【正文】 零件表面質(zhì)量 表面粗糙度 表面波度 表面物理力學(xué)性能的變化 表面微觀幾何形狀特征 表面層冷作硬化 表面層殘余應(yīng)力 表面層金相組織的變化 表面質(zhì)量的內(nèi)容 二、影響加工表面粗糙度的主要因素及其控制 機(jī)械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾何因素和物理力學(xué)因素兩個(gè)方面。 X ◆ 工藝過程穩(wěn)定性 點(diǎn)子正常波動 → 工藝過程穩(wěn)定； 點(diǎn)子異常波動 → 工藝過程不穩(wěn)定 ◆ 穩(wěn)定性判別 —— 沒有點(diǎn)子超出控制限 —— 大部分點(diǎn)子在中心線上下波動 ， 小部分點(diǎn)子靠近控制限 —— 點(diǎn)子變化沒有明顯規(guī)律性 （ 如上升 、 下降傾向 ， 或周期性波動 ） ? 同時(shí)滿足為穩(wěn)定 圖分析 xR? ?點(diǎn)圖的特點(diǎn)： 表示出系統(tǒng)性誤差及隨機(jī)性誤差的大小和變化規(guī)律，改進(jìn)工藝，能及時(shí)防止廢品的產(chǎn)生，判斷加工過程的穩(wěn)定性。 設(shè)現(xiàn)抽取順次加工的 m個(gè)工件為第 i組 ， 則第 i樣組的平均值 Xi和極差 Ri值為 式中 ximax和 ximin分別為第 i樣組中工件的最大尺寸和最小尺寸 。 ?平均值曲線 O－ O’表示每一瞬時(shí)的分散中心，反映了變值系統(tǒng)性誤差隨時(shí)間變化的規(guī)律 . ?上下限 AA’ 和 BB’間的寬度表示在隨機(jī)性誤差作用下加工過程的尺寸分散范圍，反映了隨機(jī)性誤差的變化規(guī)律。 ?由于在一批工件加工結(jié)束后，才能得出尺寸分布情況，因而不能在加工過程中起到及時(shí)控制質(zhì)量的作用。 3σ（ 6σ）；則 : 6σ即為該加工方法的加工精度。 y x0 6σ的大小代表了某種加工方法在一定的條件（如毛坯余量、機(jī)床、夾具、刀具等）下所能達(dá)到的加工精度。 3σ 范圍內(nèi)，即： 正態(tài)分布曲線的分散范圍為 177。 時(shí)， （ 2）正態(tài)分布曲線的特征 49865 0 3 、 ， F x x ? ? ? 時(shí) ? ③ y F 圖 正態(tài)分布曲線 x 0 σ σ x x y 0 x 曲線與 x軸圍成的面積代表了一批工件的全部，即 100%，其相對面積為 1。 222)(21 ???xxey??? y —— 工件的分布密度 （ 頻率密度 ） ； x —— 工件尺寸； x —— 工件的平均尺寸（分散中心）， ??? niixnx1。同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)量稱為 頻數(shù) ，頻數(shù)與該批零件總數(shù)之比稱為頻率 。 加工誤差的綜合 分析 二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析方法 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法就是以生產(chǎn)現(xiàn)場對工件進(jìn)行實(shí)際測量所得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，分析一批工件的情況，從而找出產(chǎn)生誤差的原因以及誤差性質(zhì)，以便提出解決問題的方法。 ?在順序加工一批工件時(shí)，誤差的大小和方向作有規(guī)律變化，稱為變值系統(tǒng)性誤差。 ? 與夾具有關(guān)的影響位置誤差因素包括： ? 通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的 1/3。 例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿來 切削 漸開線齒輪 而產(chǎn)生的刀刃齒廓形狀誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。 ?對質(zhì)量和體積均很大的笨重零件，即使在同一臺重型機(jī)床進(jìn)行粗精加工也應(yīng)該在粗加工后將被夾緊的工作松開，使之有充足時(shí)間重新分布內(nèi)應(yīng)力，在使其充分變形后，然后重新夾緊進(jìn)行精加工。 圖 31 冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力 1 2 3 4 1 2 3 4 工件在切削加工時(shí)，其表面層在切削力和切削熱的作用下，會產(chǎn)生不同程度的塑性變形，引起體積改變，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。在軸心線和兩條虛線之間，是彈性變形區(qū)域，在虛線以外是塑性變形區(qū)域。 (圖 30） ?毛坯的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，各部分壁厚越不均勻以及散熱條件相差越大，毛坯內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力就越大。 殘余應(yīng)力對零件的影響 ?存在殘余應(yīng)力的零件，始終處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，其內(nèi)部組織有要恢復(fù)到一種新的穩(wěn)定的沒有內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的傾向。 ℃ 。 采用熱對稱結(jié)構(gòu)，使機(jī)床 各部分受熱均勻，熱變形 方向和大小趨向一致。 曲線 A —— 車刀連續(xù)工作時(shí)的熱伸長曲線； 曲線 B —— 切削停止后，車刀溫度下降曲線； 曲線 C —— 間斷切削 時(shí) 的熱 伸長曲線 。 采用銳利刀具和砂輪可以減少切削熱 ； 提高切削速度可縮短對工件的熱作用時(shí)間 ； 切削區(qū)給以充分的冷卻液，加快散熱，不能用冷卻液的場合，用冷風(fēng)幫助散熱。 ?熱主要來自切削區(qū)域 例如：在磨削 400mm長的絲杠螺紋時(shí)，每磨一次溫度升高 1℃ ，則被磨絲杠將伸長 △ L= 105 400 1= 而 5級絲杠的螺距累積誤差在 400mm長度上不允許超過 5μm 左右。 、牛頭刨床、立式車床類機(jī)床 導(dǎo)軌副的摩擦熱 種 磨 床 砂輪主軸軸承的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)的發(fā)熱 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 / h 0 1 2 3 4 50 150 100 200 位移 /μm 20 40 60 80 溫升 / ℃ ΔY ΔX 前軸承溫升 圖 車床受熱變形 a） 車床受熱變形形態(tài) b） 溫升與變形曲線 車床熱變形 ? 立銑 （ 圖 a） 圖 立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形 a）銑床受熱變形形態(tài) b）外圓磨床受熱變形形態(tài) c）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài) ? 外圓磨 （ 圖 b） ? 導(dǎo)軌磨 （ 圖 c） 其他機(jī)床熱變形 （ 1）減少發(fā)熱，隔熱，如電動機(jī)、齒輪箱、液壓裝置等熱源盡量從主機(jī)中分離出去，不能分離的熱源如主軸軸承、高速運(yùn)動導(dǎo)軌副、絲桿副等部件應(yīng)從結(jié)構(gòu)和潤滑等方面改變其摩擦特性。 因此， 精密加工應(yīng)在熱平衡狀態(tài)下進(jìn)行。同時(shí)，它們也通過各種傳熱方式向周圍散發(fā)熱量。工藝系統(tǒng)的熱變形不僅嚴(yán)重地影響加工精度，而且還影響加工效率的提高。 ? 毛坯的各種形狀誤差（圓度、圓柱度、同軸度、平面度等）都會以一定的復(fù)映系數(shù)，復(fù)映成工件的加工誤差。 圖 中心架的應(yīng)用 圖 跟刀架的應(yīng)用 ，用鏜套支承進(jìn)行導(dǎo)向；鉆孔時(shí)，用鉆套導(dǎo)向。39。 （ Ⅲ 段） 急劇磨損階段 磨損量達(dá)到一定數(shù)值后，磨損急損加速、繼而刀具損壞。 ?刀具磨損三個(gè)階段： （ Ⅰ 段） 初期磨損階段 在開始切削的短時(shí)間內(nèi)，磨損較快。 展成法刀具（如齒輪 滾刀、插齒刀等）加工齒 輪時(shí)，刀具的 形狀誤差、 安裝誤差、磨損影響被 加工面的形狀精度。 刀具 誤差 一般刀具 定尺寸刀具 成形刀具 展成法刀具 如普通車刀、單刃 鏜刀和面銑刀等的制 造誤差對加工精度沒有 直接影響， 但磨損后對 工件尺寸或形狀精度有 一定影響。 ? 為便于研究，可將主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向跳動、軸向竄動和角度擺動三種基本型式。原始誤差通過加工過程直接反映到工件上就成為 加工誤差 。第三章 機(jī)械加工質(zhì)量 概 述 一、加工精度 ?機(jī)械加工質(zhì)量：加工精度和表面質(zhì)量 ?加工精度：零件在加工以后的幾何參數(shù)（尺寸、形狀和 位置）的實(shí)際值與理想值的符合程度。 二、表面質(zhì)量 ? 表面質(zhì)量是指機(jī)械加工后零件表面層的狀況，包括： （ 1）表面粗糙度：微觀幾何形狀誤差 （ 2）波度：中間幾何形狀誤差 產(chǎn)生加工誤差的主要因素 yd ??? 2 一 、 機(jī)床誤差 1. 導(dǎo)軌誤差 （ 1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差（導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的彎曲）（ 圖 3）（ 圖 17） 直徑誤差： ?原始誤差： 工藝系統(tǒng)本身的誤差。 Lak 2??2220 tgxrr x ?? )/( 22220 Lbxrr x ??xr1)( 202202??bLrxry022220 rLbxrr ???? 2. 機(jī)床主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度誤差 (1)主軸軸線與導(dǎo)軌在水平面內(nèi)不平行 工件被加工成錐體，錐度為 (2)主軸軸線與導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)不平行 OX為工件軸線， AC為刀尖運(yùn)動軌跡 則任意位置 x處的半徑： 以 y代替 則得： 任意位置 x處半徑方向的加工誤差為： 或 b ， L b tg 主軸軸線與導(dǎo)軌在垂直面內(nèi) L長度的平行度誤差 式中 — ? ? （ 1）主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式 ? 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際