第六节机械加工质量机械加工.ppt

机械加工质量
机械制造技术基础

[加工质量]主要指机械加工精度和表面质量。
[加工精度]是指零件在加工后的实际几何参数(尺寸、几何形状和表面相互位置)与理想零件的几何参数相符合的程度。其符合程度愈高,则加工精度愈高,反之,愈低。
实际加工时不可能也没有必要把零件做得与理想零件完全一致,而总会有一定的偏差,即加工误差。只要这些误差在规定的范围内,即能满足机器使用性能的要求。
[加工误差]是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度,所以,加工误差的大小反映了加工精度的高低。

[表面质量]是指零件表面几何特征和物理力学性能。它主要有如下两方面内容:

一、表面质量对零件耐磨性的影响
(1)表面粗糙度对零件耐磨性的影响
表面粗糙度太大和太小都不耐磨。
表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关,载荷加大时,磨损曲线向上、向右移动,最佳表面粗糙度值也随之右移。
二、表面质量对零件疲劳强度的影响
(1)表面粗糙度对零件疲劳强度的影响
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。在交变载荷作用下,表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中,产生疲劳裂纹。
表面粗糙度值越小,表面缺陷越少,工件耐疲劳性越好;反之,加工表面越粗糙,表面的纹痕越深,纹底半径越小,其抗疲劳破坏的能力越差。
(2)表面层冷作硬化与残余应力对零件疲劳强度的影响
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,残余拉应力容易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度
残余压应力则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。
三、表面质量对零件耐腐蚀性能的影响
(1)表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响
零件表面越粗糙,越容易积聚腐蚀性物质,凹谷越深,渗透与腐蚀作用越强烈。因此减小零件表面粗糙度,可以提高零件的耐腐蚀性能。
(2)表面残余应力对零件耐腐蚀性能的影响
零件表面残余压应力使零件表面紧密,腐蚀性物质不易进入,可增强零件的耐腐蚀性,而表面残余拉应力则降低零件耐腐蚀性。
(3) 表面质量对零件使用性能还有其它方面的影响:如减小表面粗糙度可提高零件的接触刚度、密封性和测量精度;对滑动零件,可降低其摩擦系数,从而减少发热和功率损失。
四、表面质量对零件工作精度的影响
(1)表面粗糙度对零件配合精度的影响
表面粗糙度较大,则降低了配合精度。
(2)表面残余应力对零件工作精度的影响
表面层有较大的残余应力,就会影响它们精度的稳定性。

机械加工中,机床、夹具、***和工件组成的工艺系统在完成任何一个加工过程中,都将有许多原始误差影响零件的加工精度。它们是机床的几何误差,包括微量进给误差、成形运动误差及磨损误差;工件的安装误差;测量误差以及加工中各种力和切削热所引起的误差等。这些误差可分为两部分:一部分与工艺系统本身的结构和状态有关;一部分与切削过程有关。
按照这些误差的性质将其归纳为四个方面。
①工艺系统的几何误差。包括加工方法的原理误差、机床的几何误差、调整误差、***和夹具的制造误差、工件的安装误差以及工艺系统磨损所引起的误差。
②工艺系统受力变形所引起的误差。
③工艺系统热变形所引起的误差。
④工件内应力所引起的误差。包括零件的毛坯制造和切削加工中的内应力引起的误差。

一、原理误差
原理误差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形运动或近似的***轮廓而产生的误差。
例如滚齿用的齿轮滚刀,就有两种误差,一是为了制造方便,采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差;二是由于滚刀切削刃数有限,切削是不连续的,因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线,而是折线。
成形车刀、成形铣刀也采用了近似的***轮廓。
采用近似的成形运动和***刃形,不但可以简化机床或***的结构,而且能提高生产效率和加工的经济效益。