机械加工质量分析与控制.ppt

第四章 机械加工质量分析与控制 机械加工精度概述 机械加工表面质量 加工精度与加工误差 加工精度： 是指零件经机械加工后，其几何参数（尺寸、 形状、表面相互质量）的实际值与理论值的符合程度。 符合程度越高， 加工精度 越高。 加工误差： 是指零件经机械加工后，其几何参数（尺寸、 形状、表面相互质量）的实际值与理论值之差。加工精 度越小，加工精度越高。 尺寸、形状、和相互位置精度的关系： 零件的尺寸、形 状和相互位置精度，三者之间是既有区别又有联系的。 一般的情况是尺寸精度高，其几何形状和相互位置精度 也高。一般 轴颈的圆度误差不应超出直径的尺寸公差 零件的形状误差约占相应尺寸公差的 30 50 位置误差约为有关尺寸公差的 65 85 获得加工精度（ 尺寸精度） 的方法 1) 试切法： 通过试切、测量、调整、再试切， ，反复进行到 被加工尺寸达到要求为止的加工方法。效率低，操作者的技术 水平要求高，主要适用于单件、小批生产 2) 调整法： 先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批 零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证被加工尺寸的方 法。广泛用于各类半自动、自动机床和自动线上，适用于成批、 大量的生产。 3) 定尺寸刀具法 ： 用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸 的方法，如铰孔、拉孔和攻螺纹等。加工精度，主要决定于刀 具的制造、刃磨质量和切削用量。其优点是生产率较高，但刀 具制造较复杂，常用于空、螺纹和成形表面的加工。 4) 自动控制法： 用度量装置、进给机构和控制系统构成加工过程 的自动循环，即自动完成加工中的切削、度量、补偿调整等一 系列的工作，当工件达到要求的尺寸时，机床自动退刀停止加 工。 获得加工精度的方法 获得形状精度的方法 成形刀具法 ：加工精度主要取决于刀刃的形状精度。 轨迹法 ：加工精度则与机床的精度关系密切。例如，车削圆 柱类零件时，其圆度、圆柱度等形状精度，主要决定于主轴 的回转精度、导轨精度以及主轴回转轴心线与导轨之间的相 互位置精度。 展成法 ：常用于各种齿轮加工，其形状精度与刀具精度以及 机床传动精度有关。 获得相互位置精度的方法 零件的相互位置精度，主要由机床精度、夹具精度和工件的 装夹精度来保证。例如，在平面上钻孔，孔中心线对平面的 垂直度，取决于钻头进给方向与工作台或夹具定位面的垂直 度。 机械加工表面质量 概述 零件机械加工表面质量，可从几何与物理两个方面进行评定。 表面粗糙度 ： 是指已加工表面微观几何现状误差（ H表示表面 粗糙度高度）。 波度 ：是介于宏观与微观几何形状误差之间的周期性几何形状 误差（ A表示波度的高度）。其波距为 1 10mm之间。 加工表面层材料的物理力学性能 ： 包括表面层材料的塑性变形 与加工硬化，残余应力以及金相组织的变化。 冷作硬化现象 ： 是 加工后零件表面层显微硬度的变化，是冷作硬化和金 相组织变化综合作用的结果。 磨削烧伤现象 ：工件表面层在磨削时，当温度超过工件材料的相变温度 时，金相组织将会发生变化，表面层的显微硬度也相应的变化，并伴随 产生表面残余应力，甚至还有显微裂纹，同时出现彩色氧化膜。 加工表面残余应力 ：切削加工中表面层组织发生形状或组织变化时，在 表面层及其与基体材料的交界处，就会产生相互平衡的弹性应力。 第五章 特种加工 原理、特点与使用范围 概述 -特种加工的优点 加工范围不受材料物理机械性能的限制，具有“以柔克刚”的特 点，可以加工任何硬度的、脆的、耐热或高熔点的金属或非金属 材料。 可以很方便地完成常规切（磨）削加工很难、甚至无法完成的各 种复杂型面、窄缝、小孔的加工。 所获得的精度与表面质量有严格的、确定的规律性，充分利用这 些规律性，可以有目的地解决一些工艺难题和满足零件表面质量 方面的特殊要求。 许多特种加工方法对工件无宏观作用力，因而适合于加工薄壁件、 弹性件，某些特种加工方法则可以精确地控制能量，适于进行高 精度和微细加工，还有一些特种加工方法适合于要求无污染的纯 净材料的加工。 各种特种加工方法可以复合，扬长避短，形成新的加工工艺。 主要特种加工方法 化学加工（ CHM） 电化学加工（ ECM） 电化学机械加工（ ECMM） 电火花加工（ EDM） 电接触加工（ RHM） 超声波加工（ USM） 激光束加工（ LBM） 离子束加工（ IBM） 电子束加工（ EBM） 等离子束加工（ PAM） 电液加工（ EHM） 磨料流加工（ AFM） 磨料喷射加工（ AJM） 液体喷射加工（ HDM）