANKS
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VS
智能化技术
利用人工智能、机器学习等技术对加工过 程进行智能监控、预测和调整，可以提高 加工过程的稳定性和效率。
总结机械加工质量及其控制的关键技术与措施
措施
定期维护和检查加工设备和仪器，确保其处于良好的工作状态。
对操作人员进行专业技能培训，提高其对机械加工质量及其控制技术的理解和掌握 程度。
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
机械加工质量分析与控制培训教材课件
性。
数据分析与改进
运用数据分析工具对质量信息进行 深入分析，识别问题根源，制定改 进措施。
信息共享与协同
建立信息共享平台，促进企业内部 各部门之间的信息交流和协同工作 。
THANK YOU
直方图法
将数据分组并绘制直方图，以直观地 展示数据的分布情况，帮助识别异常 值和过程变异。
因果图法
用于分析质量问题的原因，通过绘制 因果图将各种可能的原因联系起来， 以便采取相应的措施。
质量检验方法
01
02
03
04
抽样检验
通过抽取部分产品进行检验， 评估整批产品的质量水平。
全数检验
对所有产品进行逐一检验，确 保每个产品都符合要求。
加工后的零件表面应光 滑、平整，无明显缺陷
。
物理性能
加工后的零件应具备所 需的物理性能，如硬度
、韧性等。
影响机械加工质量的因素
设备精度
加工设备的精度对加工质量有 直接影响，设备精度越高，加
工质量越好。
工艺参数
合理的工艺参数选择能够提高 加工质量，如切削速度、进给 量等。
刀具选择
刀具的质量和选择直接影响加 工表面的质量和效率。
提升企业竞争力
良好的机械加工质量能够 提高企业的竞争力，赢得 客户的信任和市场份额。
降低生产成本
减少废品和次品率，降低 生产成本，提高生产效率 。
机械加工质量的评价标准
尺寸精度
加工后的零件尺寸应符 合设计要求，误差在允
பைடு நூலகம்许范围内。
形状精度
加工后的零件形状应符 合设计要求，如圆柱度
、平面度等。
表面质量
加工设备管理
总结词
高效管理加工设备是保障机械加工质量的基础。
数据分析与改进
运用数据分析工具对质量信息进行 深入分析，识别问题根源，制定改 进措施。
信息共享与协同
建立信息共享平台，促进企业内部 各部门之间的信息交流和协同工作 。
THANK YOU
直方图法
将数据分组并绘制直方图，以直观地 展示数据的分布情况，帮助识别异常 值和过程变异。
因果图法
用于分析质量问题的原因，通过绘制 因果图将各种可能的原因联系起来， 以便采取相应的措施。
质量检验方法
01
02
03
04
抽样检验
通过抽取部分产品进行检验， 评估整批产品的质量水平。
全数检验
对所有产品进行逐一检验，确 保每个产品都符合要求。
加工后的零件表面应光 滑、平整，无明显缺陷
。
物理性能
加工后的零件应具备所 需的物理性能，如硬度
、韧性等。
影响机械加工质量的因素
设备精度
加工设备的精度对加工质量有 直接影响，设备精度越高，加
工质量越好。
工艺参数
合理的工艺参数选择能够提高 加工质量，如切削速度、进给 量等。
刀具选择
刀具的质量和选择直接影响加 工表面的质量和效率。
提升企业竞争力
良好的机械加工质量能够 提高企业的竞争力，赢得 客户的信任和市场份额。
降低生产成本
减少废品和次品率，降低 生产成本，提高生产效率 。
机械加工质量的评价标准
尺寸精度
加工后的零件尺寸应符 合设计要求，误差在允
பைடு நூலகம்许范围内。
形状精度
加工后的零件形状应符 合设计要求，如圆柱度
、平面度等。
表面质量
加工设备管理
总结词
高效管理加工设备是保障机械加工质量的基础。
机械加工质量培训课件PPT(共 104张)
图2-19
(3)工件热变形
火车导轨有缝吗？
由切削热引起，热伸长量：△L=αL△t
当工件能够自由伸长时，工件热变形主要影响尺寸精度， 否则，还会产生圆柱度误差。
式中 L—工件变形方向的长度（或直径）(mm);
α—工件的热膨胀系数（1/℃),钢的热膨胀系数为1.2 × 10－5/℃，铸铁 为1 ×10－5 / ℃，黄铜为1.7 × 10－5 / ℃；
③纯角度摆动误差对加工精度的影响。
主轴的纯角度摆动也因加工方法而异。车外圆时，会产生 圆柱度误差(锥体)；镗孔时，孔将成椭圆形如图2-6所示。
④影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施。
主轴回转轴线的运动误差不仅和主轴部件的制造精度有关， 而且还和切削过程中主轴受力、受热后的变形有关。但主轴部件 的制造精度是主要的，是主轴回转精度的基础，它包含轴承误差 、轴承间隙、与轴承相配合零件的误差等。
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
(3)工件热变形
火车导轨有缝吗？
由切削热引起，热伸长量：△L=αL△t
当工件能够自由伸长时，工件热变形主要影响尺寸精度， 否则，还会产生圆柱度误差。
式中 L—工件变形方向的长度（或直径）(mm);
α—工件的热膨胀系数（1/℃),钢的热膨胀系数为1.2 × 10－5/℃，铸铁 为1 ×10－5 / ℃，黄铜为1.7 × 10－5 / ℃；
③纯角度摆动误差对加工精度的影响。
主轴的纯角度摆动也因加工方法而异。车外圆时，会产生 圆柱度误差(锥体)；镗孔时，孔将成椭圆形如图2-6所示。
④影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施。
主轴回转轴线的运动误差不仅和主轴部件的制造精度有关， 而且还和切削过程中主轴受力、受热后的变形有关。但主轴部件 的制造精度是主要的，是主轴回转精度的基础，它包含轴承误差 、轴承间隙、与轴承相配合零件的误差等。
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
机械加工质量的技术分析培训课件(共51张PPT)
砂轮转速↑→ 外表粗糙度值↓；
磨削深度↑→外表粗糙度值↑;
初磨较大进给量; 终磨无进给量磨削。
2. 砂轮的影响
3. 工件材料的影响
培训专用
2. 砂轮的影响
砂轮粒度: 磨粒越细， Ra越小。
但太细易被堵塞，烧伤工件外表。
砂轮硬度: 太硬或太软都不好；
砂轮修整: 使砂轮外表磨粒整齐又锐利。
砂轮材料: 刚玉类, 碳化硅类, 石等
2)冷校直引起的剩余应力
3)切削加工中引起的剩余应力
措施: 合理设计零件结构, 减小零件尺寸差异。 时效处理, 粗精分开
不采用冷校直
培训专用
1.直接减小 查明原因，设法 误差法 直接消除或减弱
2.误差补 造出新误差，抵
偿法
消原来的误差。
反拉法切削细长轴
a) 正向进给 b) 反向进给
通过导轨凸 起补偿横梁 变形
培训专用
主轴的纯径向跳动对加工精度的影响
镗床上 对圆度影响较大
车床上 对圆度影响较小
培训专用
主轴的纯角度摆动对加工精度的影响
镗床上，刀具旋转，圆度误差大
培训专用
减小主轴回转误差的措施
1.提高轴承精度。
2.提高主轴轴颈精度
3.提高轴承孔的精度、同轴度
4.减小主轴回转误差的影响。
培训专用
2、机床导轨误差
3. 工件材料
•太硬, 磨粒磨钝 →Ra↑；
•太软, 堵塞砂轮 →Ra↑ ； •太韧，使磨粒早期崩落 →Ra↑;
培训专用
四、外表层物理力学性能的影响因素及改进措施
•刀具形状 •切削用量 •工件材料
•磨削烧伤
•冷塑性变形 •热塑性变形 •金相组织变化
培训专用
磨削深度↑→外表粗糙度值↑;
初磨较大进给量; 终磨无进给量磨削。
2. 砂轮的影响
3. 工件材料的影响
培训专用
2. 砂轮的影响
砂轮粒度: 磨粒越细， Ra越小。
但太细易被堵塞，烧伤工件外表。
砂轮硬度: 太硬或太软都不好；
砂轮修整: 使砂轮外表磨粒整齐又锐利。
砂轮材料: 刚玉类, 碳化硅类, 石等
2)冷校直引起的剩余应力
3)切削加工中引起的剩余应力
措施: 合理设计零件结构, 减小零件尺寸差异。 时效处理, 粗精分开
不采用冷校直
培训专用
1.直接减小 查明原因，设法 误差法 直接消除或减弱
2.误差补 造出新误差，抵
偿法
消原来的误差。
反拉法切削细长轴
a) 正向进给 b) 反向进给
通过导轨凸 起补偿横梁 变形
培训专用
主轴的纯径向跳动对加工精度的影响
镗床上 对圆度影响较大
车床上 对圆度影响较小
培训专用
主轴的纯角度摆动对加工精度的影响
镗床上，刀具旋转，圆度误差大
培训专用
减小主轴回转误差的措施
1.提高轴承精度。
2.提高主轴轴颈精度
3.提高轴承孔的精度、同轴度
4.减小主轴回转误差的影响。
培训专用
2、机床导轨误差
3. 工件材料
•太硬, 磨粒磨钝 →Ra↑；
•太软, 堵塞砂轮 →Ra↑ ； •太韧，使磨粒早期崩落 →Ra↑;
培训专用
四、外表层物理力学性能的影响因素及改进措施
•刀具形状 •切削用量 •工件材料
•磨削烧伤
•冷塑性变形 •热塑性变形 •金相组织变化
培训专用
机械制造质量及控制培训课件(ppt 108页)
第二节 影响加工精度的因素
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。
• 机床部件刚度的测定
1）变形与载荷 不成线性关系；
2）加载曲线和卸载 曲线不重合，卸 载曲线滞后于加 载曲线；
3）有残余变形， 反复加载卸载后 残余变形→0；
4）部件实测刚度远比按实体结构估算值小。
图中第一次加载时刀架的平均刚度值约为4.6×103 N/mm，相当于 一个 30mm×30mm×200mm 的铸铁悬臂梁的刚度，比刀架实体结构 尺寸要小的多。
4）自动控制法
一、加工精度与加工误差
获得加工精度的方法
（2）获得形状精度的方法
1）轨迹法
利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状
2）成形刀具法 由刀刃的形状形成工件表面形状
3）展成法
由切削刃包络面形成工件表面形状
（3）获得相互位置精度的方法
1）直接找正 2）划线找正 3）夹具定位 主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证
(三) 工艺系统刚度对加工精度的影响
1.工件刚度低
工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀 具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工 件由于刚性不足而引起的变形对加工精度的影 响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关 公式估算。如车削细长轴时，因工件刚度较低， 使工件产生腰鼓形的形状误差。
2.刀具刚度低
① 主轴回转误差概念 主轴回转时实际回
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基本成形运动 （回转、直线）
成形运动法 相互位置关系 （几何关系） 均准确
保证形 状精度 的条件
速度关系 （运动关系） 非成形运动法 足够的检测精度
19
机械制造新技术：
数控（Numerical Control—NC）技术 加工中心（MC） 工业机器人（Industrial Robot）技术 自适应控制机床（Adaptive Control Machine Tools） 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing－CAM） 计算机数控机床（Computerized Numerical Control－CNC）
机械加工的技术重点
大型工件的加工技术
特殊材料的加工技术
机械加工精度的各项指标既有区别，又有联系。 一般情况下，形状精度要求高于尺寸精度，位置精度要求 也高于尺寸精度。
尺寸公差 > 位置公差 > 形状公差 > 表面粗糙度值
6
5.1.2 机械加工精度的获得方法
1．尺寸精度的获得方法
试切法
手工逐步调刀获得所需尺寸
机床
工艺系统静误差 夹具 刀具 工件（毛坯）
受力变形
加工过程中产生的误差
热变形 刀具磨损
残余应力变形
16
差
用模数铣刀铣齿轮时的齿形误差
17
5.2.2 工艺系统原有误差对加工精度的影响与控制
一、影响尺寸精度的主要因素与控制
试切测量精度： 改善测量方法；提高测量精度
微量进给精度：
L G(0 )
K
机械加工
表面质量 表面层物理机械
塑性变形引起的冷作硬化
性能（ 加工变质层） 切（磨）削热引起的金相组织变化
力（热）产生的残余应力
9
2. 机械加工表面质量对机器使用性能的影响
（1）影响耐磨性 粗糙度值大，实际接触面积小，接触 应力大，易磨损，耐磨性差。
粗糙度值越小，实际接触面积越大，耐磨性较好。
若粗糙度值过小，可能增加制造成本，且可能破坏润滑油膜，造成干摩擦。
透到表面的凹凸不平处，从而产生化学或电化学作用而被腐蚀。 表面微裂纹处容易受腐蚀性气体或液体的侵蚀，如零件表面
有残余压应力，则可阻碍微裂纹的扩展，从而在一定程度上提 高零件的耐蚀性。
12
（4）影响配合性质
影响配合性质最主要因素是表面粗糙度。对于间隙配合，经 初期磨损后，间隙会有所增大，严重时会影响密封性能或导向 精度；对于过盈配合，使计算所得过盈量与实际过盈量有所不 同，成为过渡配合甚至间隙配合，从而可能影响过盈配合的连 接强度。
残余应力为压应力时，可部分抵消交变载荷施加的拉压力， 阻碍和延缓裂纹的产生或扩大，从而提高疲劳强度；但为拉应 力时，则会大大降低疲劳强度。
有些加工方法，如滚压加工，可减小粗糙度值、强化表面层， 使表层呈压应力状态，从而防止产生微裂纹，提高疲劳强度。
11
（3）影响耐蚀性 表面粗糙度值大的表面，腐蚀性物质（气体、液体）容易渗
加工表面硬化到一定程度能使耐磨性有所提高，但硬化过度 反会使结晶组织出现过度变形，甚至产生裂纹或剥落，使磨损加 剧，使耐磨性降低 。
10
（2）影响疲劳强度
交变载荷作用时，表面粗糙度、划痕及微裂纹等均会引起应 力集中，从而降低疲劳强度。
加工表面粗糙度的纹路方向与受力方向垂直时，疲劳强度明 显降低。
一般加工硬化可提高疲劳强度，但硬化过度则会适得其反。
此外，加工表面质量对零件接触刚度、运动平稳性和噪音等 也有影响。
13
5.2 机械加工精度的影响因素及控制措施
5.2.1 机械加工工艺系统原始误差 加工误差与原始误差
加工误差——加工后每个零件在尺寸、形状、位置 方面与理想零件的差值。
（几何参数的偏差）
原始误差——由于机床、刀具、量具、夹具和工件组 成的工艺系统造成加工误差的因素1。4
3
激光反射镜平面度提高 到30nm，表面粗糙度 降 低到10nm，反射率将提高 到 99.8%以上。否则，寿 命将大大缩短
1kg精密陀螺转子的偏
心增加0.5nm，将引起
100m的射程误差和50m的
nm
轨道误差
磁头与磁盘间的飞行高
度在50nm以下，若进一步
降低将使存储容量呈指数
倍增长
4
5
精密和超精密加工技术
误差敏感方向：加工表面法向——原始误差引起的加 工误差最大
误差敏感方向 R X
误差非敏感方向 R Y 2 2R0
常值
系统性误差
误差的性质
变值
随机性误差
15
原理误差 （阿线滚刀滚切渐开线齿轮、数控插补）
原有误 差
工件装夹误差
原
始
误
调整误差 （更换工件、刀具、夹具、量具时调整）
测量误差 （测量方法和量具误差）
式中， L 为跃进距离；G为工作台重量； μ0 ，μ 分别为静、动摩擦系数； K 为机构传动刚度。
微薄切削层的极限厚度：
改进工艺方法（精车、精磨、研磨）
减小刀具或磨粒的刃口钝圆半径 re
定位调整精度:
减少定位误差；提高进给重复定位精度
提高对尺寸分布中心判断的准确性 ℯ 18
二、影响形状精度的主要因素与控制
机械制造技术基础
FUNDAMENTALS OF MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY
第5章 机械加工质量及其控制
Machining Quality and its Control
1
5.1 概述
5.1.1 机械加工质量的含义
机械产品质量
零件质量 装配质量
材料，金相组织 (材质)
调整法
加工前先调整好刀具位置再进行一批加工
定尺寸刀具法 尺寸精度由刀具保证 （钻头、拉刀）
自动控制法 自动化的试切法
2．形状精度的获得方法
轨迹法 车、刨、磨
成形运动法 仿形法 靠模 成形刀具法 成形运动和刃形
展成法 成形表面通过包络形成
非成形运动法 形状精度超过机床成形运动精度时使用7
3．位置精度的获得方法
加工精度，波纹度 ，表面粗糙度 (几何)
机械加工质量
加工精度 表面质量
尺寸精度 形状精度 位置精度
表面（微观）形貌
加工变质层
2
11埃加工精度源自其发展车、铣 磨 CNC机床 研磨，工具磨
光学磨，金刚石车、磨 金刚石超精车、磨，电解加工 衍射光栅刻线机 电子束，离子束，X射线 分子束生长，离子注 扫描隧道技术
一次装夹法 多次装夹法
与机床几何精度有关 直接装夹 效率高，精度低 找正装夹 高精度，小批 夹具装夹 效率高，精度可满足要求
非成形运动法
位置精度要求极高时采用 与检测精度密切相关
8
5.1.3 机械加工表面质量及其对机器使用性能的 影响
1. 机械加工表面质量的含义
表面（微观）形貌
表面粗糙度 表面波纹度