机械加工质量ppt课件

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1、第第6章章 机械加工质量机械加工质量6.1 机械加工质量的根机械加工质量的根本概念本概念6.2 机械加工精度机械加工精度6.3 机械加工外表质量机械加工外表质量至总目录 第第6章章 机械加工质量机械加工质量 6.1 机械加工质量的根本概机械加工质量的根本概念念 机器零件的加工质量决议机器零件的加工质量决议了机器的：了机器的： 1.性能性能 2.质量质量 3.寿命寿命 机器产品加工质量的内容：机器产品加工质量的内容： 1.加工精度加工精度 2.加工外表质量加工外表质量 前往本章目前往本章目录 机器机器产品加工品加工质量要求越来量要求越来越高近越高近30年年 加工精度加工精度 普通从普通从0.01

2、mm 0.005mm 精精细从从1m 0.02m (超精超精细从从0.1m 0.001m 加工外表加工外表质量粗糙度方面已量粗糙度方面已获得小于得小于0.0005m的粗糙度。的粗糙度。 加工加工质量与量与设备、工、工艺方法、方法、工工艺措施有关。措施有关。 前往本章目录前往本章目录 6.1.1 加工精度与工件加工精度与工件获得精度的方法得精度的方法 加工精度加工精度零件加工后的几何参数尺零件加工后的几何参数尺寸、外形和位置与寸、外形和位置与图纸规定的理想零件的定的理想零件的几何参数符合的程度。几何参数符合的程度。 理想零件：理想零件： 尺寸尺寸零件尺寸公差零件尺寸公差带中点中点 中点尺寸中点尺

3、寸 外形外形绝对的平面、的平面、圆柱面、柱面、锥面面 位置位置绝对平行、垂直、同平行、垂直、同轴 前往本章目录前往本章目录 加工精度包括三个方面加工精度包括三个方面: : 尺寸精度尺寸精度; ; 外形精度外形精度; ; 位置精度。位置精度。 加工加工误差差是加工精度的另一种表述方法，是加工精度的另一种表述方法，加工后零件的几何参数与理想零件的几何参数偏加工后零件的几何参数与理想零件的几何参数偏离程度离程度, ,以大小示。以大小示。 加工加工误差越大，加工精度越低；差越大，加工精度越低； 加工加工误差越小，加工精度越高。差越小，加工精度越高。 前往本章目前往本章目录获得尺寸精度的方法：得尺寸精度

4、的方法： 试切法：切法：经过试切切 丈量丈量 调整整再再试切切直到直到被加工部分到达尺寸要求被加工部分到达尺寸要求为止。止。试切一小段 特点：特点： 费时费力力; 与操作工人程度有关与操作工人程度有关; 适用于适用于单件小批消件小批消费; 调整法加工整法加工时调整刀具位置用。整刀具位置用。 前往本章目录前往本章目录 (2)定尺寸刀具法：定尺寸刀具法： 零件加工尺寸决零件加工尺寸决议于刀具尺寸。于刀具尺寸。 特点：特点： 尺寸精度决尺寸精度决议于：于： a刀具刀具 的种的种类和精度；和精度； b刀具的安装精度；刀具的安装精度； c机床的精度。机床的精度。 消消费率率较高，在孔加工中广泛运用。高，

5、在孔加工中广泛运用。 运用：孔加工广泛运用。运用：孔加工广泛运用。 前往本章目录前往本章目录 (2) (2)调整法：整法： 预先先调整好刀具和工件在机床上的相整好刀具和工件在机床上的相对置，置，并在一批零件的加工并在一批零件的加工过程中一直程中一直坚持持这个位置不个位置不变，以保，以保证被加工零件尺寸的方法。被加工零件尺寸的方法。 特点：特点： 尺寸尺寸稳定定 ; ; 消消费率高率高 ; ; 加工精度与操作工人的程度关系不大，加工精度与操作工人的程度关系不大，主要决主要决议于于调整精度。整精度。 运用：广泛于成批及大量消运用：广泛于成批及大量消费。 前往本章目录前往本章目录 (4)自自动控制法

6、：控制法： 这种方法是把丈量安装，种方法是把丈量安装，进给安装和控制系安装和控制系统等等组成一个自成一个自动控制的加控制的加工系工系统。 特点：特点： 自自动化程度高，精度化程度高，精度高；高； 适用于批量或大量消适用于批量或大量消费。减振器减振器测头测头工件工件百分表百分表 磨削自动丈量磨削自动丈量 前往本章目录前往本章目录 6.1.2 加工外表质量加工外表质量 (1)根本概念根本概念 1外表微观几何外形外表微观几何外形(外表粗外表粗糙度及波度糙度及波度 )形L1H2L2H1Amin Amax图图6-1 6-1 外表粗糙度，波度和外形误差外表粗糙度，波度和外形误差 外表外表质量：量： 外表粗

7、糙度外表粗糙度 L/H50 外表波度外表波度 L/H = 501000 加工精度：加工精度： 宏宏观几何外形几何外形 L/H L/H10001000 前往本章目录前往本章目录 2) 2) 外表物理机械性能外表物理机械性能 外表冷外表冷层作硬化作硬化 由切削力，切削由切削力，切削热外表外表剧烈的型性烈的型性变形形外表外表强度硬度提高塑性下降。度硬度提高塑性下降。 硬化程度：硬化程度： H H外表外表层显微硬度微硬度 H0 H0工件工件资料加工前料加工前显微硬度根本度微硬度根本度 前往本章目录前往本章目录 表表层金相金相组织变化化 加工外表在切削加工外表在切削热作用下，温度上升作用下，温度上升至金

8、相至金相组织变化的化的临界界值时，产生表生表层金金 相相组织变化。化。 表表层剩余剩余应力力 加工后表加工后表层产生生剧烈的塑性烈的塑性变形或金形或金相相组织变化，呵斥体化，呵斥体积变化。化。 前往本章目录前往本章目录任务时间任务时间磨磨损损量初期磨初期磨损 正常磨正常磨损 急急剧磨磨损图6-2 6-2 初期磨初期磨损量量与粗糙度与粗糙度RaRa的关的关系系 1-轻载荷轻载荷 2-重载荷重载荷RaO O1O221 前往本章目录前往本章目录(2)(2)机械加工外表机械加工外表质量量对机器运用性能的影响机器运用性能的影响1 1外表外表质量量对零件耐磨性的影响零件耐磨性的影响 外表微外表微观几何外形

9、几何外形对耐磨性的影响耐磨性的影响 外表物理机械性能外表物理机械性能对耐磨性的影响耐磨性的影响 .冷作硬化冷作硬化N (适度适度 耐磨性耐磨性 外表外表强度提度提高高 冷作硬化冷作硬化N (过度度 耐磨性耐磨性 外表金相外表金相组织疏松，甚至出疏松，甚至出现裂裂纹和剥落和剥落 .金相金相组织变化化耐磨性耐磨性 改改动外表硬度外表硬度 前往本章目前往本章目录 2) 2) 外表外表质量量对零件疲零件疲劳度的影响度的影响 外表粗糙度外表粗糙度对零件疲零件疲劳强度的影响度的影响 粗糙度粗糙度RaRa、划痕和裂、划痕和裂纹 应力集中力集中 疲疲劳强度度前往本章目录前往本章目录 外表物理机械性能对疲劳强度

10、的影响 表层剩余压应力提高零件疲劳强度抵消交变载荷的拉应力 表层剩余拉应力降低零件疲劳强度容易使外表产生裂纹 适度冷作硬化提高零件疲劳强度阻止裂纹的出现和扩展 过度冷作硬化降低疲劳强度容易使外表产生裂纹 磨削烧伤降低疲劳强度表层的硬度、强度都下降 前往本章目录前往本章目录 3) 外表质量对配合精度的影响 外表粗糙度Ra大 间隙配合初期磨损量大，间隙值增大 过盈配合部分凸峰被挤平，过盈量减小 4) 外表质量对耐腐蚀性确实影响 外表粗糙度Ra 耐腐蚀性 由于电化学腐蚀作用 5) 其它影响 前往本章目前往本章目录 6.2 机械加工精度 6.2.1 原始误差与加工误差 工艺系统机械加工时，机床、夹具、

11、 刀具和工件构成一个相互联络的一致系统。 原始误差工艺系统中存在的各种误差。 原始误差缘由 加工误差结果 前往本章目录前往本章目录 图图6-4 6-4 原始误原始误差差原原始始误误差差原理误差原理误差工件装夹误差工件装夹误差机床误差机床误差夹具误差夹具误差刀具误差刀具误差度量误差度量误差工艺系统受力变形工艺系统受力变形工艺系统热变形工艺系统热变形内应力变形误差内应力变形误差调整误差调整误差刀具磨损刀具磨损1-心轴心轴 2-齿轮坯齿轮坯H7/h621 图图6-3 6-3 滚齿加工的装夹滚齿加工的装夹例：例：滚齿时的加工的加工误差构成差构成 前往本章目录前往本章目录 6.2.2 6.2.2 影响加

12、工精度的要素影响加工精度的要素 1 1 原理原理误差差由于采用了近似的加工运由于采用了近似的加工运动或或 近似的刀具近似的刀具轮廓而廓而产生的。生的。 例例: : 滚刀用阿基米德刀用阿基米德蜗杆替代杆替代渐开开线蜗杆杆 近似的刀具近似的刀具轮廓；廓； 模数模数铣刀刀铣齿近似的刀具近似的刀具轮廓；廓； 用公制用公制丝杆杆车蜗杆或英制螺杆或英制螺纹。 近似的加工运近似的加工运动 前往本章目录前往本章目录例例1. 在公制车床上车模数为在公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为蜗杆时，挂轮计算式为 ： ，假设T=6mm，求加工后蜗杆螺距求加工后蜗杆螺距误差是多少？误差是多少？t=2T=6 i前往本

13、章目录前往本章目录工件工件1转刀具挪刀具挪动的的间隔隔为：1iT=t 所以所以i=t/T 实践螺距践螺距而而实际螺距螺距应该为： t=23.14159=6.2832mm所以螺距所以螺距误差差为： t=tt=6.28576.2832=0.0025mm解：解：前往本章目录前往本章目录提示提示: :在在 长度上误差是多少长度上误差是多少? ? 在在100100长度上误差是多少长度上误差是多少? ?例例2. 2. 设计车床走刀箱时，经常要思索车削蜗设计车床走刀箱时，经常要思索车削蜗杆时交换齿轮的配置问题。假设选交换齿轮杆时交换齿轮的配置问题。假设选交换齿轮 作为近似配置，求采用这种传动比来车削长度作为

14、近似配置，求采用这种传动比来车削长度为为L=100mmL=100mm的蜗杆时，蜗杆轴向齿距积累误差的蜗杆时，蜗杆轴向齿距积累误差是多少？是多少？前往本章目录前往本章目录 2 2机床机床误差差 机床机床误差来自三方面：差来自三方面： 制造；制造； 安装；安装；磨磨损。 对加工加工误差影响大的差影响大的机床机床误 差有三个部分：差有三个部分： 1 1主主轴回回转误差差; ; 2 2导轨误差差; ; 3 3传动链误差。差。 前往本章目录前往本章目录 1机床机床导轨误差以普通差以普通车床床为例例 前往本章目录前往本章目录yO RRZZR RRoa)a)b)b) 图图6-5 刀具在不同方向的位移量对工件

15、直径的影响刀具在不同方向的位移量对工件直径的影响导轨程度弯曲程度弯曲y(y(如如图6-5a)6-5a)引起的外引起的外圆直径直径Dy=2yDy=2y导轨垂直弯曲垂直弯曲 Z ( 如如图6-5b)(R+R)2 =化化简并略去并略去R2 项得得:Rz ;Dz = 前往本章目录前往本章目录例例: :假假设 y = z= 0.1 mm y = z= 0.1 mm ，D=40 mmD=40 mm， 垂直弯曲垂直弯曲结论: :普通机床普通机床导轨程度弯曲比垂直弯曲程度弯曲比垂直弯曲对加加工工误差影响大得多。此例两者相差差影响大得多。此例两者相差400400倍倍 前往本章目录前往本章目录程度弯曲程度弯曲两者

16、比较两者比较误差敏感方向差敏感方向对加工加工误差影响大的加工表差影响大的加工表 面的法面的法线方向。方向。 前往本章目录前往本章目录 图图 6-6 六角车床刀具的安装六角车床刀具的安装 牛牛头刨床加工程度面刨床加工程度面时，程度弯曲程度弯曲为误差敏感方向；差敏感方向；加工加工侧面面时，垂直弯曲方向，垂直弯曲方向为误差敏感方向。差敏感方向。 平面磨床平面磨床误差敏感方向差敏感方向为导轨垂直弯曲。垂直弯曲。 2 2主主轴误差差 主主轴理想回理想回转轴线 主主轴轴线回回转中中各位置的各位置的 平均平均轴线。 主主轴回回转误差差 主主轴实践回践回转中心的中心的瞬瞬时位位 置置与理想位置的最大偏向。与理

17、想位置的最大偏向。 普通把主普通把主轴误差分解差分解为三种独立运三种独立运动方方式式: : 纯轴向向窜动xx 纯径向挪径向挪动r r 纯角度角度摆动 前往本章目录前往本章目录纯轴向向窜动x x 对加工外加工外圆和内孔的直径没有影响和内孔的直径没有影响; ;对加工端面呵斥端面与加工端面呵斥端面与轴线不垂直不垂直 构成端面左右螺旋构成端面左右螺旋; ;车螺螺纹时构成螺距的小周期构成螺距的小周期误差。差。纯径向挪径向挪动rr镗削削( (刀具回刀具回转) )的情况；的情况；车削削( (工件回工件回转) )的情况。的情况。(3)(3)纯角度角度摆动主要影响工件的外形精度主要影响工件的外形精度 前往本章目

18、录前往本章目录 Z (A+R)cos y4Rsin RAcos 12123AAR 前往本章目录前往本章目录图图6-76-7纯径向跳动对镗孔圆度的影响纯径向跳动对镗孔圆度的影响 1- 1-理想外形理想外形 2- 2-镗出孔的实践位置镗出孔的实践位置刀具回刀具回转镗床的情况床的情况假假设主主轴沿沿y y方向作方向作简谐直直线运运动刀具在程度位置刀具在程度位置(1(1点点) ) R1 = R + A R1 = R + A刀具在垂直位置刀具在垂直位置(2(2、4 4点点) ) R2 = R R2 = R 刀具在程度位置刀具在程度位置3 3点点 R3 = R + A R3 = R + A 刀具在恣意位置

19、刀具在恣意位置(1(1点点) ) Y = A cos + R cos=A+R) cos Z = R sin前往本章目录前往本章目录即即镗出的孔出的孔为椭圆形，因此刀具回形，因此刀具回转镗床主床主轴纯径向挪径向挪动加工孔加工孔产生生外形外形误差。差。由以上可得：由以上可得：前往本章目录前往本章目录RRR1R33241实际位置实际位置实践位置实践位置Roo 前往本章目录前往本章目录图图6-8 6-8 车削时纯径向跳动对圆度的影响车削时纯径向跳动对圆度的影响 1- 1-理想工件位置理想工件位置 2- 2-实践工件位置实践工件位置 工件回工件回转(车削削)的情况的情况:工件回工件回转在在1处： R1

20、= R A工件回工件回转在在2处： R2 = R工件回工件回转在在3处： R3 = R + A工件回工件回转在在4处： R4 = R D1-3= R1+R2=2R D2-4= 2R = D1-3前往本章目录前往本章目录 3 3传动链误差差 当加工中要求工件与刀具有一定的运当加工中要求工件与刀具有一定的运动关关系系时, ,就就产生生传动链误差。差。 传动链误差差为内内联络传动的的实践践传动关系关系与与实际计算的算的传动关系之关系之间的偏向。的偏向。产生生传动链误差的主要要素是差的主要要素是传动链中各中各传动件的制造件的制造精度、安装精度和受力精度、安装精度和受力变形等。形等。 如：加工如：加工齿

21、轮螺螺纹、蜗轮、丝杆等。杆等。 前往本章目录前往本章目录例：例：Y3150EY3150E当第当第1 1个齿轮有转个齿轮有转角误差角误差1 1。 前往本章目录前往本章目录 K K差差差差动轮系系传动比；比； K K分分分度挂分度挂轮传动比。比。总传动差总传动差 前往本章目录前往本章目录 第第j个元件有转角误差：个元件有转角误差：Kj 第第j个元件个元件误差差传送系数。送系数。结论结论:(1)Kj:(1)Kj1 1，即升速，误差扩展；，即升速，误差扩展；KjKj1 1，即降速，误差减小。，即降速，误差减小。(2)(2)减小传动元件的数目减小传动元件的数目n n，可以减小误差。，可以减小误差。(3)

22、(3)提高末端元件的装配和制造精度提高末端元件的装配和制造精度, ,可以减可以减小传动链误差。小传动链误差。(4)(4)减小末端传动副的传动比，有利于提高减小末端传动副的传动比，有利于提高传动精度。传动精度。(5)(5)消除传动副的间隙消除传动副的间隙, , 可以使末端元件瞬可以使末端元件瞬时速度均匀。时速度均匀。前往本章目录前往本章目录 3 3调整整误差差 调整整 是指使刀具切削是指使刀具切削刃与工件定位基准刃与工件定位基准间在从切削开在从切削开场到切到切削削终了都了都坚持正确的相持正确的相对位置。位置。调整包括：整包括： 机床机床调整整; ; 夹具具调整整; ; 刀具刀具调整。整。调整整误

23、差是原始差是原始误差的一种，是不可防止的。差的一种，是不可防止的。 前往本章目录前往本章目录 1) 1)试切法加工的切法加工的调整整误差差 缘由：由： 加工余量的影响加工余量的影响 微量微量进给产生的生的误差差微量微量进给误差的消除方法：差的消除方法： a a微量微量进给先退刀再快速引先退刀再快速引进到需到需求的刻度求的刻度值处； b b微量微量进给用悄然敲用悄然敲击手手轮，用振，用振动消除爬行景象。消除爬行景象。前往本章目录前往本章目录试切层很薄试切层很薄时刀刃打滑时刀刃打滑新切到部分厚新切到部分厚刀刃不打滑刀刃不打滑a)精加工：精加工：试切最后一刀余量小，试切最后一刀余量小，打滑打滑,新切

24、部分余量大新切部分余量大 于于试切余量，不打滑，尺试切余量，不打滑，尺寸变小。寸变小。新切到部分厚新切到部分厚受力变形大受力变形大试切层薄试切层薄受力变形小受力变形小 b)粗加工：粗加工：试切余量小于切削余量试切余量小于切削余量, 得到比得到比试切尺寸大一些。由于余量大，试切尺寸大一些。由于余量大，切削力大，刀具后退多。切削力大，刀具后退多。 前往本章目录前往本章目录 前往本章目录前往本章目录 2) 2)调整法加工的整法加工的调整整误差差 在大批大量消在大批大量消费中广泛采用行程档中广泛采用行程档块、靠模、凸靠模、凸轮等机构控制刀具的等机构控制刀具的轨迹和行程。迹和行程。 影响要素有：影响要素

25、有： 定程机构的制造精度和定程机构的制造精度和调整精度；整精度； 定程机构离合器、定程机构离合器、电器开关和控制器开关和控制 阀的灵敏度；的灵敏度； 刀具刀具样板和靠模的精度。板和靠模的精度。 前往本章目录前往本章目录 4 4工工艺系系统受力受力变形形 工工艺系系统在加工在加工过程中受程中受: : 切削力切削力; ; 惯性力；性力； 重力；重力； 夹紧力力 力作用力作用产生工生工艺系系统变形形加工加工误差差1)工工艺系系统刚度度工工艺系系统刚度度工工艺系系统抵抗抵抗变形的才干形的才干Kst 工工艺系系统静静刚度度Fp 、Y 是静是静态下背向力和下背向力和变形形前往本章目录前往本章目录 前往本章

26、目录前往本章目录 机床、机床、夹具、刀具、工件具、刀具、工件 受力后受力后Y方向的位移。方向的位移。工工艺系系统受力后受力后Y Y方向的方向的总位移位移 工件工件刚度度Kg可用可用资料力学的公式料力学的公式计算算LFpL 前往本章目录前往本章目录工件最远端悬臂梁刚度为工件最远端悬臂梁刚度为 LFpL 机床和机床和夹具的具的刚度度 实测分析。分析。 工件中间处刚度为工件中间处刚度为刀具刀具刚度度悬臂梁臂梁为: 前往本章目录前往本章目录2)工工艺系系统受力受力变形形对加工精度的影响加工精度的影响 切削力作用点位置切削力作用点位置变化使工件化使工件产生的外形生的外形误差。差。XLYxXXYww Yt

27、w YtwYdwFAFPFBBDAADCC CB以以顶尖装尖装夹车削光削光轴为例例:Ytw 工件床工件床头位移位移Yww 工件床尾位移工件床尾位移Yx x处工件工件c点位移点位移Ydw 刀具位移刀具位移 前往本章目录前往本章目录在在c点的总位移点的总位移:按刚度定义：按刚度定义：；。Kt , Kw , Kd 分别为床头分别为床头,尾架尾架,刀架的刚度。刀架的刚度。前往本章目录前往本章目录由由实际力学可算出：力学可算出： 将各式代入将各式代入6-9)得：得：机床刚度为：机床刚度为： 前往本章目录前往本章目录LFPFBFA 工件的工件的变形形为：那么工艺系统刚度：那么工艺系统刚度： 前往本章目录前

28、往本章目录X/mm 0 (床头床头) L/6 L/3 L/2 2L/3 5L/6 L(床尾床尾 Yjc 0.0125 0.01110.0104 0.0103 0.0107 0.01180.0 Yg 0 0.00650.0166 0.0210 0.0166 0.0065 0 Yst 0.0125 0.01760.0270 0.0312 0.0273 0.0183 0.0 从表中可看出从表中可看出 : Rmax =Ystmax Ystmin = 0.0312mm 0.0125mm = 0.0187mm 得出如下得出如下结果果 前往本章目录前往本章目录例如例如: 设Fg = 300N Kt =600

29、0N/mm Kw = 5000N/mm Kd = 4000N/mm,L = 600mm 工件直径工件直径 d = 50mm,E = 2 105 N/mm 毛坯毛坯误差的复映差的复映 工件余量或工件余量或资料硬度不均匀，会引起切削力料硬度不均匀，会引起切削力变化，化，使工使工艺系系统受力受力变形形发生生变化，从而呵斥工件的尺寸化，从而呵斥工件的尺寸误差和外形差和外形误差。差。毛坯余量、硬度不均匀毛坯余量、硬度不均匀切削力变化切削力变化变形变化变形变化尺寸和外形误差尺寸和外形误差 前往本章目录前往本章目录Y1Y1asp1asp1Y2Y2asp2asp21 12 2O O图图 6-11 毛坯外形误差

30、的复映毛坯外形误差的复映假设毛坯有椭圆度误差，假设毛坯有椭圆度误差，轮廓曲线为轮廓曲线为1，刀具调整，刀具调整到点划线位置，工件每转到点划线位置，工件每转切深变化为切深变化为asp1-asp2 ，引起切削力变化，于是，引起切削力变化，于是由此变形变化由此变形变化Y1-Y2，从，从而使加工出的工件外形仍而使加工出的工件外形仍存在椭圆度误差。存在椭圆度误差。前往本章目录前往本章目录一次走刀一次走刀XFp = 1：切削一周：切削一周： CFp CFp 与切削条件有关的系数与切削条件有关的系数 asp asp 切削深度切削深度 f f 进给量量 XFp XFp 、YFp YFp 指数指数 前往本章目录

31、前往本章目录有：有：Y1asp1asp1Y2asp2asp212O O图图 6-11 毛坯外形误差的复映毛坯外形误差的复映变形变化和毛坯余量变形变化和毛坯余量变化为：变化为：前往本章目录前往本章目录；。 1假设假设那那么么 前往本章目录前往本章目录 复映系数：复映系数： 通常：通常：多次走刀多次走刀:n次走刀，那么次走刀，那么由以上分析，由以上分析，还可以把可以把误差复映概念做如下推行：差复映概念做如下推行： a.在工在工艺系系统弹性性变形条件下形条件下,毛坯的各种毛坯的各种误差差(圆度、度、圆柱度、柱度、同同轴度、平直度度、平直度误差等差等),都会由于余量不均而引起切削力都会由于余量不均而引

32、起切削力变化，并以化，并以一定的复映系数复映成工件的加工一定的复映系数复映成工件的加工误差。差。 b.毛坯毛坯资料硬度的不均匀将使切削力料硬度的不均匀将使切削力产生生变化化,引起工引起工艺系系统受力受力变形的形的变化化,从而从而产生加工生加工误差。而差。而铸件和件和锻件在冷却件在冷却过程中的不均程中的不均匀是呵斥毛坯硬度不均匀的根源。匀是呵斥毛坯硬度不均匀的根源。 前往本章目录前往本章目录 c.由于误差复映系数通常小于由于误差复映系数通常小于1,多次加多次加工后工后,减少很快减少很快,所以当工艺系统的刚度足够所以当工艺系统的刚度足够时时,只需粗加工时用误差复映规律估算才有现只需粗加工时用误差复

33、映规律估算才有现实意义实意义;在工艺系统刚度较低的场所在工艺系统刚度较低的场所,如镗一如镗一定深度的小直径孔、车细长轴和磨细长轴等定深度的小直径孔、车细长轴和磨细长轴等,那么误差复映景象比较明显那么误差复映景象比较明显,有时需求从实践有时需求从实践反映的复映系数着手分析提高加工精度的途反映的复映系数着手分析提高加工精度的途径。径。前往本章目录前往本章目录 d.在大批大量消在大批大量消费中中,普通采用普通采用调整法加工。整法加工。即刀具即刀具调到一定切削深度后到一定切削深度后,对 同一批零件一次走同一批零件一次走刀加工到刀加工到该工序所要求的尺寸。工序所要求的尺寸。这时,毛坯的毛坯的“尺寸尺寸分

34、散使每件毛坯的加工余量不等分散使每件毛坯的加工余量不等,而呵斥一批工而呵斥一批工件的件的“尺寸分散。要使一批零件尺寸分散在公差尺寸分散。要使一批零件尺寸分散在公差范范围内内,必需控制毛坯的尺寸公差。必需控制毛坯的尺寸公差。前往本章目录前往本章目录例例:在车床上半精镗一短工件的内孔，加工前在车床上半精镗一短工件的内孔，加工前内孔的圆度误差为内孔的圆度误差为0.4mm,加工后要求圆度误加工后要求圆度误差到达差到达0.01mm，知工艺系统刚度，知工艺系统刚度Kst=2790Nmm，走刀量，走刀量f=0.05mm/r，走刀，走刀量指数量指数YFP=0.75径向切削力系数径向切削力系数CFP=1000，

35、试分析计算在只思索机床刚度的影响时，一，试分析计算在只思索机床刚度的影响时，一次走刀圆度精度能否到达图样要求？假设达不次走刀圆度精度能否到达图样要求？假设达不到要求，可采取何种工艺措施？到要求，可采取何种工艺措施？前往本章目录前往本章目录解：复映系数：解：复映系数：可见，一次进给达不到要求。可见，一次进给达不到要求。前往本章目录前往本章目录 为到达加工精度要求，可采用为到达加工精度要求，可采用: : 1. 1.多次走刀；多次走刀； 2. 2.减少走刀量；减少走刀量； 3. 3.提高工艺系统刚度；提高工艺系统刚度； 4. 4.减少误差复映系数等工艺措施。减少误差复映系数等工艺措施。前往本章目录前

36、往本章目录 工工艺系系统受其它作用力而受其它作用力而产生的加工生的加工误差差 其它作用力：其它作用力：夹紧力、机床部件自重、工件自重、力、机床部件自重、工件自重、离心力离心力惯性力、性力、传动力。力。 a:夹紧力力夹紧力引起的工件外形误差夹紧力引起的工件外形误差a)b)c)d)前往本章目录前往本章目录b:机床部件和工件自重机床部件和工件自重a)b)c)前往本章目录前往本章目录 5 5其它原始其它原始误差的影响差的影响 1 1工工艺系系统热变形形 热胀冷冷缩变形形 加工加工过程的程的热源源: : a a：内部：内部热源源( (切削切削热、机床中、机床中传动副和副和动力源的摩擦力源的摩擦热 b b

37、：外部：外部热源源环境温度、阳光、境温度、阳光、灯光、取暖灯光、取暖设备等等 精精细加工加工热变形引起的加工形引起的加工误差占差占总加工加工误差的差的40%40%70%70%。前往本章目录前往本章目录机床机床热变形形主轴倾斜主轴倾斜主轴抬高主轴抬高140130120110100908070605040302010031245678变形形(m/300mm)(m/300mm)运转时间运转时间/h/hb)b)热变形曲线热变形曲线a)车床的热变形表示图车床的热变形表示图 图图6-13 6-13 车床热变形车床热变形前往本章目录前往本章目录前往本章目录前往本章目录t平衡平衡BCAt停停t1时间时间t t

38、刀具热伸长刀具热伸长图图6-14 刀具热伸长刀具热伸长 刀具刀具热变形形由于刀体小由于刀体小,热容量小容量小,刀具温升非常高。例如刀具温升非常高。例如,用用高速高速钢车刀切削刀切削时： 刀刃部分温升可达刀刃部分温升可达700-800度；度； 刀具伸刀具伸长量可达量可达0.030.05 mm 工件工件资料料热膨膨胀系数；系数； L 工件工件热变形方向上的尺寸；形方向上的尺寸； T温升温升 。例：切削例：切削长度度为3 3米米, ,每磨一次温升每磨一次温升33，那，那么么丝杆升杆升长量量为 不均匀受不均匀受热，产生外形生外形误差差工件工件热变形形均匀受均匀受热:前往本章目录前往本章目录 前往本章目

39、录前往本章目录 2 2工件剩余应力工件剩余应力 剩余应力：剩余存在工件内部的一剩余应力：剩余存在工件内部的一部分金属对另一部分金属的作用力。部分金属对另一部分金属的作用力。 剩余应力产生缘由：在铸、锻、焊热剩余应力产生缘由：在铸、锻、焊热处置过程中由于工件各部分受热不均匀处置过程中由于工件各部分受热不均匀或冷却速度不同以及金相组织变化而引或冷却速度不同以及金相组织变化而引起的体积变化，会使工件产生内应力。起的体积变化，会使工件产生内应力。 剩余应力危害：工件粗加工后内应力剩余应力危害：工件粗加工后内应力重新分布使工件产生变形。重新分布使工件产生变形。图图6-15 6-15 床身因内应力而引起的

40、变形床身因内应力而引起的变形前往本章目录前往本章目录减少剩余减少剩余应力力对的影响：的影响：零件构造零件构造设计合理构造合理构造简单、璧厚均匀；、璧厚均匀；退火或退火或时效效处置；置；粗精加工分开，粗、精加工粗精加工分开，粗、精加工时间尽量拉尽量拉长。Fa)Fb)c)图图6-16 6-16 校直引起的内应力校直引起的内应力前往本章目录前往本章目录 6. 2. 3 提高加工精度的措施提高加工精度的措施 1直接减小或消除原始直接减小或消除原始误差差 以以车细长轴为例：例： 采用跟刀架或中心架；采用跟刀架或中心架； 采用反向采用反向进给； 大主偏角大大主偏角大进给； 伸伸缩性的性的弹性活性活顶尖。尖

41、。 进给方向进给方向a)Fy进给方向进给方向Fy 跟刀架跟刀架活顶尖活顶尖b)前往本章目录前往本章目录 在卡在卡盘一端工件上一端工件上车出一个出一个缩颈 dD/2 前后双架前后双架“对刀切削。刀切削。Fy1LFy2FxFx精车刀精车刀半精车刀半精车刀顺牙顺牙倒牙倒牙粗车刀粗车刀双刀架双刀架对刀切削表示图对刀切削表示图前往本章目录前往本章目录(2)(2)补偿和抵消原始误差补偿和抵消原始误差丝杆车床上，用误差校正机构及安装，丝杆车床上，用误差校正机构及安装，来抵消传动链误差。来抵消传动链误差。L1923564(螺距螺距S)78 丝杆杆车床的校正安装床的校正安装 1 1主主轴 2 2工件工件丝杆杆

42、3 3刀架刀架 4 4母母丝杆杆 5 5螺母螺母 6 6摆杆杆 7 7滚子子 8 8校正尺校正尺 9 9交交换齿轮前往本章目录前往本章目录 (3) (3)误差差转移法移法 误差差转移法是把影响加工精度的原始移法是把影响加工精度的原始误差差转移到移到误差不敏感的方向或者不影响加差不敏感的方向或者不影响加工精度的方向上。工精度的方向上。例例: :zxy方向垂直于纸面方向垂直于纸面转塔塔车床的立刀安装法床的立刀安装法前往本章目录前往本章目录 用用镗模模镗孔的孔的镗杆来用浮杆来用浮动联接接头可可以排除主以排除主轴回回 转误差差,导轨 误差等。差等。 横梁横梁变形的形的转移移图中为横梁变形的转移图中为横

43、梁变形的转移前往本章目录前往本章目录 (4) (4)均分与均化原始误差均分与均化原始误差 均分原始误差就是当坯件精度太低，引起的定均分原始误差就是当坯件精度太低，引起的定位误差或复映误差太大时，将坯件误差均分成位误差或复映误差太大时，将坯件误差均分成 n n组，每组坯件的误差减少为原来误差的组，每组坯件的误差减少为原来误差的1/n1/n。 均化原始误差的本质就是利用有亲密联络的工均化原始误差的本质就是利用有亲密联络的工件或刀具外表相互比较、检查，找出它们之间的件或刀具外表相互比较、检查，找出它们之间的差别，再进展修正加工或互为基准的加工，使被差别，再进展修正加工或互为基准的加工，使被加工外表原

44、有的误差不断减少和平均化。加工外表原有的误差不断减少和平均化。前往本章目录前往本章目录心心轴装装夹工件剃工件剃齿齿轮内孔尺内孔尺为 ，心心轴实践尺寸践尺寸为25.002mm，配合最大，配合最大间隙隙为 +0.011mm，最小，最小间隙隙为-0.002 (过盈盈)，间隙隙过大，大，现按表按表6-2制造三个心制造三个心轴，配合精度在，配合精度在0.005之内，之内，处理了剃理了剃齿加工要求。加工要求。前往本章目录前往本章目录a)a)头架架顶尖尖“自磨自自磨自 (5)就地加工到达最终精度 方法：把各相关零件，部件先行装配，使它们处于任务要求的相互位置，然后就地进展最终加工。 目的：消除机器和部件装配

45、后累积误差。前往本章目录前往本章目录b)b)三点不同轴引起丝杆弯曲和接触不良三点不同轴引起丝杆弯曲和接触不良c)c)导套内孔导套内孔 自镗自自镗自 前往本章目录前往本章目录 自动丈量是在加工过程自动丈量是在加工过程中随时自动丈量出工件尺中随时自动丈量出工件尺寸根据丈量结果控制刀具寸根据丈量结果控制刀具与工件的相对位置，工件与工件的相对位置，工件尺寸一直在自动控制之中尺寸一直在自动控制之中闭环系统。闭环系统。减振器减振器测头测头工件工件百分表百分表例如：磨削自动丈量例如：磨削自动丈量6自动丈量与闭环系统自动丈量与闭环系统前往本章目录前往本章目录 6.2.4 6.2.4 机械加工机械加工误差的差的

46、综合分析法合分析法 分析分析误差两种方法差两种方法: : 1) 1) 单要素分析法；要素分析法； 2) 2) 综合分析法。合分析法。 单要素分析的各种要素分析的各种产生生误差差缘由由总是同是同时存在、相互影响的，用数理存在、相互影响的，用数理统计的方法可以的方法可以胜利地利地处理成批及大量消理成批及大量消费中机械加工中机械加工误差的分析和差的分析和对加工精度加工精度的控制的控制问题。 综合分析法合分析法 数理数理统计前往本章目录前往本章目录 (1) (1)误差的性差的性质 按照按照误差出差出现规律，可以分律，可以分为两大两大类误差：差：1)1)系系统性性误差当延差当延续加工一批零件加工一批零件

47、时，大，大 小和方向不小和方向不变或是按一定或是按一定规律律变化的化的误差。差。常常值系系统误差差误差大小和方向不差大小和方向不变。 变值系系统误差差误差大小和方向按一定差大小和方向按一定规 律律变化。化。 例：刀具的例：刀具的热变形、磨形、磨损。前往本章目录前往本章目录 2随机性随机性误差差(偶偶尔误差差) 延延续加工一批零件加工一批零件时,大小和方向没有一大小和方向没有一定定变化化规律的律的误差。差。 例：毛坯例：毛坯误差的复映；工件剩余差的复映；工件剩余应力引起力引起的的变形形误差；差；夹紧误差；多次差；多次调整整误差；内差；内应力引起的力引起的变形形误差；定位差；定位误差等。差等。 随

48、机随机误差可以用数理差可以用数理统计方法来研方法来研讨。 前往本章目录前往本章目录不同性不同性质的加工的加工误差差处理途径：理途径： 常常值系系统误差差 调整整设备、检修修设备、误差差补偿或抵消等。或抵消等。变值系系统误差差 延延续补偿或定期自或定期自动补偿等。等。随机性随机性误差差 减小毛坯减小毛坯误差、提高工差、提高工艺系系统刚度、自度、自动丈量与丈量与闭环控制等。控制等。前往本章目录前往本章目录 (2) (2)加工加工误差的分布曲差的分布曲线分析法分析法 实践分布曲践分布曲线对一批零件一批零件实践加工践加工结果果的的统计曲曲线。 实际分布曲分布曲线数理数理统计中的正中的正态分布曲分布曲线

49、高斯曲高斯曲线。 1) 1)实践分布曲践分布曲线一批活塞一批活塞销孔孔, ,图纸要求尺要求尺寸寸 , ,对这批批销孔精孔精镗后后, ,抽抽查100100件件, ,并并按尺寸大小分按尺寸大小分组, ,每每组的尺寸的尺寸间隔隔为0.002mm0.002mm 见列表列表6-36-3。前往本章目录前往本章目录 组组 别别尺寸范围尺寸范围/mm 中点尺寸中点尺寸 (mm) 组内工件数组内工件数 m 件件 频率频率m/n 1 27.99227.994 27.993 4 4/100 2 27.99427.996 27.995 16 16/100 3 27.99627.998 27.997 32 32/100

50、 4 27.99828.000 27.999 30 30/100 5 28.00028.002 28.001 16 16/100 6 28.00228.004 28.003 2 2/100表表6-3 活塞销孔直径丈量结果活塞销孔直径丈量结果前往本章目录前往本章目录分散范分散范围 = 最大孔径最大孔径 最小孔径最小孔径 = 28.00427.992=0.012mm分散范分散范围中心中心(平均孔径平均孔径) 35302520151050 027.98527.985公差带中心公差带中心(27.9925)(27.9925)27.99527.99528.00028.000 28.00528.005sts

51、t公差范围公差范围10.01510.015分散范围分散范围(0.012)(0.012)分散范围中心分散范围中心(27.9979)(27.9979)(0.0054)(0.0054)前往本章目录前往本章目录公差公差带中点中点废品率品率= 18 即尺寸即尺寸为28.0028.004mm的零件的的零件的频率。率。系系统误差差 st = 分散范分散范围中心公差中心公差带中心中心= 29.99727.9925 = 0.0054mm因分散范因分散范围(0.012) 公差公差值(0.015)，需减，需减小小st，可不，可不产生生废品，即将品，即将镗刀伸出量刀伸出量调小。小。=前往本章目录前往本章目录yx x2

52、)实际分布曲线实际分布曲线正态分布曲线用概率密度函数表示：正态分布曲线用概率密度函数表示：前往本章目录前往本章目录X 工件尺寸；工件尺寸；工件平均尺寸工件平均尺寸( (分散范分散范围中心中心) )n 工件工件总数；数； 均方根偏向，即均方根偏向，即 式中式中前往本章目录前往本章目录正正态分布曲分布曲线特点：特点：曲曲线呈呈钟形，中形，中间高，高，而两而两边低，表示尺寸接近低，表示尺寸接近分散中心的工件占大多数分散中心的工件占大多数而离中心越而离中心越远越少。越少。曲曲线有有对称性，即工件称性，即工件尺寸大于和小于的同尺寸大于和小于的同间距距范范围内的内的频率是相等的。率是相等的。3 3xxya

53、 a) )前往本章目录前往本章目录-2-1012=1=2 =0.50.20.40.40.60.5yxb)b)曲曲线的外形参数的外形参数 越大，曲越大，曲线越平坦，越平坦，尺寸越分散，精度低。尺寸越分散，精度低。 越小，曲越小，曲线越峻峭越峻峭 ，尺寸越集中，精度高。尺寸越集中，精度高。 正正态分布曲分布曲线包含的全部面包含的全部面积为：即即100前往本章目录前往本章目录在尺寸在尺寸x到到 间的工件的的工件的频率率为：由表由表查出出 即即 时 F = 49.865 ， 2F = 99.73即工件在即工件在3外的外的频率只需率只需0.27%，普通取，普通取正正态分布曲分布曲线3范范围代表全部面代表

54、全部面积。前往本章目录前往本章目录令工件公差令工件公差带为T，普通情况下，普通情况下应使使T6,可用可用 表示工表示工艺才干，称才干，称为工工艺才干系数，用才干系数，用 Cp 表示。即表示。即:前往本章目录前往本章目录Cp值越大工越大工艺才干越才干越强，可将工，可将工艺才干分才干分为5个等个等级：Cp 1.67 为特特级 工工艺才干才干过高高1.67 Cp1.33 为一一级 工工艺才干足才干足够1.33 Cp1 为二二级 工工艺才干勉才干勉强1 Cp 0.67 为三三级 工工艺才干不才干不够 有有废品品0.67 Cp 为四四级 工工艺才干缺乏才干缺乏 要改良要改良前往本章目录前往本章目录 解：

55、解：1画出分布曲画出分布曲线 与公差与公差带间的关系的关系图 2公差公差带中点尺寸中点尺寸 为 T中中=17.9825mm17.96517.982518.000xminxmax 例：有一批小轴直径为例：有一批小轴直径为 ，加工，加工后尺寸呈正态分布，丈量计算得算术平均值后尺寸呈正态分布，丈量计算得算术平均值 ， 计算合格品率及废品率，分计算合格品率及废品率，分析产生废品的缘由。析产生废品的缘由。前往本章目录前往本章目录3计算合格品右计算合格品右查表查表 F右右= 0.49384计算合格品左计算合格品左前往本章目录前往本章目录5废品率品率6产生生废品的品的缘由：由：1.对刀不准，存在有系刀不准，

56、存在有系统性性误差差 2. 工序加工精度差(工艺才干缺乏) 前往本章目录前往本章目录 3点点图法法 方法方法: 按工件加工按工件加工顺序定期丈量工件的尺寸，序定期丈量工件的尺寸，以其序号以其序号为横坐横坐标，以丈量得的尺寸，以丈量得的尺寸为纵坐坐标，那么可以得到如下的点那么可以得到如下的点图。系系变随随01020 30 40 50 6070 80 90 100o oBABoA公差上限公差上限前往本章目录前往本章目录 R R点点图0 0101020203030401010202030300 01010202030301010R/mX/m任务组序任务组序任务组序任务组序图图(m 组内工件数内工件数

57、)R图图图系系统误差差变化化规律律R图随机随机误差差变化化规律律前往本章目录前往本章目录尺寸尺寸尺寸尺寸R R0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10101212 1414161618182020VCLVCLLCLLCLVCLVCL任务组序任务组序R R在在 点图上画出横坐标中心线及上下控制线点图上画出横坐标中心线及上下控制线,可得可得 点图的控制图点图的控制图R R图的中心线图的中心线图上控制线图上控制线R图的中心线图的中心线图下控制线图下控制线R图的上控制线图的上控制线2 的运用 R 点点图前往本章目录前往本章目录 2.11 0.58 5 2.28 0.73 4 D A 每组个数每组个

58、数m上式中的上式中的A和和D数值根据数理统计原理得出数值根据数理统计原理得出表表6-5前往本章目录前往本章目录 点子点子动摇有正常有正常动摇和异常和异常动摇，正，正常常动摇阐明工明工艺过程程稳定，异常定，异常动摇阐明明工工艺过程不程不稳定。定。1.有点子超出控制线有点子超出控制线2.点子密集在中心线上下附近点子密集在中心线上下附近3.点子密集在控制线附近点子密集在控制线附近4.延续延续7个以上点子个以上点子5.延续延续11个点子中有个点子中有10个以上个以上6.延续延续14个点子中有个点子中有12个以上个以上7.延续延续17个点子中有个点子中有14个以上个以上8.延续延续20个点子中有个点子中

59、有16个以上个以上9.点子有上升或下降倾向点子有上升或下降倾向10.点子有周期性动摇点子有周期性动摇1.没有点子超出控制线没有点子超出控制线2.大部分点子在中心线上下动大部分点子在中心线上下动摇，小部分在控制线附近摇，小部分在控制线附近3.点子没有明显的规律性点子没有明显的规律性 异常动摇异常动摇 正常动摇正常动摇表表6-6 正常动摇与异常动摇的标示正常动摇与异常动摇的标示前往本章目录前往本章目录 6.3 机械加工外表机械加工外表质量量 6.3.1 机械加工外表粗糙度及影响要素机械加工外表粗糙度及影响要素 (1)切削加工后的外表粗糙度切削加工后的外表粗糙度 1)切削加工外表粗糙度的构成切削加工

60、外表粗糙度的构成 几何要素几何要素 主要是刀具相主要是刀具相对工件作工件作进给运运动时，在，在 工件外表上留下一定的残留面工件外表上留下一定的残留面积。前往本章目录前往本章目录 fkrRmaxfr Rmax刀尖圆弧半径为零刀尖圆弧半径为零刀具有刀具有圆弧半径弧半径rr：前往本章目录前往本章目录实际轮廓实际轮廓实践轮廓实践轮廓图为加工后外表的实践轮廓和实际轮廓图为加工后外表的实践轮廓和实际轮廓 a.切削塑性切削塑性资料料时： 刀具的刃口刀具的刃口圆角及后刀面的角及后刀面的挤压和摩擦和摩擦使金属使金属发生塑性生塑性变形，形，导致致实际残留面残留面积的的挤歪或沟歪或沟纹加深，增大了外表粗糙度。加深，

61、增大了外表粗糙度。 物理要素物理要素前往本章目录前往本章目录 b.刀瘤与刀瘤与鳞刺刺 刀瘤刀瘤切削切削过程中切屑底程中切屑底层与前刀面冷与前刀面冷焊的的结果。果。 鳞刺刺已加工外表上已加工外表上产生的周期性毛刺。低速切削生的周期性毛刺。低速切削 塑性塑性资料料时经常出常出现鳞刺。粗糙度降低刺。粗糙度降低23级。刀瘤刀瘤切屑切屑工件的加工件的加工外表工外表刀具刀具嵌入于工件嵌入于工件外表的部分外表的部分刀瘤刀瘤图为刀瘤工件外表质量的影响图为刀瘤工件外表质量的影响前往本章目录前往本章目录 2)影响切削加工外表粗糙度的要素影响切削加工外表粗糙度的要素 工件工件资料料 塑性塑性 粗糙度粗糙度 晶粒晶粒

62、 粗糙度粗糙度 常常进展正火展正火处置置细化晶粒化晶粒 刀具的几何外形、刀具的几何外形、资料、刃磨料、刃磨质量量 选择与工件摩擦系数与工件摩擦系数较小的刀具小的刀具资料，粗糙度料，粗糙度 冷却效果好，粗糙度冷却效果好，粗糙度 前往本章目录前往本章目录 切削用量切削用量V 粗糙度粗糙度V 刀瘤和刀瘤和鳞刺易刺易产生生图图6-22 6-22 精镗精镗( (车车) )后的外表轮廓图后的外表轮廓图前往本章目录前往本章目录 2磨削加工之后的外表粗糙度磨削加工之后的外表粗糙度 1)磨削机理磨削机理 磨削的切削刃由无数砂粒磨削的切削刃由无数砂粒组成，分布不均匀；成，分布不均匀； 大多数砂粒大多数砂粒为负前角

63、切削；前角切削； 砂粒三种切削形状砂粒三种切削形状: 弹性性变形不构成切削屑形不构成切削屑纯化砂粒化砂粒 塑性塑性变形构成沟槽不构成切削屑形构成沟槽不构成切削屑较纯砂粒砂粒 塑性塑性变形形剧烈构成切屑烈构成切屑锋利的砂粒利的砂粒前往本章目录前往本章目录 2)影响磨削加工外表粗糙度的主要要素影响磨削加工外表粗糙度的主要要素 磨削砂磨削砂轮的影响的影响 砂砂轮粒度粒度 粒度愈粒度愈细，砂，砂轮外表外表单位面位面积磨磨粒数愈多，工件外表的刻痕愈粒数愈多，工件外表的刻痕愈细密粗糙度小。密粗糙度小。 砂砂轮硬度硬度 影响砂影响砂轮的自砺才干砂的自砺才干砂轮太硬，太硬，钝化砂粒不易零落，影响新砂粒参与切削

64、。化砂粒不易零落，影响新砂粒参与切削。 另外另外还有砂有砂轮磨料、磨料、结合合剂与与组织前往本章目录前往本章目录砂砂轮修整修整 修整砂修整砂轮的切深与走刀量的切深与走刀量Ra 砂砂轮速度切削速度速度切削速度 V 添加添加单位刻痕位刻痕减少塑性减少塑性变形形Ra 磨削深度与工件速度磨削深度与工件速度 ap Ra ；V Ra 其它要素：工件其它要素：工件资料的硬化及料的硬化及韧性；性； 冷却液的冷却液的选择及及净化；化； 轴向向进给速度。速度。前往本章目录前往本章目录 6. 3. 2 机械加工外表物理机械性能机械加工外表物理机械性能变化化 (1)加工外表的冷作硬化加工外表的冷作硬化加工外表硬化程度

65、决加工外表硬化程度决议被加工被加工资料的塑性料的塑性变形形切削力切削力 塑性塑性变形形 硬化程度硬化程度切削速度切削速度 塑性塑性变形形 硬化程度硬化程度切削温度的影响，超越回复温度，硬化程度切削温度的影响，超越回复温度，硬化程度前往本章目录前往本章目录影响要素影响要素切削用量的影响切削用量的影响 v 硬化程度硬化程度 f 硬化程度硬化程度刀具的影响刀具的影响 r0 硬化程度硬化程度 r0 硬化程度硬化程度 硬化程度硬化程度 前往本章目录前往本章目录 (2) (2)加工外表加工外表层的金相的金相组织变化化热蜕变层 切削加工中由于切削切削加工中由于切削热的作用，加工外的作用，加工外表表层会会产生

66、金相生金相组织变化。化。 磨削磨削时磨削区的温度高磨削区的温度高(1000)(1000)缘由由为： 切削速度高；切削速度高； 磨削力大磨削力大单位面位面积上的切削力是其上的切削力是其它它 方法的十倍；方法的十倍； 磨削温度磨削温度7070传给工件。工件。前往本章目录前往本章目录 磨削磨削时的高温将会使加工表的高温将会使加工表层产生以下生以下两种金相两种金相组织变化：化： 磨削区温度超越磨削区温度超越马氏体氏体转变温度温度( (中碳中碳钢为250250300)300)马氏体马氏体回火屈氏体索氏体回火屈氏体索氏体(回火组织回火组织)硬度降低硬度降低回火回火烧伤前往本章目录前往本章目录磨削区温度超越

67、淬火磨削区温度超越淬火钢的相的相变临界温界温(720)马氏体马氏体奥氏体奥氏体二次淬火马氏体二次淬火马氏体硬度硬度二次淬火二次淬火烧伤 磨削磨削烧伤色：按表色：按表层的氧化膜的氧化膜烧伤程度，程度，颜色由浅到深色由浅到深浅黄浅黄黄黄褐褐紫紫青青前往本章目录前往本章目录(3)(3)加工外表加工外表层的剩余的剩余应力力 1) 1)外表外表层剩余剩余应力的力的产生生表表层产生剩余生剩余应力力外形变化、体积变化、金相组织变化外形变化、体积变化、金相组织变化工件工件工件工件+-+o ooo加工时加工时加工后加工后由冷塑性变形产生的剩余应力由冷塑性变形产生的剩余应力前往本章目录前往本章目录产生剩余生剩余应

68、力的力的缘由：由：冷塑性冷塑性变形影响形影响切削力切削力受拉应力表层产受拉应力表层产生塑性变形伸长生塑性变形伸长表层面积增大里表层面积增大里层弹性伸长层弹性伸长切削终了里层弹切削终了里层弹性变形要恢复受性变形要恢复受阻外层塑性变形阻外层塑性变形区区表表层压应力、里力、里层拉拉应力力前往本章目录前往本章目录热塑性塑性变形形表表层受拉受拉应力、里力、里层受受压应力力切削切削温度温度高高表层体积膨胀受表层体积膨胀受阻基体，产生紧阻基体，产生紧缩应力，产生热缩应力，产生热塑性变形塑性变形切削终了温度下切削终了温度下降表层要收缩受降表层要收缩受里层阻止里层阻止工件工件工件工件-+o o+oo-加工时加工

69、时加工后加工后由热塑性变形产生的剩余应力由热塑性变形产生的剩余应力前往本章目录前往本章目录金相金相组织变化影响化影响不同的金相不同的金相组织不同的比重不同的比重马氏体氏体 rm 7.75珠光体珠光体 rz = 7.78奥氏体奥氏体 r0 = 7.96 rm rz r0前往本章目录前往本章目录a.回火回火烧伤马氏体马氏体素氏体或屈氏体素氏体或屈氏体(珠光体珠光体)体积减少体积减少表表层产生剩余拉生剩余拉应力力b.二次淬火二次淬火烧伤马氏体马氏体二次淬火马氏体二次淬火马氏体体积增大体积增大表表层产生剩余生剩余压应力力前往本章目录前往本章目录2)机械加工后表机械加工后表层剩余剩余应力力机械加工后是三

70、方面机械加工后是三方面缘由由综协作用的作用的结果：果：机械加工以冷塑性机械加工以冷塑性变形形为主主压应力力切削加工以切削加工以热塑性塑性变形形为主主 拉拉应力力磨削加工以磨削加工以热塑性塑性为主主 拉拉应力力人人们希望希望获得外表剩余得外表剩余压应力，往往力，往往进展外展外表表强化化处置。置。前往本章目录前往本章目录3)磨削裂磨削裂纹 当表当表层拉拉应力超越力超越资料料强度极限，表度极限，表层产生裂生裂纹。 产生磨削裂生磨削裂纹的根本的根本缘由由磨削磨削热 防止磨削裂防止磨削裂纹产生根本途径：生根本途径： 减少磨削减少磨削热产生生 改善散改善散热条件条件至第七章至第七章1前往本章目录前往本章目录