文档介绍：第十一讲
第五章机械加工质量及其控制

保证机械产品质量是机械制造人员的首要任务。产品的制造质量包括零件的制造质量和产品的装配质量两个方面。零件的制造质量将直接影响产品的性能、效率、寿命及可靠性等质量指标,它是保证产品制造质量的基础。零件的机械加工质量,它包括机械加工精度和表面质量两个方面。
第一节机械加工精度概述
一、加工精度与加工误差
加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)与理想几何参数的接近程度;实际值愈接近理想值,加工精度就愈高。包含尺寸精度。
零件加工精度
位置精度:机械加工后零件几何图形的实际位置与理想位置的接近程度
形状精度:机械加工后零件几何图形的实际形状与理想形状的接近程度
尺寸精度:机械加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的接近程度
加工过程中有很多因素影响加工精度。实际加工不可能把零件做得与理想零件完全一致,总会产生大小不同的偏差。从保证产品的使用性能分析,也没有必要把每个零件都加工得绝对精确,而只要求它在某一规定的范围内变动,这个允许变动的范围,就是公差。制造者的任务就是要使加工误差小于图样上规定的公差。零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)对理想几何参数的偏离量称为加工误差。保证和提高加工精度的问题,实际上就是控制和减少加工误差的问题。
二、加工经济精度
加工过程中有很多因素影响零件的加工精度,即使是同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的加工精度也是不相同的。
加工经济精度是指在正常生产条件下(采用符合质量标准的设备。工艺装备和标准技术等级的工人,不延长加工时间)所能保证的加工精度。每一种加工方法的加工经济精度并不是固定不变的,它将随着工艺技术的发展,设备及工艺装备的改进,以及生产管理水平的不断提高而逐渐提高。
第二节影响机械加工精度的因素
机械加工系统(简称工艺系统)由机床、夹具、刀具和工件组成。影响加工精度的主要因素有:
l)工艺系统的几何误差,包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损。
2)工件装夹误差。
3)工艺系统受力变形引起的加工误差。
4)工艺系统受热变形引起的加工误差。
5)工件内应力重新分布引起的变形。
6)其他误差,包括原理误差、测量误差、调整误差等。
一、工艺系统的几何误差
(一)机床的几何误差
加工中,刀具相对于工件的成形运动,通常都是通过机床完成的。工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有:主轴回转误差、导轨误差和传动误差。

机床主轴是用来装夹工件或刀具,并将运动和动力传给工件或刀具的重要零件,主轴回转误差将直接影响被加工工件的形状精度和位置精度。主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动三种不同形式的误差。
(1)径向圆跳动:是主轴回转轴线相对于平均回转轴线在径向的变动量。车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。
产生径向圆跳动误差的主要原因有:主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的圆度误差等。
(2)轴向圆跳动:是主轴回转轴线沿平均回转轴线方向的变动量。车端面时它使工件端面产生垂直度、平面度误差。产生轴向国跳动的原因是主轴轴肩端面和推力轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
(3)角度摆动:主轴回转轴线相对平均回转轴线成一倾斜角度的运动。车削时,它使加工表面产生圆柱度误差和端面的形状误差。
提高主轴及箱体轴承孔的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。

导轨是机床中确定各主要部件相对位置关系的基准。
(1)导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响导轨在水平面内有直线度误差
Δy时,在导轨全长上刀具相对于工件的正确位置将产生Δy的偏移量,使工件半径产生ΔR=Δy的误差。导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法线方向(误差敏感方向)上,对加工精度的影响最大。
(2)导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响导轨在垂直平面内有直线度误差Δz时,也会使车刀在水平面内发生位移,使工件半径产生误差ΔR。与Δz值相比,ΔR属微小量,由此可知,导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小,一般可忽略不计。
(3)导轨间的平行度误差对加工精度的影响当前后导轨在垂直平面内有平行度误差(扭曲误差)时,刀架将产生摆动,刀架沿床身导轨作纵向进给运动时,刀尖的运动轨迹是一条空间曲线,使工件产生圆柱度误差。
导轨间在垂直方向有平行度误差时,将使工件与刀具的正确位置在误差敏感方向产生偏移量,使工件