模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析在汽車及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程中，尺寸鏈的應(yīng)用非常普遍。首先，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師需要根據(jù)產(chǎn)品、部件或總成的使用性能以及特殊要求，規(guī)定必要的裝配精度，確定零件的公稱尺寸及公差（或極限偏差）；其次，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)人員通過尺寸鏈換算，確定各工序尺寸及其偏差；最后，裝配工藝工程師要根據(jù)裝配要求確定合適的裝配方法。因此，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師及工藝工程師來說，尺寸鏈計(jì)算是必須掌握的重要理論之一。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析2模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析3課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：◆掌握機(jī)械加工精度與加工誤差的主要內(nèi)容?！羰煜て嚵慵?duì)加工精度的要求和工藝系統(tǒng)誤差的分類。◆掌握機(jī)械加工表面的微觀幾何形狀特征、物理力學(xué)性能以及對(duì)使用性能的影響。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析4課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)汽車產(chǎn)品制造質(zhì)量包括零件制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量兩方面內(nèi)容，零件機(jī)械加工質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。機(jī)械加工質(zhì)量包括加工幾何精度與表面加工質(zhì)量。加工幾何精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。表面加工質(zhì)量包括表面幾何形狀精度和缺陷層等，如圖5-1-1所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析5一、機(jī)械加工精度與加工誤差二、汽車零件對(duì)加工精度的要求三、機(jī)械加工表面質(zhì)量四、工藝系統(tǒng)誤差的分類課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析6課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)一、機(jī)械加工精度與加工誤差1.機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀及各表面間的相互位置等參數(shù)）與理想幾何參數(shù)的符合程度。（1）尺寸精度指零件的直徑、長度、寬度和表面距離等尺寸的實(shí)際值和理想值的符合程度。（2）形狀精度指零件表面或線的實(shí)際形狀與理想形狀的符合程度。（3）位置精度指零件表面或線的實(shí)際位置和理想位置的符合程度。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析72.機(jī)械加工誤差課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)與加工精度相對(duì)的另一個(gè)概念是加工誤差。零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的偏離程度被稱為加工誤差。加工精度高，就表明加工誤差小，反之亦然。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析8課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)二、汽車零件對(duì)加工精度的要求對(duì)加工精度較高的零件，在機(jī)械加工時(shí)要考慮以下幾個(gè)方面的問題。1.加工中的形狀誤差應(yīng)小于位置誤差，位置誤差應(yīng)小于尺寸誤差2.整批工件的加工誤差應(yīng)遵從相應(yīng)的理論分布規(guī)律，應(yīng)接近正態(tài)分布這是為了在整批工件合格的前提下，用互換法裝配時(shí)，可獲得良好的裝配效果；用分組互換法裝配時(shí)，保證裝配中零件都能配套。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析9課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)二、汽車零件對(duì)加工精度的要求3.對(duì)經(jīng)濟(jì)加工精度的要求需保守一級(jí)4．合理確定基準(zhǔn)不重合的工序尺寸和公差以及中間工序尺寸的公差要求在汽車零件的加工中，常采用工序集中的高效組合機(jī)床或自動(dòng)線加工，不可避免地由于要用同一基準(zhǔn)定位而出現(xiàn)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析10課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)二、汽車零件對(duì)加工精度的要求如圖5-1-2所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析11課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)三、機(jī)械加工表面質(zhì)量經(jīng)過機(jī)械加工后的零件表面，總存在一定的微觀幾何形狀偏差，表面層的物理力學(xué)性能也發(fā)生變化。零件的表面質(zhì)量是指機(jī)械加工后零件表面層的狀況，包括加工表面的微觀幾何形狀特征和表面層的物理力學(xué)性能變化特征兩個(gè)方面。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析121.加工表面的微觀幾何形狀課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)機(jī)械加工后的表面幾何形狀，總是以“峰”“谷”交替的形式偏離理想的表面。

加工表面的微觀幾何形狀特征是通過加工表面的表面粗糙度、表面波度（見圖5-1-3）、表面紋理和表面缺陷四個(gè)方面來共同衡量的。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析131.加工表面的微觀幾何形狀課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)（1）表面粗糙度是加工表面上較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，即加工表面的微觀幾何形狀誤差，其評(píng)定參數(shù)主要有輪廓算術(shù)平均偏差Ra或輪廓微觀不平度十點(diǎn)平均高度Rz。（2）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(jī)械加工過程中的低頻振動(dòng)引起的，作為工藝缺陷應(yīng)設(shè)法消除。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析141.加工表面的微觀幾何形狀課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)（3）表面紋理是表面切削加工刀紋的形狀和方向，取決于表面形成過程中所采用的機(jī)械加工工藝及切削運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。（4）表面缺陷。表面缺陷是在產(chǎn)品表面?zhèn)€別位置上隨機(jī)出現(xiàn)的，包括沙眼、夾雜、氣孔、裂痕等。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析152.加工表面層物理力學(xué)性能的變化課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)材料表面層的物理力學(xué)性能包括表面層的加工硬化、表面層的金相組織變化和表面層的殘余應(yīng)力。在最外層生成氧化膜或其他化合物并吸收、滲進(jìn)氣體粒子，稱之為吸附層。零件表面層性質(zhì)沿深度方向上的變化如圖5-1-4所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析162.加工表面層物理力學(xué)性能的變化課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)（1）表層發(fā)生冷作硬化。工件在機(jī)械加工過程中，表層受力產(chǎn)生塑性變形，使其內(nèi)部晶體發(fā)生剪切滑移、晶格扭曲、晶粒拉長或破碎甚至纖維化，使表層材料的強(qiáng)度和硬度都有提高，這種現(xiàn)象稱為表面冷作硬化。（2）表層形成殘余應(yīng)力。（3）表層金相組織的變化。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析173.工件表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)工件表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響包括以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)零件耐磨性的影響（2）對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響（3）對(duì)耐腐蝕性的影響（4）對(duì)配合精度的影響模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析18課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)四、工藝系統(tǒng)誤差的分類機(jī)械制造系統(tǒng)的組成包括施行方法、機(jī)械實(shí)體和切削過程三大部分。幾何誤差產(chǎn)生的原因是由構(gòu)成機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的工件、刀具、機(jī)床和夾具四要素決定的。工藝系統(tǒng)幾何誤差來源于機(jī)械制造系統(tǒng)，稱為系統(tǒng)誤差。加工誤差產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析191.按時(shí)間順序產(chǎn)生的原始誤差課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)（1）加工前的誤差。（2）加工過程的誤差。（3）加工后的誤差。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析202.按影響因素分類的工藝系統(tǒng)誤差課題一機(jī)械加工質(zhì)量的基本知識(shí)（1）工藝系統(tǒng)的幾何誤差。（2）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差。（3）工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差。（4）工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析21課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制學(xué)習(xí)目標(biāo)：◆掌握工藝系統(tǒng)的幾何誤差的影響因素。◆熟悉工藝系統(tǒng)的幾何誤差的控制措施。零件加工表面的幾何尺寸、幾何形狀和加工表面之間的相互位置關(guān)系取決于工藝系統(tǒng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。這些誤差產(chǎn)生的原因可以歸納為以下幾個(gè)方面。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析22一、加工原理誤差二、調(diào)整誤差三、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差四、機(jī)床導(dǎo)軌誤差課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制五、機(jī)床傳動(dòng)誤差六、刀具誤差七、夾具誤差八、測(cè)量誤差模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析23課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制一、加工原理誤差加工原理誤差是采用近似的刀刃輪廓或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。絕大多數(shù)加工均采用近似成形運(yùn)動(dòng)與近似刀刃輪廓。如圖5-2-1所示，滾刀滾切漸開線齒面時(shí)的齒形誤差就是加工原理誤差，這是因?yàn)闈L刀是由有限個(gè)非光滑漸開線切削刃所包絡(luò)而形成的近似刀刃輪廓。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析24課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制二、調(diào)整誤差在零件加工的每一道工序中，為了獲得被加工表面的合格形狀、尺寸和位置精度，必須對(duì)機(jī)床、夾具和刀具進(jìn)行調(diào)整，但采用任何調(diào)整方法及使用任何調(diào)整工具都難免帶來一定的原始誤差，這就是調(diào)整誤差。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析25課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制二、調(diào)整誤差（1）試切調(diào)整法試切調(diào)整法的工作順序是：初調(diào)刀具位置→試切→測(cè)量尺寸→比較，按差值重復(fù)上述過程，當(dāng)達(dá)到所要求的尺寸后，再切削整個(gè)表面，如圖5-2-2所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析26課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制二、調(diào)整誤差限位塊可保證工件定位準(zhǔn)確和刀具位移準(zhǔn)確；對(duì)刀塊用于對(duì)刀調(diào)整，使刀具與工件處于相對(duì)理想位置，如圖5-2-3所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析27課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制二、調(diào)整誤差鉆夾具上的鉆套也屬于一種限位塊，鉆套可確定鉆頭的位置，如圖5-2-4所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析28課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制二、調(diào)整誤差（3）按樣件或樣板調(diào)整在大批大量生產(chǎn)中常用多刀加工，一般通過樣件來調(diào)整切削刃間的相對(duì)位置。（4）在線調(diào)整在線調(diào)整實(shí)際上包括在線測(cè)量工件尺寸并及時(shí)調(diào)整刀具進(jìn)給量。圖5-2-5所示為外圓磨床主動(dòng)測(cè)量儀。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析29課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制三、機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差直接影響加工精度，尤其是在精加工時(shí)，該誤差往往是影響工件圓度誤差的主要因素，如坐標(biāo)鏜床、精密車床和精密磨床等，都要求主軸有較高的回轉(zhuǎn)精度。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析301.主軸回轉(zhuǎn)誤差的產(chǎn)生原因課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差，即主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移，如圖5-2-6所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析311.主軸回轉(zhuǎn)誤差的產(chǎn)生原因課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制當(dāng)主軸采用滑動(dòng)軸承支承時(shí)，主軸頸和軸承孔雙方的圓度誤差將對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度產(chǎn)生直接影響。如圖5-2-7所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析322.主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制原始誤差的大小和方向不同，對(duì)加工精度的影響也不盡相同。當(dāng)原始誤差與加工精度要求方向一致時(shí)其影響最大。通常沿切削平面的法線方向，原始誤差將等比例轉(zhuǎn)變成加工誤差，這個(gè)方向稱為誤差敏感方向，除此之外原始誤差的影響將不同程度縮小。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析332.主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響包括以下兩方面：（1）機(jī)床主軸徑向跳動(dòng)會(huì)使工件產(chǎn)生圓度誤差。如圖5-2-9所示。（2）主軸可能會(huì)出現(xiàn)軸向竄動(dòng)，主要是由主軸承載軸肩與軸線的垂直度誤差引起的。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析343.提高主軸回轉(zhuǎn)精度的主要措施課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制根據(jù)前面的分析，首先，主軸前軸承選用精度、剛度較高的軸承，并對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊。當(dāng)采用滑動(dòng)軸承時(shí)，則采用靜壓軸承。其次，提高主軸箱體支承孔、主軸軸頸等與軸承配合相關(guān)表面的加工精度。最后，為了使主軸回轉(zhuǎn)誤差不影響工件，還可以采取一些相應(yīng)措施，如采用死頂尖磨削外圓，只要中心孔的形狀與位置精度得以保證，即可加工出高精度的外圓柱面，而與主軸的回轉(zhuǎn)精度無關(guān)。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析35課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制四、機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌副是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)的主要部件，其制造和裝配精度是影響導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)精度的主要因素。導(dǎo)軌誤差會(huì)對(duì)零件的加工精度產(chǎn)生直接影響。如圖5-2-10所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析36課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制四、機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌面間平行度誤差的影響如圖5-2-11所示，車床兩導(dǎo)軌的平行度產(chǎn)生誤差（扭曲），使鞍座出現(xiàn)橫向傾斜，刀具車床導(dǎo)軌扭曲對(duì)工件誤差的影響相應(yīng)發(fā)生位移，因而引起工件形狀誤差。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析37課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制五、機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)于某些加工方法，為保證工件的精度，要求工件和刀具間必須保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)關(guān)系。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析381.減少傳動(dòng)鏈中的環(huán)節(jié)，縮短傳動(dòng)鏈課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差等于組成傳動(dòng)鏈各傳動(dòng)件傳遞誤差之和。2.采用降速傳動(dòng)鏈減小傳動(dòng)比，傳動(dòng)元件的誤差也相應(yīng)地被縮小了，傳動(dòng)精度就高。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析393.提高傳動(dòng)副特別是末端傳動(dòng)副的制造和裝配精度，消除傳動(dòng)間隙課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制傳動(dòng)鏈中各傳動(dòng)件的加工、裝配誤差對(duì)傳動(dòng)精度均有影響，其中處于最后的傳動(dòng)件的誤差影響最大，如滾齒機(jī)上切出的齒輪的齒距誤差及齒距累積誤差大部分是由分度蝸輪副引起的。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析404.采用誤差補(bǔ)償課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制隨著自動(dòng)測(cè)量和在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，在加工過程中可以實(shí)時(shí)測(cè)量出傳動(dòng)誤差，然后通過反饋機(jī)構(gòu)在原傳動(dòng)鏈中增加一個(gè)負(fù)反饋，使之與傳動(dòng)系統(tǒng)誤差相互抵消，該方法稱為負(fù)反饋法或誤差補(bǔ)償法。圖5-2-12所示為精密絲杠螺距誤差補(bǔ)償裝置。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析41課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制六、刀具誤差刀具誤差包括刀具的制造、磨損和安裝誤差等。機(jī)械加工中常用的刀具有一般刀具、定尺寸刀具和成形刀具。一般刀具如普通車刀、單刃鏜刀、平面銑刀等的制造誤差，對(duì)加工精度沒有直接影響。但當(dāng)?shù)毒吲c工件的相對(duì)位置調(diào)整好以后，在加工過程中，刀具的磨損將會(huì)增加加工誤差，如圖5-2-13所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析42課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制六、刀具誤差

如圖5-2-14所示，刀具在加工過程中的磨損可分為三個(gè)階段。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析43課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制七、夾具誤差?yuàn)A具誤差主要是指定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差、對(duì)刀誤差以及夾具的磨損等。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析44課題二工藝系統(tǒng)的幾何誤差及控制八、測(cè)量誤差測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值之差，稱為測(cè)量誤差。工件在加工中進(jìn)行的測(cè)量和加工后的測(cè)量，總會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。圖5-2-15所示的光滑極限量規(guī)為一類專用量具。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析45課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制學(xué)習(xí)目標(biāo)：◆掌握工藝系統(tǒng)受力變形引起誤差的因素?！羰煜すに囅到y(tǒng)受力變形引起誤差的控制措施。由機(jī)床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)，受到切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力以及重力等的作用，會(huì)因各種力的作用而產(chǎn)生相應(yīng)變形。這種變形將破壞工藝系統(tǒng)各組元件已調(diào)整好的正確位置關(guān)系，從而形成加工誤差。如圖5-3-1所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析46課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析47一、工藝系統(tǒng)剛度二、車床刀架剛度變形曲線三、工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響四、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析48課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制一、工藝系統(tǒng)剛度機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是一個(gè)彈性系統(tǒng)。彈性系統(tǒng)在外力作用下產(chǎn)生的變形位移的大小取決于外力的大小和系統(tǒng)抵抗外力的能力。在切削力的作用下所產(chǎn)生各個(gè)方向上的變形，只有在誤差敏感方向上產(chǎn)生的位移影響工件的質(zhì)量，因此定義工藝系統(tǒng)在切削方向上的切削力與位移之比，代表了工藝系統(tǒng)抵抗外力的能力，稱為工藝系統(tǒng)的剛度。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析49課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制二、車床刀架剛度變形曲線機(jī)床部件由許多零件組成。機(jī)床部件的剛度，即其抵抗外力使其變形的能力，迄今尚無合適的簡易計(jì)算方法，主要通過實(shí)驗(yàn)方法來測(cè)定。圖5-3-2所示為車床刀架剛度的變形曲線。分析該實(shí)驗(yàn)曲線，可以總結(jié)出機(jī)床刀架剛度具有以下特點(diǎn)：模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析50課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制二、車床刀架剛度變形曲線（1）變形位移量與載荷的大小不成線性關(guān)系。（2）加載曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線。（3）第一次卸載后，變形恢復(fù)不到第一次加載的起點(diǎn)，這說明存在殘余變形。經(jīng)多次加載、卸載后，加載曲線起點(diǎn)才和卸載曲線終點(diǎn)重合，殘余變形才逐漸減小到零。（4）機(jī)床部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比按實(shí)驗(yàn)估算的要小。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析51課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制三、工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1.刀架剛度的影響在加工過程中，由于工件加工余量發(fā)生改變將引起切削力變化，所以刀架后移會(huì)產(chǎn)生加工誤差。2.工件剛度的影響模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析52課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制四、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施減少工藝系統(tǒng)的受力變形，是機(jī)械加工中保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的主要途徑之一。根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，可采取以下幾方面的措施。1.設(shè)計(jì)合理的零部件結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量減少連接面的數(shù)目，并防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析532.提高工件剛度，減小受力變形課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制切削力引起的加工誤差，往往是由于工件本身剛度不足或工件各個(gè)部位結(jié)構(gòu)不均勻而產(chǎn)生的，特別是加工叉類、細(xì)長軸等結(jié)構(gòu)的零件，非常容易變形。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析543.提高機(jī)床部件剛度，減小受力變形課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制在切削加工中，有時(shí)由于機(jī)床部件剛度低而產(chǎn)生變形和振動(dòng)，影響加工精度和生產(chǎn)率的提高，所以加工時(shí)常采用一些輔助裝置以提高機(jī)床部件的剛度。

如圖5-3-5所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析554.采用合理的裝夾和加工方式課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制在臥式銑床上銑削角鐵形零件，按圖5-3-6a所示裝夾和加工方式，則工件的剛度較低；如改用圖5-3-6b所示裝夾和加工方式，則工件的剛度明顯提高。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析564.采用合理的裝夾和加工方式課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制如圖5-3-7所示，在加工箱體零件時(shí)，粗加工時(shí)采用短定位銷，精加工時(shí)采用長定位銷，可消除在加工過程中定位孔磨損對(duì)定位精度的影響。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析574.采用合理的裝夾和加工方式課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制

如圖5-3-8所示，在加工發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸時(shí)，采用托輪可增加剛度，減小載荷的變化。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析585.減小載荷及其變化課題三工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及控制為了提高工藝系統(tǒng)剛度，建議采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣頊p小工藝系統(tǒng)中的載荷及其變化。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析59課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制學(xué)習(xí)目標(biāo)：◆掌握工藝系統(tǒng)熱變形引起誤差的因素?！羰煜すに囅到y(tǒng)熱變形引起誤差的控制措施。在機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下，常產(chǎn)生復(fù)雜的變形，破壞了工藝系統(tǒng)各部分間的相對(duì)位置精度，造成加工誤差。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析60一、工藝系統(tǒng)的熱源二、工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差三、控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析61課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制一、工藝系統(tǒng)的熱源1.內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源包括切削熱和摩擦熱。切削熱和摩擦熱是工藝系統(tǒng)的主要熱源。（1）切削熱（2）摩擦熱模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析622.外部熱源課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制外部熱源包括輻射熱和環(huán)境溫度。外部熱源的熱輻射包括照明燈光、加熱器等對(duì)機(jī)床的熱輻射。同時(shí)周圍環(huán)境溫度也不容忽視，如晝夜溫度不同對(duì)機(jī)床熱變形的影響。外部熱源的熱輻射影響對(duì)于大型和精密加工尤其重要。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析63課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制二、工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差1.機(jī)床熱變形引起的誤差一般機(jī)床的體積較大，熱容量大，雖溫升不高，但變形量不容忽視。（1）車、銑、鉆、鏜類機(jī)床如圖5-4-1所示。（2）龍門刨床、導(dǎo)軌磨床等大型機(jī)床模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析642.刀具熱變形引起的誤差課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制切削熱雖然大部分被切屑帶走或傳入工件，傳到刀具上的熱量很少，但因刀具切削部分質(zhì)量小（體積?。?、熱容量小，所以刀具切削部分的溫升大，從而引起刀具熱伸長并造成加工誤差。圖5-4-2所示為刀具熱伸長量（熱變形）與切削時(shí)間的關(guān)系。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析653.工件熱變形引起的誤差課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制

（1）工件均勻受熱一些簡單的均勻受熱工件，如車、磨軸類件的外圓，待加工后冷卻到室溫時(shí)其長度和直徑將有所收縮，由此而產(chǎn)生尺寸誤差ΔL。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析663.工件熱變形引起的誤差課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制（2）工件非均勻受熱工件受熱不均會(huì)引起內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力和外部變形。如圖5-4-3所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析67課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制三、控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施1.加強(qiáng)散熱能力加強(qiáng)散熱能力是控制工藝系統(tǒng)熱變形的一個(gè)行之有效的措施。如圖5-4-4所示為坐標(biāo)鏜床的主軸箱用恒溫噴油循環(huán)強(qiáng)制冷卻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析682.減少熱量產(chǎn)生和傳入課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制通過減少工藝系統(tǒng)的熱源或減少熱源的發(fā)熱量及其影響，可以達(dá)到減小熱變形的目的。如圖5-4-5所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析693.控制溫度變化課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制從很多熱的影響實(shí)例可總結(jié)出，溫度變化不是熱變形誤差的重要原因。若能保持溫度穩(wěn)定，由于熱變形產(chǎn)生的加工誤差成為常值系統(tǒng)誤差，一般可通過補(bǔ)償進(jìn)行消除。因此，控制溫度變化是控制熱變形、提高加工精度的一個(gè)有效措施。如圖5-4-5所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析704.采用熱補(bǔ)償措施課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)和熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，使機(jī)床各部分受熱均勻，熱變形方向和大小趨于一致，或使熱變形方向?yàn)榧庸ふ`差非敏感方向，以減小工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響。圖5-4-7所示為平面磨床所采用的均衡溫度場(chǎng)措施的示意圖。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析714.采用熱補(bǔ)償措施課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制圖5-4-8所示的平面磨床，圖中熱空氣從電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇排出，通過特設(shè)軟管引向防護(hù)罩和立柱后壁空間，為平面磨床加熱溫升較低的立柱后壁，以減少立柱前后壁的溫差，從而減少立柱的彎曲變形。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析724.采用熱補(bǔ)償措施課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制圖5-4-9a所示為傳統(tǒng)牛頭刨床滑枕截面結(jié)構(gòu)，由于導(dǎo)軌面的高速滑動(dòng)，導(dǎo)致摩擦生熱，使滑枕上冷下熱，產(chǎn)生彎曲變形。如果將導(dǎo)軌布置在截面中間（見圖5-4-9b），滑枕截面接近上下對(duì)稱，可明顯減小滑枕的彎曲變形。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析735.縮小發(fā)熱零件的長度課題四工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及控制圖5-4-10a所示為外圓磨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖，在圖5-4-10b中對(duì)螺母位置進(jìn)行改進(jìn)，縮小了絲杠熱變形長度，使熱變形造成絲杠的螺距累積誤差減小，因而使砂輪的定位精度較高。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析74課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制學(xué)習(xí)目標(biāo)：◆掌握工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起誤差的因素?！羰煜すに囅到y(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起誤差的控制措施。零件在沒有外加載荷的情況下，仍然殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力稱為內(nèi)應(yīng)力或殘余應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力是由金屬內(nèi)部組織發(fā)生不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。具有內(nèi)應(yīng)力的工件，處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)之中。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析75一、工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差二、減少或消除內(nèi)應(yīng)力的主要措施課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析76課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制一、工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差1.毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力在鑄、鍛、焊及熱處理等加工過程中，由于工件各部分結(jié)構(gòu)的厚薄不均，導(dǎo)致冷卻速度與熱脹冷縮不均勻而相互牽制，以及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)體積的變化，會(huì)在毛坯的內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。如圖5-5-1所示為機(jī)床床身，在鑄造時(shí)，床身導(dǎo)軌表面及床腿面冷卻速度較快，中間部分冷卻速度較慢，因此形成了上、下表層出現(xiàn)壓應(yīng)力、中間部分（床身截面主體）處于拉應(yīng)力的狀態(tài)。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析771.毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制在鑄、鍛、焊及熱處理等加工過程中，由于工件各部分結(jié)構(gòu)的厚薄不均，導(dǎo)致冷卻速度與熱脹冷縮不均勻而相互牽制，以及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)體積的變化，會(huì)在毛坯的內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析781.毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制如圖5-5-1所示為機(jī)床床身，在鑄造時(shí)，床身導(dǎo)軌表面及床腿面冷卻速度較快，中間部分冷卻速度較慢，因此形成了上、下表層出現(xiàn)壓應(yīng)力、中間部分（床身截面主體）處于拉應(yīng)力的狀態(tài)。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析792.冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制細(xì)長的軸類零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸等在加工和運(yùn)輸中很容易產(chǎn)生彎曲變形。因此，大多數(shù)在裝配前需要安排冷校直工序，如圖5-5-2所示為液壓校直機(jī)。這種方法簡單方便，但會(huì)帶來內(nèi)應(yīng)力，引起工件變形而影響零件加工精度。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析802.冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制如圖5-5-3a所示，工件中部受到載荷F作用時(shí)，在工件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，其軸心線以上產(chǎn)生壓應(yīng)力，軸心線以下產(chǎn)生拉應(yīng)力，如圖5-5-3b所示，而且兩條虛線之間為彈性變形區(qū)，虛線之外為塑性變形區(qū)。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析813.切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制工件切削加工時(shí)，在各種力和熱的作用下，其各部分將產(chǎn)生不同程度的塑性變形及金相組織變化，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起工件變形。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析82課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制二、減少或消除內(nèi)應(yīng)力的主要措施1.采取時(shí)效處理時(shí)效處理方法有自然時(shí)效、人工時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效三種，如圖5-5-4所示。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析832.合理安排工藝路線課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制對(duì)于精密零件的加工，粗、精加工應(yīng)分開。對(duì)于大型零件，由于粗、精加工一般安排在一個(gè)工序內(nèi)進(jìn)行，因此在粗加工后先將工件松開，使其自由變形，再以較小的夾緊力夾緊工件進(jìn)行精加工。對(duì)于焊接件，必須在焊接前將工件先預(yù)熱以減小溫差，從而減小內(nèi)應(yīng)力。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析843.合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)課題五工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及控制在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)簡化零件的結(jié)構(gòu)，提高其剛度，減小壁厚差。在采用焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使焊縫均勻，減小內(nèi)應(yīng)力。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析85課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制學(xué)習(xí)目標(biāo)：◆熟悉零件表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響?！羰煜ち慵庸け砻娲植诙鹊挠绊懸蛩丶翱刂拼胧！袅私饬慵韺恿W(xué)性能的影響因素及控制措施。

機(jī)械零件的破壞一般總是從表面層開始，而產(chǎn)品的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取決于零件表面層的質(zhì)量。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析86一、汽車零件表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響二、零件加工表面粗糙度的影響因素及控制措施課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制三、零件表層力學(xué)性能的影響因素及控制措施模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析87課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制一、汽車零件表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響零件表面質(zhì)量雖然只反映表面的幾何特征和表面層特征，但它對(duì)零件的耐磨性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性、配合性質(zhì)等使用性能都有不同程度的影響。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析881.表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制機(jī)器上相配合的零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦。摩擦一方面要消耗能量（如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在滿負(fù)荷下工作時(shí)，約有20%的功率消耗在摩擦上），另一方面會(huì)引起零件的磨損。圖5-6-1表示為發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷在不同表面粗糙度值時(shí)對(duì)應(yīng)的磨損。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析891.表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制圖5-6-2所示為氣缸套經(jīng)珩磨加工后的效果。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析902.表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制零件在長期承受交變載荷的條件下工作，疲勞強(qiáng)度除了與零件材料的物理力學(xué)性能有關(guān)外，與表面質(zhì)量也有很大關(guān)系。零件在循環(huán)交變載荷下工作，表面上有微觀不平度時(shí)就形成應(yīng)力集中。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析913.表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性的影響課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制腐蝕性介質(zhì)凝聚在金屬表面，會(huì)對(duì)金屬表層產(chǎn)生腐蝕作用。機(jī)械加工后表面產(chǎn)生凹谷或顯微裂紋，腐蝕性物質(zhì)就會(huì)積聚在凹谷和裂紋處，如圖5-6-3所示，按箭頭方向產(chǎn)生侵蝕作用，逐漸滲透到金屬內(nèi)部，使金屬斷裂而剝落下來形成新的凹凸表面，如此重復(fù)繼續(xù)下去。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析924.表面質(zhì)量對(duì)零件配合性質(zhì)的影響課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制在間隙配合中，如果零件的配合表面很粗糙，在工作過程中將會(huì)很快磨損，使配合間隙增大，從而改變所要求的間隙配合性質(zhì)。在過盈配合中，如果零件的配合表面很粗糙，在配合時(shí)表面的凸峰被壓平，使有效過盈量減少，從而降低了過盈配合的連接強(qiáng)度。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析93課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制二、零件加工表面粗糙度的影響因素及控制措施1.加工表面的表面粗糙度切削加工表面的表面粗糙度主要取決于切削殘留面積的高度，并與切削表面塑性變形及積屑瘤的產(chǎn)生有關(guān)。（1）切削殘留面積。圖5-6-4所示為車削加工殘留面積的高度。模塊五汽車零件的機(jī)械加工質(zhì)量分析941.加工表面的表面粗糙度課題六影響零件表面質(zhì)量的因素及控制切削加工表面的表面粗糙度主要取決于切削殘留面積的高度，并與切削表面塑性變形及積屑瘤的產(chǎn)生有關(guān)。