机械加工质量及其控制
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第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）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。
（2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件 理想形状相符的程度。
（3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件 理想位置相符的程度。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （一）机械加工精度的概念
加工误差：实际加工不可能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。
加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用 控制加工误差的方法来保证加工精度。
加工精度和加工误差是从两种观点来评定零件几何参数， 所谓保证和提高加工精度问题就是限制和降低加工误差问题。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （二）加工精度的获得方法
获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、 自动控制法
2) 调整法：首先调整好刀
具与工件的相对位置,并 要求在一批零件的加工 过程中保持这个位置不 变。如多刀机床,六角自 动车床等。 影响因素与 试切法相同，有调整精 度和调整装置的刚度等。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （二）加工精度的获得方法
3) 定尺寸刀具法: 用刀具尺寸来保证工件尺寸。 4) 自动控制法: 将测量、调整和切削等机构组成一个自动加工
系统，工件达到尺寸后，系统自动停止加工。
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
机械加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，它 存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。虽 然只有极薄的一层（几微米——几十微米），但都错综复杂 地影响着机械零件的耐磨性、抗腐蚀性、配合质量和疲劳强 度等，从而影响产品的使用性能和寿命，因此必须加以足够 的重视。
吸附层 <8nm
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
残余拉应力(＋)；残余压应力(－)
显微硬度
残余应力
压缩区 几十~几百微米
纤维层
热影响区
基体材料
加工表面层沿深度变化示意图
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
本章提要
第四章 机械加工质量及其控制
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。
内容提纲
第四章 机械加工质量及其控制
4.1 概述 4.2 机械加工精度的影响因素及控制 4.3 加工误差的综合分析 4.4 机械加工表面质量的影响因素及控制 4.5 机械加工过程中的振动及控制
1) 试切法：调整—试切—测 量计算—调整，这样反复 几次直到试切尺寸符合要 求为止。
主要影响因素:测量精度，微进 给机构的准确性，刀具的切 削性能；可达到很高的精度。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （二）加工精度的获得方法
获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、 自动控制法
表面层冷作硬化(简称冷硬)：在机械加工中,零件表面层产生强烈 的冷态塑性变形后,引起的强度和硬度都有所提高的现象。一般情况 下表面硬化层的深度可达0.05 — 0.30mm。 表面层金相组织的变化：机械加工过程中，由于切削热或磨削热 的作用引起工件表面温升过高，表面层金属的金相组织发生变化的 现象。 表面层残余应力：是由于加工过程中切削变形和切削热的影响， 工件表面层产生残余应力。
零件的机械加工表面质量决定了机器的使用性能和延长 使用寿命。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和表 面层作为分析和研究对象的。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （一）机械加工精度的概念
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状 和位置）与理想几何参数的符合程度。
（1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件 理想尺寸相符的程度。
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
1、表面层的几何形状
第四章 机械加工质量及其控制
L1范围内的凹凸不平(表面粗糙度)H1 L2范围内的凹凸不平(波度)H2 平面度H3
表面粗糙度和波度
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
2、表面层的物理机械性能
机械加工表面质量是指经过机械加工后零件表面层所产生的 物理机械性能的变化以及表面层微观几何形状误差，又称为表面 完整性，主要包括表面层微观几何形状和表面层物理机械性能。
表面微观几 何形状误差
表面粗糙度 表面波度
零件表面质量
表面层冷作硬化
表面物理力学 性能的变化
表面层残余应力
表面层金相组织的变化
第四章 机械加工质量及其控制
第一Hale Waihona Puke Baidu 概述
第四章 机械加工质量及其控制
机械加工质量包括几何参数方面的质量和表面物理机 械参数方面的质量。
其中几何参数方面的尺寸精度、宏观几何精度和位置 精度属于机械加工精度范畴，而表面物理机械参数方面的 质量和微观几何形状精度属于机械加工表面质量范畴。
第一节 概述
第四章 机械加工质量及其控制
随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要，对 机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的 加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要 解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。研究机械加工精 度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变 化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的 关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质 量。
二、机械加工表面质量 （一）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。
（2）零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件 理想形状相符的程度。
（3）零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件 理想位置相符的程度。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （一）机械加工精度的概念
加工误差：实际加工不可能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。
加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中用 控制加工误差的方法来保证加工精度。
加工精度和加工误差是从两种观点来评定零件几何参数， 所谓保证和提高加工精度问题就是限制和降低加工误差问题。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （二）加工精度的获得方法
获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、 自动控制法
2) 调整法：首先调整好刀
具与工件的相对位置,并 要求在一批零件的加工 过程中保持这个位置不 变。如多刀机床,六角自 动车床等。 影响因素与 试切法相同，有调整精 度和调整装置的刚度等。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （二）加工精度的获得方法
3) 定尺寸刀具法: 用刀具尺寸来保证工件尺寸。 4) 自动控制法: 将测量、调整和切削等机构组成一个自动加工
系统，工件达到尺寸后，系统自动停止加工。
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
机械加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，它 存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。虽 然只有极薄的一层（几微米——几十微米），但都错综复杂 地影响着机械零件的耐磨性、抗腐蚀性、配合质量和疲劳强 度等，从而影响产品的使用性能和寿命，因此必须加以足够 的重视。
吸附层 <8nm
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
残余拉应力(＋)；残余压应力(－)
显微硬度
残余应力
压缩区 几十~几百微米
纤维层
热影响区
基体材料
加工表面层沿深度变化示意图
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
本章提要
第四章 机械加工质量及其控制
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。
内容提纲
第四章 机械加工质量及其控制
4.1 概述 4.2 机械加工精度的影响因素及控制 4.3 加工误差的综合分析 4.4 机械加工表面质量的影响因素及控制 4.5 机械加工过程中的振动及控制
1) 试切法：调整—试切—测 量计算—调整，这样反复 几次直到试切尺寸符合要 求为止。
主要影响因素:测量精度，微进 给机构的准确性，刀具的切 削性能；可达到很高的精度。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （二）加工精度的获得方法
获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、 自动控制法
表面层冷作硬化(简称冷硬)：在机械加工中,零件表面层产生强烈 的冷态塑性变形后,引起的强度和硬度都有所提高的现象。一般情况 下表面硬化层的深度可达0.05 — 0.30mm。 表面层金相组织的变化：机械加工过程中，由于切削热或磨削热 的作用引起工件表面温升过高，表面层金属的金相组织发生变化的 现象。 表面层残余应力：是由于加工过程中切削变形和切削热的影响， 工件表面层产生残余应力。
零件的机械加工表面质量决定了机器的使用性能和延长 使用寿命。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和表 面层作为分析和研究对象的。
第四章 机械加工质量及其控制
第一节 概述
一、机械加工精度 （一）机械加工精度的概念
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状 和位置）与理想几何参数的符合程度。
（1）零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件 理想尺寸相符的程度。
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
1、表面层的几何形状
第四章 机械加工质量及其控制
L1范围内的凹凸不平(表面粗糙度)H1 L2范围内的凹凸不平(波度)H2 平面度H3
表面粗糙度和波度
第一节 概述
二、机械加工表面质量 （一）表面质量的概念
第四章 机械加工质量及其控制
2、表面层的物理机械性能
机械加工表面质量是指经过机械加工后零件表面层所产生的 物理机械性能的变化以及表面层微观几何形状误差，又称为表面 完整性，主要包括表面层微观几何形状和表面层物理机械性能。
表面微观几 何形状误差
表面粗糙度 表面波度
零件表面质量
表面层冷作硬化
表面物理力学 性能的变化
表面层残余应力
表面层金相组织的变化
第四章 机械加工质量及其控制
第一Hale Waihona Puke Baidu 概述
第四章 机械加工质量及其控制
机械加工质量包括几何参数方面的质量和表面物理机 械参数方面的质量。
其中几何参数方面的尺寸精度、宏观几何精度和位置 精度属于机械加工精度范畴，而表面物理机械参数方面的 质量和微观几何形状精度属于机械加工表面质量范畴。
第一节 概述
第四章 机械加工质量及其控制
随着机器速度、负载的增高以及自动化生产的需要，对 机器性能的要求也不断提高，因此保证机器零件具有更高的 加工精度也越显得重要。我们在实际生产中经常遇到和需要 解决的工艺问题，多数也是加工精度问题。研究机械加工精 度的目的是研究加工系统中各种误差的物理实质，掌握其变 化的基本规律，分析工艺系统中各种误差与加工精度之间的 关系，寻求提高加工精度的途径，以保征零件的机械加工质 量。