9.1機械加工質(zhì)量概述9.2影響加工精度的因素9.3影響表面質(zhì)量的因素目錄9.1機械加工質(zhì)量概述9.1.1加工精度1.加工精度的概念加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。它們之間的偏離程度稱為加工誤差。加工精度123尺寸精度形狀精度位置精度試切法定尺寸刀具法調(diào)整法自動獲得法獲得尺寸精度的方法機床運動軌跡法成形法仿形法展成法獲得形狀精度的方法2.獲得加工精度的方法3）獲得位置精度的方法獲得位置精度的方法如下：（1）根據(jù)工件加工過的表面進行找正的方法。（2）用夾具安裝工件，工件的位置精度由夾具來保證。9.1.2表面質(zhì)量表面質(zhì)量包含表面層的幾何特征和表面層金屬的物理力學(xué)性能兩個方面的內(nèi)容。1）表面層的幾何特征表面層的幾何特征如圖所示。表面層的幾何特征表面波度和表面粗糙度的示意關(guān)系（1）表面粗糙度。表面粗糙度是指加工表面的微觀幾何形狀誤差。它的評定參數(shù)主要是輪廓算術(shù)平均偏差Ra。（2）表面波度。表面波度是介于宏觀形狀誤差與微觀表面粗糙度之間的周期性形狀誤差。它主要是由機械加工過程中工藝系統(tǒng)低頻振動造成的，應(yīng)作為工藝缺陷設(shè)法消除。表面波度和表面粗糙度的示意關(guān)系如圖所示。（3）表面紋理方向。表面紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成所采用的機械加工方法。一般對運動副或密封件要求紋理方向。1表面層金屬的加工硬化（冷作硬化）。在機械加工過程中，工件表面層金屬都會有一定程度的冷作硬化，使表面層金屬的顯微硬度有所提高。2表面層金屬的產(chǎn)生殘余應(yīng)力。由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金屬晶格發(fā)生不同程度的塑性變形，使表面層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力。3表面層金屬的金相組織變化。在機械加工過程中，由于切削熱的作用會使表面層金屬的金相組織發(fā)生變化。2）表面層金屬的物理力學(xué)性能機械加工過程中，由于切削力和切削熱的綜合作用，工件表面層金屬的物理力學(xué)性能發(fā)生一定的變化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：表面粗糙度對零件耐磨性的影響表面粗糙度對零件耐磨性的影響很大。一般來說，表面粗糙度越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度太小，因接觸面容易發(fā)生分子黏結(jié)，且潤滑液不易儲存，使得磨損反而增加。因此，就磨損而言，存在一個最優(yōu)表面粗糙度。表面層金屬的加工硬化對零件疲勞強度的影響。表面紋理方向能影響兩個金屬表面的實際接觸面積和潤滑液的存留情況。輕載時，若兩個金屬表面的紋理方向與相對運動方向一致，則磨損最??；重載時，摩擦副的兩個金屬表面的紋理方向相互垂直，且運動方向平行于下表面的紋理方向時，磨損最小。表面層金屬的加工硬化對零件耐磨性的影響。表面層金屬的加工硬化一般能使其耐磨性提高。其主要原因是加工硬化使表面層金屬的顯微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形，故可減少磨損。2.表面質(zhì)量對零件使用性能的影響1）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響如下：表面粗糙度對零件疲勞強度的影響在交變載荷作用下，零件表面粗糙處，劃痕、裂紋等缺陷易形成應(yīng)力集中，并在表面生成疲勞裂紋，造成零件的疲勞破壞。減小表面粗糙度可以提高零件的疲勞強度。表面層金屬的加工硬化對零件疲勞強度的影響表面層金屬加工硬化層能阻礙已有裂紋的繼續(xù)擴大和新裂紋的產(chǎn)生，有助于提高疲勞強度。但表面層金屬的加工硬化程度過大，反而易產(chǎn)生裂紋，故其加工硬化程度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。表面層金屬產(chǎn)生的殘余應(yīng)力對零件疲勞強度的影響由于疲勞破壞是從零件表面開始的，當(dāng)表面層金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力時，能延緩零件疲勞裂紋的產(chǎn)生、擴展，使疲勞強度提高；當(dāng)表面層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力時，容易使零件表面產(chǎn)生裂紋而降低疲勞強度。2）表面質(zhì)量對零件疲勞強度的影響表面質(zhì)量對零件疲勞強度的影響如下：3）表面質(zhì)量對零件耐腐蝕性的影響零件的耐腐蝕性在很大程度上取決于零件的表面粗糙度。大氣里所含氣體和液體與金屬表面接觸時，會凝聚在金屬表面上而使金屬腐蝕。表面粗糙度越大，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強烈。因此，減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。4）表面質(zhì)量對零件配合精度的影響零件間的配合關(guān)系是用過盈量或間隙量來表示的。對于間隙配合的表面，如果太粗糙，初期磨損量就很大，配合表面很快就會被磨損而使間隙迅速增大，從而改變配合性質(zhì)，降低配合精度；對于過盈配合的表面，表面粗糙度越大，兩表面相配合時表面凸峰就越易被擠掉，從而使實際過盈量減少，降低連接強度，影響配合的可靠性。因此，配合質(zhì)量要求高時，表面粗糙度要小。與工藝系統(tǒng)本身初始狀態(tài)有關(guān)的幾何誤差，即加工原理誤差、機床誤差、刀具誤差和夾具誤差。影響加工精度的的因素與加工過程有關(guān)的動誤差，即工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差、刀具磨損和測量誤差。9.2影響加工精度的因素9.2.1加工原理誤差加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進行加工而產(chǎn)生的誤差。例如，在實際生產(chǎn)中，同一模數(shù)的齒輪銑刀一般只有８把，每一把銑刀只能加工該模數(shù)一定齒數(shù)范圍內(nèi)的齒輪，其齒形曲線是按該范圍內(nèi)最小齒數(shù)的齒形制造的，而實際上同一模數(shù)的齒輪、齒數(shù)不同，漸開線齒形就不同，因此，在加工其他齒數(shù)的齒輪時就存在著不同程度的加工原理誤差。又如，在數(shù)控機床上用直線插補或圓弧插補方法加工復(fù)雜曲面，在普通米制絲杠的車床上加工英制螺紋等，同樣產(chǎn)生加工原理誤差。采用近似的成形運動或近似的切削刃輪廓，雖然會帶來加工原理誤差，但可以簡化機床或刀具的結(jié)構(gòu)，有時反而能得到較高的加工精度，并且能提高生產(chǎn)率，使工藝過程更為經(jīng)濟。因此，只要加工原理誤差在允許的加工精度范圍內(nèi)，采用近似加工在生產(chǎn)中仍可得到廣泛的應(yīng)用。9.2.2機床誤差機床誤差包括機床安裝誤差、制造誤差以及使用中的磨損。機床誤差的項目很多，這里著重分析對工件加工精度影響較大的機床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機床導(dǎo)軌誤差和機床傳動鏈誤差。1.機床主軸回轉(zhuǎn)誤差1）機床主軸回轉(zhuǎn)誤差的概念與形式機床主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實際回轉(zhuǎn)軸線對其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。在理想情況下，機床主軸回轉(zhuǎn)時其軸線在空間的位置是固定不變的。但實際上，由于主軸部件中軸承、軸頸、軸承座孔等的制造誤差、配合質(zhì)量和潤滑條件，以及回轉(zhuǎn)過程中受力、受熱等動態(tài)因素的影響，使機床主軸回轉(zhuǎn)軸線的空間位置發(fā)生變化。機床主軸回轉(zhuǎn)誤差可分解為徑向圓跳動、端面圓跳動和角度擺動三種基本形式。機床主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式機床主軸回轉(zhuǎn)精度是機床主要精度指標之一，它在很大程度上決定著工件加工表面的形狀精度。尤其是在精加工時，機床主軸回轉(zhuǎn)誤差是影響工件圓度誤差的主要因素，如坐標鏜床、精密車床和精密磨床，都要求機床主軸有較高的回轉(zhuǎn)精度。2）提高機床主軸回轉(zhuǎn)精度的措施提高主軸部件的回轉(zhuǎn)精度對滾動軸承進行預(yù)緊首先應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度，如采用高精度的滾動軸承，采用高精度的多油楔動壓軸承、靜壓軸承；其次是提高箱體支承孔、主軸軸頸等與軸承相配合表面的加工精度。對滾動軸承適當(dāng)預(yù)緊以消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過盈。由于軸承內(nèi)、外圈和滾動體彈性變形的相互制約，既增加了軸承剛度，又對軸承內(nèi)、外圈滾道和滾動體的誤差起均化作用，因而可提高主軸的回轉(zhuǎn)精度。2.機床導(dǎo)軌誤差1）機床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差如圖所示，磨床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差Δ，造成工件在半徑方向上產(chǎn)生1∶1的誤差ΔR=Δ。若Δ=0.1mm，則ΔR=0.1mm。磨削長工件時，這一誤差將明顯地反映在工件直徑上，使工件表面產(chǎn)生圓柱度誤差。車削外圓時，車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差也會類似地直接反映到被加工工件的表面上。磨床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差及其對磨削外圓的影響2）機床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差如圖所示,磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差Δ，造成工件沿砂輪切線方向產(chǎn)生位移h=Δ，運用三角幾何關(guān)系,可得工件半徑方向上產(chǎn)生誤差ΔR=Δ2/(2R)。由于Δ很小，Δ2則更小，因此，引起的誤差ΔR也很小。例如，Δ=0.1mm，R=25mm，則ΔR=0.0002mm，一般可忽略不計。磨床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差及其對磨削外圓的影響3）機床導(dǎo)軌面間的平行度誤差如圖所示的車床導(dǎo)軌面間的平行度誤差Δ，使導(dǎo)軌產(chǎn)生扭曲，使床鞍產(chǎn)生橫向傾斜，使刀尖相對于工件在水平和垂直兩個方向上產(chǎn)生偏移，引起工件加工誤差。其半徑誤差值為Δy。機床導(dǎo)軌面間的平行度誤差對加工精度的影響是很大的。車床導(dǎo)軌面間的平行度誤差3.機床傳動鏈誤差機床傳動鏈誤差是指機床傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。它是按展成原理加工工件（如螺紋、齒輪、蝸輪以及其他零件）時影響加工精度的主要因素。9.2.3工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差1.工藝系統(tǒng)受力變形引起誤差的基本概念由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)，在切削力、夾緊力、傳動力、重力和慣性力的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)的變形。如車削細長軸時，工件在切削力作用下的彎曲變形，加工后會形成鼓形圓柱度誤差，如圖（a）所示。又如鏜孔時鏜桿伸長彎曲，如圖（b）所示，以及在內(nèi)圓磨床上用橫向切入磨孔時，由于磨頭主軸彎曲變形，使加工出的孔會帶有錐度的圓柱度誤差，如圖（c）所示。工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差1）工藝系統(tǒng)剛度的概念工藝系統(tǒng)受力變形時，主要研究其對加工精度影響最大的敏感方向（誤差敏感方向），即通過刀尖的加工表面法線方向的位移。因此，工藝系統(tǒng)的剛度是指加工表面法向切削分力與該力的方向上工件與刀具之間的相對位移的比值，即工藝系統(tǒng)總剛度計算的一般式為：2.工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響1）切削力作用點位置變化對加工精度的影響切削過程中，工藝系統(tǒng)的剛度會隨著切削力作用點位置的變化而變化，工藝系統(tǒng)的受力變形也隨之變化，從而引起工件的形狀誤差。車削時由于工件或機床剛度不足而造成的加工誤差（1）在車床兩頂尖間車削細長軸。由于工件細長，剛度小，在切削力作用下，其變形遠超過機床、夾具和刀具的受力變形。（2）在車床兩頂尖間車削短軸。由于工件粗而短，剛度較大，在切削力作用下，其變形相對于機床、夾具和刀具的變形要小得多，故可忽略不計。2）切削力大小變化對加工精度的影響毛坯外形雖然具有粗略的工件形狀，但它在尺寸、形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差和不均勻性。毛坯的這些誤差在加工時使切削深度（背吃刀量）不斷發(fā)生變化，從而導(dǎo)致切削力的變化，進而引起工藝系統(tǒng)的變形量產(chǎn)生相應(yīng)的變化，使工件在加工后還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差，這種現(xiàn)象稱為誤差復(fù)映，該現(xiàn)象所引起的加工誤差稱為復(fù)映誤差。工件形狀的誤差復(fù)映3）夾緊力對加工精度的影響當(dāng)加工剛性較差的工件時，若夾緊不當(dāng)，會引起工件變形而產(chǎn)生加工誤差，特別是薄壁套筒、薄板等工件，容易產(chǎn)生加工誤差。由于夾緊變形引起的加工誤差4）工藝系統(tǒng)有關(guān)零件、部件的重力對加工精度的影響工藝系統(tǒng)中有關(guān)零件、部件的自重也會引起變形。例如，龍門銑床、龍門刨床刀架橫梁的變形，鏜床、鏜桿伸長而下垂的變形等，都會造成加工誤差。由龍門刨床刀架橫梁的自重所引起的加工誤差1—橫梁；2—刀架；3—工件3.減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施減少工藝系統(tǒng)受力變形，不僅可以提高零件的加工精度，而且有利于提高生產(chǎn)率，生產(chǎn)中可采取以下幾種措施。1）提高工件的剛度有些工件因自身剛度較低，特別是加工叉類、細長軸等零件，非常容易變形而引起加工誤差。在這種情況下，提高工件的剛度是提高加工精度的關(guān)鍵。其主要措施是縮小切削力作用點到工件支承面之間的距離，以增大工件加工時的剛度。例如，在車削細長軸時常采用中心架或跟刀架以增加工件的剛度。2）合理裝夾工件，減少夾緊變形加工薄板工件時，由于工件剛度較低，解決夾緊變形是提高其加工精度的關(guān)鍵。夾緊時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膴A緊方法和夾緊部位。機械加工中，經(jīng)常遇到薄板工件需要在熱處理淬硬后進行磨削的情況，如機床中的摩擦片、刀具中的鋸片等。在平面磨床上磨削薄板工件3）提高機床部件的剛度機床部件的剛度在工藝系統(tǒng)中占有很大的比重，在切削加工中，機床部件剛度低容易產(chǎn)生變形和振動，影響工藝系統(tǒng)的加工精度和生產(chǎn)率，因此，常用一些輔助裝置提高其剛度。提高機床部件剛度的裝置提高接觸剛度常用的方法改善工藝系統(tǒng)主要零件接觸表面的配合質(zhì)量。如機床導(dǎo)軌副、錐體與錐孔、頂尖與頂尖孔等配合面采用刮研與研磨，以提高接觸表面的形狀精度，降低表面粗糙度，使實際接觸面積增加，微觀表面和局部表面的彈性變形與塑性變形減小，從而有效提高接觸剛度。接觸面間預(yù)加載荷。對機床部件的各接觸表面施加預(yù)緊載荷不僅可以消除接觸表面間的間隙，增加接觸面積，而且還可以使接觸表面之間產(chǎn)生預(yù)變形，從而大大提高接觸表面的接觸剛度，減少受力后的變形。例如，為了提高主軸部件的剛度，常對機床主軸軸承進行預(yù)緊等。4）提高接觸剛度接觸剛度是指相互接觸的兩個表面受外力后抵抗產(chǎn)生接觸變形的能力。它一般都低于實體零件的剛度，因此，提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵。9.2.4工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差1.工藝系統(tǒng)受熱變形的現(xiàn)象機械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的作用下常產(chǎn)生復(fù)雜的熱變形，破壞刀具與工件的準確位置及運動關(guān)系，產(chǎn)生加工誤差。1）內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源來自切削過程，其主要包括切削熱和摩擦熱。2）外部熱源外部熱源主要來自于外部環(huán)境，即環(huán)境溫度（氣溫、地溫、冷熱風(fēng)）的變化和熱輻射（陽光、照明燈、暖氣設(shè)備等）。它對大型和精密工件的加工影響較顯著。3.工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響1）機床受熱變形對加工精度的影響由于機床的結(jié)構(gòu)和工作條件差別很大，因而引起受熱變形的主要熱源也不大相同，大致可分為以下三種：（1）車床、銑床、臥式鏜床、鉆床等的受熱變形的主要熱源來自機床的主傳動系統(tǒng)（主軸箱）。（2）龍門刨床、龍門銑床、導(dǎo)軌磨床等大型機床的受熱變形，因床身較長，導(dǎo)軌面與底面稍有溫差，就會產(chǎn)生較大的彎曲變形，其主要熱源來自工作臺運動時導(dǎo)軌面的摩擦熱。（3）各類磨床等的受熱變形的主要熱源來自液壓系統(tǒng)和高速磨頭的摩擦熱。幾種機床的受熱變形趨勢2）刀具受熱變形對加工精度的影響切削過程中，一部分切削熱傳給刀具，盡管這部分熱量很少，但由于刀體較小，熱容量較小且熱量又集中在切削部分，因而刀具切削部分仍有較高的溫升和變形。例如，高速鋼車刀的工作表面溫度可達700～800℃，刀具的熱伸長量一般情況下可達0.03～0.05mm，從而影響了加工精度。3）工件受熱變形對加工精度的影響在切削加工中，工件受熱變形主要是由切削熱引起的，工件的受熱變形與其受熱是否均勻關(guān)系很大。（1）工件受熱均勻。所謂受熱均勻是指工件的溫度在沿其全長和圓周上比較一致，變形也較均勻。（2）工件受熱不均勻。所謂受熱不均勻是指當(dāng)進行銑、刨、磨等平面加工時，工件只有單面受切削熱作用，上下表面溫度差較大，從而導(dǎo)致工件向上拱起，加工時中間凸起部分被切去，冷卻后被加工表面呈凹形，影響工件的形狀和位置精度。對于磨削床身導(dǎo)軌面，由于是單面受熱，與底面產(chǎn)生溫差引起熱變形，使磨出的導(dǎo)軌產(chǎn)生直線度誤差。對于較長工件，如細長軸的加工，開始走刀時，工件溫度較低，變形較小。對于軸向精度要求較高的工件，如精密絲杠，其熱變形引起的軸向伸長將產(chǎn)生螺距誤差。對于粗、精加工時間間隔較短的工件，粗加工的熱變形將影響到精加工，工件冷卻后將產(chǎn)生加工誤差。對于加工銅、鋁等線膨脹系數(shù)較大的有色金屬時，其熱變形尤其明顯，必須予以重視。12345工件受熱變形對加工精度的影響，與加工方式、工件的結(jié)構(gòu)尺寸及工件是否均勻受熱等因素有關(guān)。1要正確選用切削和磨削用量、刀具和砂輪，還要及時地刃磨刀具和修整砂輪。2凡是可能分離出去的熱源，如電動機、齒輪變速箱、液壓系統(tǒng)、油池、冷卻箱等熱源，均應(yīng)移出；凡是不能分離的熱源，如軸承、絲杠螺母副、導(dǎo)軌副，應(yīng)從機床的結(jié)構(gòu)和潤滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱。3對于發(fā)熱量大的熱源，可采用有效的冷卻措施，如增加散熱面積或使用噴霧冷卻、強制式風(fēng)冷、大流量水冷、循環(huán)潤滑等，加速系統(tǒng)熱量的散出，有效地控制系統(tǒng)的熱變形。4.減少工藝系統(tǒng)受熱變形的措施1）減少、隔離熱源和強制冷卻減少、隔離熱源和強制冷卻的方法如下：2）采用合理的機床部件結(jié)構(gòu)減少受熱變形的影響在機床設(shè)計時，采用熱對稱結(jié)構(gòu)和熱補償結(jié)構(gòu)，使機床各個部分受熱均勻，受熱變形方向和大小趨于一致，或使受熱變形方向為誤差非敏感方向，以減小工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響。3）加速達到工藝系統(tǒng)的熱平衡狀態(tài)對于精密機床特別是大型機床，達到熱平衡的時間較長，為了縮短這個時間，可預(yù)先高速空轉(zhuǎn)機床或人為給機床加熱，使之達到或接近熱平衡狀態(tài)后再進行加工。精密加工時，應(yīng)盡量避免中途停車，以免破壞工藝系統(tǒng)的熱平衡狀態(tài)。4）控制環(huán)境溫度精密加工一般應(yīng)在恒溫車間進行，恒溫車間平均溫度一般為20℃。9.2.5提高加工精度的途徑1.直接減少誤差法生產(chǎn)實際中車削細長軸時常采取的措施如圖所示，即：（1）采用跟刀架消除徑向切削分力將工件頂彎的變形。（2）采用大進給反向車削法可基本消除軸向切削分力引起的彎曲變形。（3）同時應(yīng)用彈簧頂尖（尾座頂尖），則可進一步消除由熱變形而引起的熱伸長。此外，增大刀具主偏角，可使切削更加平穩(wěn)。車削細長軸常采取的措施2.誤差補償法誤差補償法是人為地造出一種新的誤差（或利用一種原始誤差）去抵消原來工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差。當(dāng)原始誤差為負值時，人為誤差就取正值；反之，當(dāng)原始誤差為正值時，人為誤差就取負值。因此，盡量使兩者大小相等、方向相反，從而達到減少加工誤差、提高加工精度的目的。3.誤差轉(zhuǎn)移法誤差轉(zhuǎn)移法實質(zhì)上是將工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等，轉(zhuǎn)移到新的工藝裝置上或轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方向上。當(dāng)機床精度達不到零件加工要求時，應(yīng)在工藝上或夾具上想辦法，使機床的幾何誤差轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方向上，這樣可以在一般精度的機床上加工出精度較高的工件來。4.誤差分組法為了獲得精密的軸孔配合，要求軸和孔加工得很精確，但可能用現(xiàn)有的設(shè)備加工很不經(jīng)濟，甚至無法加工。因此，可將軸和孔的公差范圍擴大幾倍進行加工，然后精密測量全部軸和孔，并將其分組，使組內(nèi)軸和孔尺寸的公差范圍都小于規(guī)定的公差要求，最后在各組內(nèi)進行軸和孔的裝配，以達到規(guī)定的配合精度。5.誤差平均法對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨方法來達到。研具本身并不要求具有高精度，但它卻能在和工件相對運動中對工件進行微量切削，使工件最終達到很高的精度。6.就地加工法在加工和裝配中有些加工精度問題牽扯到零件、部件間的相互關(guān)系，相當(dāng)復(fù)雜，如果一味地提高零件、部件精度，有時不僅困難，甚至不可實現(xiàn)。就地加工法是指將零件裝配到機器的確定部件上，然后利用機器本身的相互運動關(guān)系對零件上關(guān)鍵的定位表面進行加工，以消除裝配時誤差累積的影響。9.3影響表面質(zhì)量的因素9.3.1影響表面粗糙度的因素1）幾何因素切削加工中，由于刀具切削刃的形狀和進給量的影響，不可能把加工余量完全切除，而在工作表面上留下一定的殘余面積，如圖所示。2）物理因素切削加工中出現(xiàn)積屑瘤和鱗刺是加工塑性材料時影響表面粗糙度的主要因素。此外，切削加工時在工件與刀具之間經(jīng)常發(fā)生振動，也會使工件的表面粗糙度增大。切削加工中影響表面粗糙度的幾何因素2.磨削加工中影響表面粗糙度的因素磨削加工是由砂輪的微刃切削形成的加工表面，單位面積上刻痕越多且刻痕細密均勻，則表面粗糙度越小。磨削加工中影響表面粗糙度的因素如下。1）砂輪的影響砂輪粒度越細，單位面積上的磨粒數(shù)越多，就越能保證加工表面刻痕細密，使表面粗糙度減小。但砂輪粒度過細，容易堵塞砂輪，使砂輪失去切削能力，增大摩擦熱，使表面粗糙度增大。砂輪應(yīng)及時修整，去除已鈍化的磨粒，使磨粒切削刃鋒利。修整出的砂輪上的切削微刃越多，等高性越好，就越能獲得較小的表面粗糙度。砂輪修整得越好，磨出工件的表面粗糙度越小。2）磨削用量的影響砂輪速度的影響磨削深度與進給速度的影響砂輪速度對表面粗糙度的影響較大。砂輪速度增大時，參與切削的磨粒數(shù)增多，增加了工件單位面積上的刻痕數(shù)，由于高速磨削時工件表面塑性變形不充分，因而減小了表面粗糙度。磨削深度與進給速度增大時，將使工件表面塑性變形加劇，使表面粗糙度增大。為了提高磨削效率，通常在開始磨削時采用較大的磨削深度，而后采用較小的磨削深度或光磨，以減小表面粗糙度。3）工件材料的影響一般來說，工件材料的硬度高有利于減小磨削表面的粗糙度，但工件材料太硬，磨粒易鈍化；工件材料太軟，磨粒易堵塞，從而導(dǎo)致表面粗糙度增大。導(dǎo)熱性差的工件材料會使磨粒早期崩落而破壞微刃的等高性，使表面粗糙度增大，且易產(chǎn)生磨削燒傷。4）切削液的影響切削液的冷卻和潤滑作用減少了磨削熱和摩擦，可減小表面粗糙度，且能防止磨削燒傷。1.表面層金屬的加工硬化1）加工硬化的產(chǎn)生及衡量指標9.3.2影響表面層金屬物理力學(xué)性能的因素指標123表面層金屬的顯微硬度HV。硬化層深度h。硬化程度。一般硬化程度越大，硬化層深度也越大。1切削力越大，塑性變形越大，硬化層深度和硬化程度也越大。如切削時進給量增大、磨削時磨削深度增大，都會使切削力增大，塑性變形加劇，硬化程度增大；又如刀具的刃口鈍圓和后刀面磨損量增大，使擠壓作用增大，則表面層金屬的顯微硬度和硬化層深度也增大。2切削溫度越高，軟化作用越大，使加工硬化作用減小。例如，切削速度增大，使切削溫度升高，有助于加工硬化的恢復(fù)（軟化），縮短刀具與工件的接觸時間，使表面層金屬塑性變形程度減小，顯微硬度和硬化層深度降低。3工件材料的硬度越低、塑性越大，切削時的塑性變形越大，加工硬化程度越嚴重。2）影響表面層金屬加工硬化的因素影響表面層金屬加工硬化的因素如下：2.表面層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力表面層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因有以下三種：原因123冷塑性變形引起的殘余應(yīng)力。熱塑性變形引起的殘余應(yīng)力。金相組織變化引起的殘余應(yīng)力?；鼗馃齻ハ鲄^(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，但未超過相變溫度，則工件表面原來的馬氏體組織將轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火組織。淬火燒傷磨削區(qū)溫度超過相變溫度，再加上切削液的充分冷卻，則工件表面將急冷形成硬度較原來的馬氏體高，但很薄的二次淬火馬氏體。由于其下層為硬度較低的回火組織，因而導(dǎo)致表面層金屬總的硬度降低。退火燒傷磨削區(qū)溫度超過相變溫度，如果這時無切削液冷卻而進行干磨，由于工件冷卻速度慢使磨削后表面硬度急劇下降，工件表面被退火燒傷。3.表面層金屬的金相組織變化