【正文】 加工情況正常（機(jī)床、夾具、刀具在良好的狀態(tài)下）則一批工件的實(shí)際尺寸分布可以看作是 正態(tài)分布 ? 也就是說(shuō)，若引起系統(tǒng)性誤差的因素不變，引起隨機(jī)性誤差的多種因素的作用都微小且在數(shù)量級(jí)上大致相等，則加工所得的尺寸將按正態(tài)分布曲線分布。 132 分布曲線法 ? 正態(tài)分布曲線具有下列特點(diǎn)： 1. 曲線成鐘形，中間高，兩邊低。這表示尺寸靠近分散中心的工件占大部分，而尺寸遠(yuǎn)離分散中心的工件是極少數(shù) 。 2. 工件尺寸大于 和小于 的同間距范圍內(nèi)的頻率是相等的 。 xx133 分布曲線法 ? 正態(tài)分布曲線具有下列特點(diǎn)： 3. 表示正態(tài)分布曲線形狀的參數(shù)是 。如圖 (b)所示， 越大，曲線越平坦，尺寸越分散，也就是加工精度越低； 越小，曲線越陡峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。 4. 從附表中可以查出， 時(shí)， F=%，2F=%。 即工件尺寸在 以外的頻率只占%,可以忽略不計(jì)。因此，一般都取正態(tài)分布曲線的分散范圍為 ??? ?3?? xx ?3??3?134 分布曲線法 ? 正態(tài)分布曲線具有下列特點(diǎn)： ? (或 )的概念在研究加工誤差問(wèn)題時(shí)應(yīng)用很廣，是一個(gè)很重要的概念。 的大小代表了某一種加工方法在規(guī)定的條件下 (毛坯余量、切削用量、正常的機(jī)床、夾具、刀具等 )所能達(dá)到的加工精度。所以在一般情況下我們應(yīng)該使公差帶的寬度 T 和均方根誤差 之間具有下列關(guān)系 : ? 考慮到變值系統(tǒng)性誤差 (如刀具磨損 )及其他因素的影響，總是使公差帶的寬度大于 ?3??6 ?6? ?6?T?6135 分布曲線法 ? 在上述檢查活塞銷孔的例子中，由表 51所列的測(cè)量數(shù)值來(lái)計(jì)算 23mm1}]/1 979 )2(28 .003 979 )16(2 979 )30(2 9 979 )32(2 979 )16(2 979 ){[4(27 .9931/2222222???????? ??? 通常就以 作為在正常生產(chǎn)條件下（一次調(diào)整、同一機(jī)床、同一切削用等）整批活塞銷孔的尺寸分散范圍。試比較一下上面所抽查 100件測(cè)量的結(jié)果，尺寸分散范圍為 ，可見(jiàn)是頗為接近的 .136 分布曲線法 ? 正態(tài)分布曲線除了用來(lái)進(jìn)行加工誤差性質(zhì)的判斷外，還常常用來(lái)進(jìn)行工藝能力 (工序能力 )的計(jì)算 ? 所謂工藝能力是用工藝能力系數(shù) 來(lái)表示的，它是公差范圍和實(shí)際加工誤差之比 ，即： PC 6pTC??137 ?根據(jù)工藝能力系數(shù) 的大小，可以將工藝分為 5個(gè)等級(jí)： ?PC ?? PC ?? PC ?? PCPC?為特級(jí)，說(shuō)明工藝力過(guò)高，不一定經(jīng)濟(jì)； 為一級(jí)，說(shuō)明工藝能力足夠，可以允許一定的波動(dòng)； 為二級(jí)，說(shuō)明工藝能力勉強(qiáng)，必須密切注意； 為三級(jí)，說(shuō)明工藝能力不足，可能出少量不 合格品； 為四級(jí)，說(shuō)明工藝能力不行，必須加以改進(jìn)。 一般情況下，工藝能力不應(yīng)低于二級(jí) 138 ? 在機(jī)械加工中，工件實(shí)際尺寸的分布情況，有時(shí)也出現(xiàn)并不近似于正態(tài)的分布。 分布曲線法 139 ? 分布范圍將 6 除以相對(duì)分布系數(shù) K，即等于 。 K值的大小與分布曲線的形狀有關(guān)。表 33列出了幾種典型分布曲線的 K值和 值， 稱為相對(duì)不對(duì)稱系數(shù)。 ??6?分布曲線法 140 點(diǎn)圖法 ? 要點(diǎn)： 按加工的先后順序作出尺寸的變化圖，以暴露整個(gè)加工過(guò)程中誤差變化的全貌。 ? 具體方法： 按工件的加工順序定期測(cè)量工件的尺寸，以其序號(hào)為橫坐標(biāo)，以量得的尺寸為縱坐標(biāo)，則可得到如圖所示的點(diǎn)圖。 141 點(diǎn)圖法 ? 點(diǎn)圖的用法有多種，下面主要闡述點(diǎn)圖在工藝穩(wěn)定性的判定和工序質(zhì)量控制方面的應(yīng)用。 ? 所謂工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理來(lái)說(shuō)，一個(gè)過(guò)程 (工序 )的質(zhì)量參數(shù)的總體分布，其平均值 和均方根差 在整個(gè)過(guò)程 (工序 )中若能保持不變，則工藝是穩(wěn)定的。為了驗(yàn)證工藝的穩(wěn)定性，需要應(yīng)用 和 兩張點(diǎn)圖。 是將一批工件依照加工順序分成 m個(gè)為一組、第 i組的平均值，共 K組； 是第 i組數(shù)值的極差 。兩張圖常常合在一起應(yīng)用，通稱為 圖 (圖 566)。 x?ixiRm a x m in()ixx?Rx?ix iR142 143 點(diǎn)圖法 ? 在 圖上分別畫(huà)出中心線和控制線，控制線就是用來(lái)判斷工藝是否穩(wěn)定的界限線 Rx? ???Kii Kxx1/x?圖的中心線為 ???Kii KRR1/R圖的中心線為 RAxUCL ??x?圖的上控制界限為 RAxL C L ??x?圖的下控制界限為 RDU C L ?R圖的上控制界限為 0?L C L圖的下控制界限為 144 點(diǎn)圖法 表 511 正常波動(dòng)與異常波動(dòng)的標(biāo)志 與工藝過(guò)程加工誤差分布圖分析法比較，點(diǎn)圖分析法的特點(diǎn)是： 1)所采用的樣本為順序小樣本； 2)能在工藝過(guò)程進(jìn)行中及時(shí)提供主動(dòng)控制的資料； 3)計(jì)算簡(jiǎn)單。 145 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 一、概述 ?機(jī)器零件的機(jī)械加工質(zhì)量，除了 加工精度 之外， 表面質(zhì)量 也是極其重要而不容忽視的一個(gè)方面。產(chǎn)品的工作性能，尤其是它的可靠性、耐久性、在很大程度上取決于其主要零件的表面質(zhì)量。 TDM － 1150型超精密車床可以對(duì)直徑最大為300mm、長(zhǎng)度最大為1500mm、晶體結(jié)構(gòu)尺寸為 3mm～ 200mm的成形輥筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)加工可以達(dá)到 4nm～ 5nm的表面光潔度 146 一、概述 機(jī)械加工的表面不可能是理想的光滑表面 ， 而是存在著 表面粗糙度 、 波度 等表面幾何形狀誤差以及 劃痕 、 裂紋 等表面缺陷的 。 表面層的材料在加工時(shí)也會(huì)產(chǎn)生物理性質(zhì)的變化 ， 有些情況下還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)的變化 ， 該層總稱為 加工變質(zhì)層 147 一、概述 ? (1)表面粗糙度 ：表面的微觀幾何形狀誤差； ? (2)波度 ：介于 加工精度 （宏觀 ） 和 表面粗糙度 之間的周期性幾何形狀誤差 ，它主要是加工過(guò)程中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)所引起的 。 ? ， 主要由以下兩個(gè)部分組成： 148 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 、 機(jī)械性能的變化 ， 主要有以下三個(gè)方面的內(nèi)容： ? (1)表面層因塑性變形引起的冷作硬化； ? (2)表面層因切削熱引起的金相組織的變化； ? (3)表面層中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 。 二 、 表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 零件的 耐磨性 主要與 摩擦副的材料 及 潤(rùn)滑條件 有關(guān) 。 但在這些條件已經(jīng)確定的情況下 ， 零件的 表面質(zhì)量 就起決定性的作用 。 149 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響 ? 零件磨損的三個(gè)階段： 初期磨損階段 ， 正常磨損階段 ， 急劇磨損階段 。 磨損過(guò)程的基本規(guī)律 150 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 一對(duì) 摩擦副 在一定的工作條件下通常有一 最佳粗糙度 ， 過(guò)大或過(guò)小的粗糙度均會(huì)引起工作時(shí)的嚴(yán)重磨損 。 初期磨損量與表面粗糙度的關(guān)系 151 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 表面粗糙度的 輪廓形狀及加工紋路 方向也對(duì)耐磨性有顯著的影響 。 ? 表面變質(zhì)層 會(huì)顯著地改變耐磨性。表面層的 冷作硬化 減少了摩擦副接觸部分處的 彈性和塑性變形，因而減少了磨損，但是 硬化程度與耐磨性并不成線性關(guān)系 ，硬化層也必須控制在一定的范圍內(nèi) 。 ? 表面層產(chǎn)生 金相組織變化 時(shí)由于改變了基本材料的原來(lái)硬度，因而也直接影響耐磨性。 152 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 在交變載荷的作用下 ， 零件表面的 粗糙度 、 劃痕和 裂紋 等缺陷容易引起應(yīng)力集中而萌生和擴(kuò)展疲勞裂紋造成 疲勞損壞 。 ? 表面層的 殘余應(yīng)力 對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響極大 。 表面層的 殘余壓縮應(yīng)力 能夠提高零件的疲勞強(qiáng)度 。 而 殘余拉伸應(yīng)力 容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋因而降低疲勞強(qiáng)度 。 ? 表面的 冷作硬化層 能提高零件的疲勞強(qiáng)度 ， 這是因?yàn)橛不瘜幽茏璧K已有裂紋的擴(kuò)大和新的疲勞裂紋的產(chǎn)生 。 153 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ?降低 表面粗糙度 可以提高零件的抗腐蝕性 。 表面產(chǎn)生 冷作硬化 或 金相組織變化 時(shí)亦常會(huì)降低抗腐蝕能力 。 ?對(duì)于間隙配合表面 ， 如果粗糙度太大 ， 初期磨損量就大 ， 工作時(shí)間一長(zhǎng)配合間隙就會(huì)增大 ， 影響了間隙配合的穩(wěn)定性 。 154 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ?降低 表面粗糙度 可以提高零件的抗腐蝕性 。 表面產(chǎn)生 冷作硬化 或 金相組織變化 時(shí)亦常會(huì)降低抗腐蝕能力 。 ?對(duì)于 過(guò)盈配合 表面 ， 軸在壓入孔內(nèi)時(shí)表面粗糙度的部分凸峰會(huì)擠平 ， 而使 實(shí)際過(guò)盈量 比預(yù)定的小 ，影響了過(guò)盈配合的可靠性 。 所以對(duì)有配合要求的表面都要求較低的粗糙度 。 155 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 5．其他影響 ?對(duì)沒(méi)有密封件的 液壓油缸 、 滑閥 來(lái)說(shuō)，降低粗糙度可以減少泄漏、提高其密封性能； ?較低的表面粗糙度可使零件具有較高的接觸剛度； ?對(duì)于滑動(dòng)零件，降低粗糙度能使 摩擦系數(shù)降低 、 運(yùn)動(dòng)靈活性 增高，并減少發(fā)熱和功率損失； ?表面層的殘余應(yīng)力會(huì)使零件在使用過(guò)程中緩慢變形，失去原來(lái)的精度，降低機(jī)器的工作質(zhì)量等。 156 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 ?（一）切削加工后的表面粗糙度 ? 在切削加工表面上，垂直于切削速度方向的粗糙度稱為 橫向粗糙度 ，在切削速度方向上測(cè)量的粗糙度稱為 縱向粗糙度 。一般來(lái)說(shuō)，橫向粗糙度較大，它主要由幾何因素和物理因素兩方面形成，縱向粗糙度則主要由物理因素形成。 157 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 ?（ 1） 幾何因素 ：在理想的切削條件下，刀具相對(duì)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工表面上遺留下來(lái)的切削層殘留面積，形成理論粗糙度，其最大高度 ，可由刀具形狀、進(jìn)給量 f按幾何關(guān)系求得。 maxR158 ?在刀尖圓弧半徑為零時(shí)， 可由下式求得： 式中： f— 工件每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量； 、 — 車刀的主偏角和副偏角。 ?實(shí)際車刀刀尖總有圓角半徑 ，此時(shí) 可由下式求得 : m a x 39。c tg c tgrrfR??? ?r?39。r rfR82m ax ?三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 159 ?（ 2） 物理因素 ： 1)在切削過(guò)程中刀具的刃口圓角及后面的擠壓與摩擦使金屬材料發(fā)生塑性變形而使理論殘留面積擠歪或溝紋加深， 因而增大了表面粗糙度 。 圖中的表面實(shí)際輪廓形狀由幾何因素與物理因素綜合形成 ， 因而與由純幾何因素所形成的理論輪廓有較大的差別 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 160 ? （ 2） 物理因素 ： 2)切削過(guò)程中出現(xiàn) 刀瘤與鱗刺 ， 會(huì)使表面粗糙度嚴(yán)重地惡化 ， 在加工塑性材料 (如低碳鋼 、 鉻鋼 、 不銹鋼 、 鋁合金等 )時(shí) ， 常是影響粗糙度的主要因素 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 161 ? ?由 幾何因素 引起的粗糙度過(guò)大 ， 可通過(guò)減小 切削層殘留面積 來(lái)解決 。 減小進(jìn)給量 、 刀具的主、 副偏角 ， 增大刀尖園角半徑 ， 均能有效地降低表面粗糙度 。 ?由 物理因素 引起的粗糙度過(guò)大 ， 主要應(yīng)采取措施減少 加工時(shí)的塑性變形 ， 避免產(chǎn)生刀瘤和鱗刺 ， 對(duì)此影響最大的是 切削速度 和 被加工材料的性能 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 162 ? ?切削速度 v的影響 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 ?v愈高 ， 切削過(guò)程中切屑和加工表面的塑性變形程度就愈輕 ，因而粗糙度也愈小 ?采用較高的切削速度常能防止刀瘤 、 鱗刺的產(chǎn)生 。 163 ? ?被加工材料性能的影響 ?韌性較大的塑性材料 ， 加工后粗糙度愈大 。 ?脆性材料的加工粗糙度比較地接近理論粗糙度 。 ?對(duì)于同樣的材料 ， 晶粒組織愈是粗大 ， 加工后的粗糙度也愈大 。 ?因此為了降低加工后的表面粗糙度 ， 常在切削加工前進(jìn)行 調(diào)質(zhì) 或 正火處