機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制講義課件.ppt

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1、第五章機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制第一節(jié)機(jī)械加工精度第二節(jié)工藝過(guò)程的統(tǒng)計(jì)分析第三節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量第四節(jié)機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)1.加工精度與加工誤差所謂加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。實(shí)際值愈接近理想值，加工精度就愈高。實(shí)際加工不可能把零件做得與理想零件完全一致，總會(huì)有大小不同的偏差，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱(chēng)為加工誤差。第一節(jié)機(jī)械加工精度一、概述2.加工經(jīng)濟(jì)精度圖5-2加工成本與加工誤差之間的關(guān)系3.原始誤差由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)工藝系統(tǒng))會(huì)有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不

2、同的具體工作條件下都會(huì)以各種不同的方式(或擴(kuò)大、或縮小)反映為工件的加工誤差。工藝系統(tǒng)的誤差是“因”，是根源；工件的加工誤差是“果”，是表現(xiàn)；因此，我們把工藝系統(tǒng)的誤差稱(chēng)為原始誤差。4.誤差敏感方向的概念圖5-3由δz引起的加工誤差原始誤差所引起的切削刃與工件間的相對(duì)位移，如果產(chǎn)生在加工表面的法線方向，則對(duì)加工誤差有直接的影響；如果產(chǎn)生在加工表面的切線方向上，就可以忽略不計(jì)。我們把加工表面的法向稱(chēng)之為誤差的敏感方向。分析計(jì)算法是在掌握各原始誤差對(duì)加工精度影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析工件加工中所出現(xiàn)的誤差可能是哪一個(gè)或哪幾個(gè)主要原始誤差所引起的，并找出原始誤差與加工誤差之間的影響關(guān)系，

3、進(jìn)而通過(guò)估算來(lái)確定工件的加工誤差的大小，再通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試來(lái)加以驗(yàn)證。統(tǒng)計(jì)分析法是對(duì)具體加工條件下加工得到的幾何參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，然后運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)這些測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，找出工件加工誤差的規(guī)律和性質(zhì)，進(jìn)而控制加工質(zhì)量。分析計(jì)算法主要是在對(duì)單項(xiàng)原始誤差進(jìn)行分析計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，統(tǒng)計(jì)分析法則是對(duì)有關(guān)的原始誤差進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。5.研究機(jī)械加工精度的方法二、工藝系統(tǒng)幾何誤差1.機(jī)床的幾何誤差加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤

4、差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。(1)定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、鏜刀塊、孔拉刀、絲錐、板牙、鍵槽銑刀等)的尺寸和形狀誤差(2)成形刀具(如成形車(chē)刀、成形銑刀、模數(shù)銑刀等)的形狀誤差(3)展成刀具(如齒輪滾動(dòng)、插齒刀、花鍵滾刀等)切削刃的形狀及有關(guān)尺寸，以及其安裝、調(diào)整不正確(4)一般刀具(如普通車(chē)刀、單刃鏜刀、面銑刀、刨刀等)的制造誤差2.刀具的幾何誤差夾具的作用是使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差對(duì)工件的加工精度(特別是位置精度)有很大影響。3.夾具的幾何誤差圖5-10工件在夾具中裝夾示意試切法調(diào)整廣泛用在單件、小批生產(chǎn)中。這種調(diào)整方式產(chǎn)生調(diào)整誤

5、差的來(lái)源有3個(gè)方面：(1)度量誤差(2)加工余量的影響(3)微進(jìn)給誤差三、調(diào)整誤差1.試切法調(diào)整在大批大量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用行程擋塊、靠模、凸輪等機(jī)構(gòu)保證加工精度。這時(shí)候，這些機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整，以及與它們配合使用的離合器、電氣開(kāi)關(guān)、控制閥等的靈敏度就成了影響誤差的主要因素。2.按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整在大批大量生產(chǎn)中用多刀加工時(shí)，常用專(zhuān)門(mén)樣件來(lái)調(diào)整切削刃間的相對(duì)位置。如活塞環(huán)槽半精車(chē)和精車(chē)時(shí)就是如此。當(dāng)工件形狀復(fù)雜，尺寸和重量都比較大的時(shí)候，利用樣件進(jìn)行調(diào)整就太笨重，且不經(jīng)濟(jì)，這時(shí)可以采用樣板對(duì)刀。3.按樣件或樣板調(diào)整機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、慣性力、重力、傳動(dòng)力等的作用下

6、，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了刀具和工件之間的正確的相對(duì)位置，使工件的加工精度下降。四、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差1.基本概念圖5-12受力變形對(duì)工件精度的影響?yīng))車(chē)長(zhǎng)軸b)磨內(nèi)孔工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對(duì)于機(jī)床、刀具、夾具來(lái)說(shuō)比較低，在切削力的作用下，工件由于剛性不足而引起的變形對(duì)加工精度的影響就比較大，其最大變形量可按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。2.工件剛度外圓車(chē)刀在加工表面法線（y）方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計(jì)。鏜直徑較小的內(nèi)孔，刀桿剛度很差，刀桿受力變形對(duì)孔加工精度就有很大影響。3.刀具剛度(1)機(jī)床部件剛度圖5-14車(chē)床部件靜剛度的測(cè)定1—心軸2、3、6—千分表

7、4—測(cè)力環(huán)5—螺旋加力器4.機(jī)床部件剛度圖5-15車(chē)床刀架部件的剛度曲線1—加載曲線2—卸載曲線(2)影響機(jī)床部件剛度的因素由于零件表面存在宏觀幾何形狀誤差和微觀幾何形狀誤差，結(jié)合面的實(shí)際接觸面積只是名義接觸面積的一小部分(圖所示)，在外力作用下，實(shí)際接觸區(qū)的接觸應(yīng)力很大，產(chǎn)生了較大的接觸變形。1)結(jié)合面接觸變形的影響圖5-16兩零件結(jié)合面間的接觸情況4.機(jī)床部件剛度2)摩擦力的影響圖5-17摩擦力對(duì)機(jī)床部件剛度的影響4.機(jī)床部件剛度3)低剛度零件的影響在機(jī)床部件中，個(gè)別薄弱零件對(duì)剛度的影