技術(shù)資料 Bearing Technology

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機(jī)械加工質(zhì)量，加工精度，加工表面質(zhì)量

機(jī)械加工質(zhì)量

6.1 機(jī)械加工質(zhì)量的基本概念

　　機(jī)器零件的質(zhì)量決定了機(jī)器使用：

　　1.性能; 2.質(zhì)量;　3.壽命

機(jī)器產(chǎn)品加工質(zhì)量的內(nèi)容：

　　1. 加工精度 2. 加工表面質(zhì)量

機(jī)器產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高：

加工精度從 0.01mm→0.005mm—普通級(jí)

從0.1～0.01μm(納米)→0.001μm—精密級(jí)

加工表面質(zhì)量已獲得小于0.0005μm的粗糙度。

6.1.1 加工精度與工件獲得精度的方法

　　加工精度——指零件加工后的幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）
　　　　　　　　與圖紙規(guī)定的理想零件的幾何參數(shù)符合的程度。　　　　　　　　

　　一個(gè)理想零件應(yīng)符合下列的要求：

　　　　　　　　尺寸——零件尺寸公差帶中點(diǎn);
　　　　　　　　形狀—— 絕對(duì)的平面圓、柱面、錐面;
　　　　　　　　位置—— 絕對(duì)平行、垂直、同軸。

　　加工誤差——是加工精度的另一種表述方法，加工后零件的幾何
　　　　　　　　參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)偏離程度,以大小表示。

　　加工精度包括：

　　尺寸精度——指加工后零件的實(shí)際尺寸與理想尺寸相符合的程度

　　形狀精度——指加工后零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想幾何形狀
　　　　　　　　　相符合的程度

　　位置精度——指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置與理想位置
　　　　　　　　　相符合的程度

獲得尺寸精度的方法：

　（1）試切法：

　　通過試切→測(cè)量→調(diào)整→再試切…直到被加工部分達(dá)到尺寸要求

再切除全部。

　　特點(diǎn)：

　　1.費(fèi)時(shí)費(fèi)力 ;

　　2.與操作工人水平有關(guān) ;

　　3.適用于單件生產(chǎn);

　　4.調(diào)整法加工時(shí)調(diào)整刀具位置用。

　（2）定尺寸刀具法：

　　用刀具的尺寸直接保件被加工表面尺寸精度的方法。如：鉆頭、

鉸刀、拉刀、絲錐、浮動(dòng)鏜刀等

　　特點(diǎn)：1.零件加工尺寸決定于刀具尺寸;

　　　　　2.尺寸精度決定于刀具的種類和精度。

（3）調(diào)整法：

　　預(yù)先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，并在一批零件的

加工過程中始終保持這個(gè)位置不變，以保證被加工零件尺寸的方法。

特點(diǎn)：1.尺寸穩(wěn)定；

　　　　　 2.生產(chǎn)率高；

　　　　　 3.決定于調(diào)整水平；

　　　　　 4.廣泛應(yīng)用于成批及大量生產(chǎn)。

（4）自動(dòng)控制法：這種方法只把測(cè)量裝置，進(jìn)給裝置和控制

　　系統(tǒng)等組成一個(gè)自動(dòng)控制的加工系統(tǒng)，這個(gè)加工系統(tǒng)能根據(jù)測(cè)

　　量裝置對(duì)被加工零件的測(cè)量信號(hào)對(duì)刀具的運(yùn)行進(jìn)行控制，自動(dòng)

　　補(bǔ)償?shù)毒吣p及其它因素造成的加工誤差；從而自動(dòng)獲得所要

　　求的尺寸精度。例如：磨削自量

特點(diǎn)：1.自動(dòng)化程度高；

　　　　　 2.適用于大批大量生產(chǎn)?！?/font>

6.1.2 加工表面質(zhì)量

　　　（1）基本概念

　　　1）表面微觀幾何形狀

　表面質(zhì)量：1. 表面粗糙度：L/h < 50

　　2. 表面波度：L/H = 50_~1000

　加工精度：宏觀幾何形狀：L/H > 1000

　 2).表面物理機(jī)械性能

　　　　1.表面冷作硬化

工件在機(jī)械加工時(shí)，表面層金屬受到切削力和

切削熱的作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使表面層的

強(qiáng)度和硬度提高，塑性下降，這種現(xiàn)象稱為表面冷

作硬化

用硬化程度（N）表示：N=（H－H）/H×100﹪

H — 表面層顯微硬度

H。— 工件材料加工前顯微硬度（基本度）

——加工材料塑性變形越大, N 的值也越大。

　2.表層金相組織變化

加工表面在切削熱作用下，溫度上升至金相

組織變化的臨界值時(shí)，產(chǎn)生表層金相組織變化。

　3.表層殘余應(yīng)力

表層的塑性變形和金相組織變化造成的體積變化

都是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因

（2）機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響

1）表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響

1. 表面微觀幾何形狀對(duì)耐磨性的影響

2. 表面物理機(jī)械性能對(duì)耐磨性的影響

冷作硬化N↑ → 耐磨性 ↑

金相組織變化↑ → 耐磨性 ↓

2）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞度的影響

1.表面粗糙度對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

粗糙度Ra↑→ 應(yīng)力集中↑→ 疲勞強(qiáng)度↓

2.表面物理機(jī)械性能對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

表層殘余壓應(yīng)力——提高零件疲勞強(qiáng)度

表層殘余拉應(yīng)力——降低零件疲勞強(qiáng)度

適度冷作硬化——阻止疲勞裂紋擴(kuò)展

過度冷作硬化——降低疲勞強(qiáng)度

磨削燒傷——降低疲勞強(qiáng)度

3）表面質(zhì)量對(duì)配合精度的影響

表面粗糙度Ra ↑——間隙配合間隙值↑

——過盈配合過盈量↓

4）表面質(zhì)量對(duì)耐腐蝕性的確影響

表面粗糙度Ra↑——耐腐蝕性↓

5）其它影響：

密封性、接觸性、摩擦系數(shù)

6.2 機(jī)械加工精度

　　加工誤差是普遍存在的、不可避免的。

　　6.2.1原始誤差與加工誤差

　　工藝系統(tǒng)——機(jī)械加工時(shí)，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成一個(gè)相互

聯(lián)系的統(tǒng)一系統(tǒng)。

6.2.2 影響加工精度的因素

　　1）原理誤差

　　原理誤差 — 是由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而

產(chǎn)生的。

　　例: 1.滾刀用阿基米德蝸桿代替漸開線蝸桿;

2.模數(shù)銑刀銑齒；

3.用公制絲桿車蝸桿或英制螺紋。

2）機(jī)床誤差

　　機(jī)床誤差來自三方面： 1. 制造 ; 2.安裝 ; 3.磨損。

　　討論機(jī)床誤差的三個(gè)部分：

　　 1. 主軸回轉(zhuǎn)誤差 ;

　　 2. 導(dǎo)軌誤差 ;

　　 3. 傳動(dòng)鏈誤差。

2）主軸誤差

　　主軸理想回轉(zhuǎn)軸線—主軸軸線回轉(zhuǎn)中各位置的平均軸線.

　　主軸回轉(zhuǎn)誤差—主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)中心的瞬時(shí)位置與理想位置的

最大偏差.

　　為了方便分析主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響,一般把它分解

為三種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)形式:

　　1.純軸向竄動(dòng)△x;

　　2.純徑向移動(dòng)△r;

　　3.純角度擺動(dòng)△α。

　（1）純軸向竄動(dòng)△x :

　　1. 對(duì)加工外圓和內(nèi)孔的直徑?jīng)]有影響;

　　2. 對(duì)加工端面造成端面與軸線不垂直形成端面螺紋;

　　3. 車螺紋時(shí)形成螺距的小周期誤差。

　（2）純徑向移動(dòng)△r:

　　1.鏜削(刀具回轉(zhuǎn))的情況:

　　假設(shè)主軸沿y方向作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng).

　　①.刀具在水平位置(1點(diǎn)):

　　 R1 = R + A (如下圖所示)

　　3.主軸純角度擺動(dòng)影響工件的形狀精度. 主軸實(shí)際工

　　作為這三種誤差的綜合.

　3）傳動(dòng)鏈誤差.

　　當(dāng)加工中要求工件與刀具有一定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系時(shí),就產(chǎn)生傳動(dòng)

鏈誤差。

如：加工齒輪﹑螺紋、蝸桿、絲桿等。

　　 3）調(diào)整誤差

　　調(diào)整—是指使刀具切削刃與工件定位基準(zhǔn)間在從切削開始到切削

終了都保持正確的相對(duì)位置。

　　調(diào)整包括：1.機(jī)床調(diào)整;2.夾具調(diào)整;3.刀具調(diào)整。

　　(1). 試切法加工的調(diào)整誤差

　　1.加工余量的影響

　　粗加工：試切余量小于切削余量,得到比試切尺寸大一些。

（如圖6-9a所示）

　　精加工：試切最后一刀吃刀小打滑,新切部分大于試切余量不打

滑，尺寸變小。（如圖6-9b所示）

　　2.微量進(jìn)給產(chǎn)生的誤差

　　在試切最后一刀產(chǎn)生爬行現(xiàn)象,使進(jìn)給不均勻。

　　消除辦法：1.先退刀再進(jìn)給；2.輕敲手輪。

　　(2). 調(diào)整法加工的調(diào)整誤差

　　　1.定程機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整精度；

　　　2.定程機(jī)構(gòu)的靈敏度；

　　　3.刀具樣板的精度。

由以上分析，可以把誤差復(fù)映概念做如下推廣：

提高加工精度的措施
　　

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　　（1）直接減小或消除原始誤差

　　以車細(xì)長(zhǎng)軸為例

　?、?采用跟刀架或中心架；
　　

　?、?采用反向進(jìn)給；

　　　　
　?、?大主偏角大進(jìn)給；

　?、?使用伸縮性的彈性活頂尖；
　　
　　⑤ 在卡盤工件上車出一個(gè)縮頸d≈D/2；

　?、?前后雙架對(duì)刀切削；