机械加工质量及其控制
机械加工质量及控制
机械加工质量及控制引言机械加工是一种常见的制造方法，用于将原始材料加工成所需形状和尺寸的零件。
机械加工质量的好坏直接影响着零件的性能和使用寿命。
对机械加工质量进行严格的控制是非常重要的。
机械加工质量的要求1. 尺寸精度：机械加工零件的尺寸精度是保证其装配性能和工作稳定性的关键。
通常使用公差来描述尺寸精度的要求，公差越小，零件的尺寸精度要求就越高。
2. 表面质量：机械加工零件的表面质量对摩擦、磨损和腐蚀等性能有着重要的影响。
表面粗糙度是评价表面质量的重要指标，粗糙度越小，表面质量越好。
3. 几何形状：机械加工零件的几何形状要求直接决定了其与其他零件的配合性能。
例如，孔的圆度和直线度要求可以直接影响轴承的配合质量和旋转性能。
机械加工质量控制方法1. 加工设备的选择：选择适合加工要求的设备是保证机械加工质量的关键。
不同加工设备的精度、刚度和稳定性存在差异，需要根据具体的加工要求进行选择。
2. 切削工艺的优化：切削工艺的合理优化可以提高机械加工零件的表面质量和尺寸精度。
通过选择合适的刀具、切削参数和切削液等，可以减小切削力和热变形，降低表面粗糙度。
3. 机床调试和维护：机床的准确定位和运动稳定性是保证机械加工质量的基础。
需要定期检查和维护机床，保持其精度和稳定性。
4. 检测和测量：通过使用合适的测量工具和设备，对机械加工零件的尺寸、形状和表面质量进行检测和测量。
及时发现问题并进行调整和纠正，以确保机械加工质量的有效控制。
机械加工质量控制的挑战1. 加工材料的变化：不同材料的加工特性有所不同，对机械加工工艺和控制要求也存在差异。
需要根据不同材料的特点进行合理的工艺选择和优化。
2. 加工过程的变动：在机械加工过程中，由于刀具磨损、切削力变化等原因，加工过程可能会出现变动。
及时对加工过程进行调整和控制，以确保一致的加工质量。
3. 人为因素的干扰：机械加工过程中，操作人员的技能水平和责任意识也会对加工质量产生影响。
第四章 机械加工质量及其控制
工艺系统刚度主要取决于薄弱环节的刚度。
2）机床刚度
y机床 y主轴 y刀架 y尾座
k主轴＝ k尾架＝ k刀架＝ Fp 2 y主轴 Fp 2 y尾架 Fp y刀架
机床的刚度取决于部件的刚度。
（2）工艺系统刚度对加工精度的影响
常见的几种工艺系统中其低刚度环节所在位置:
镗孔：工件进给孔为椭圆形。
避免措施
提高主轴及箱体的制造精度、选用高精度的轴承、提高主轴 部件的装配精度、对高速主轴部件进行平衡、对滚动轴承进 行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。
2）导轨误差
(a) 在水平面 内的直线度误 差 误差敏感方向
(b) 在垂直平面 内的直线度
ΔR ≈Δ22/D 设Δ2=
工艺系统的刚度在不同的加工位置上是各不相同的，当主轴箱 刚度与尾座刚度相等时，工艺系统刚度在工件全长上的差别最 小，工件在轴截面内几何形状误差最小。
在车床上加工短而粗的光轴（工件刚度相对于机床刚度大 得多），已知径向切削分力
Fp
=1000N，主轴刚度
k主轴
=100000N/mm，尾座刚度
k尾座
=50000N/mm，
正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选 用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷 却润滑液等，均可有效地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采 用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
10000.054 mm， 加工一合金钢管，其外径为
工件长度
l =2100mm，圆柱度公差在全长范围内
c）采用合理的装夹方式和加工方式
2）减小切削力及其变化 合理地选择刀具材料、 增大前角和主偏角、对 工件材料进行合理的热 处理以改善材料的加工 性能等，都可使切削力 减小。
机械加工质量控制
机械加工质量控制引言概述：机械加工质量控制是确保机械加工过程中产品质量的重要环节。
它涉及到多个方面，包括材料选择、加工工艺、设备精度等。
本文将从四个方面详细阐述机械加工质量控制的重要性和具体措施。
一、材料选择1.1 材料的硬度和强度：根据产品要求，选择合适的材料硬度和强度，以确保产品的使用寿命和负荷能力。
1.2 材料的耐磨性：对于需要长期运转的机械产品，选择具有良好耐磨性的材料，以减少磨损和故障的发生。
1.3 材料的可加工性：考虑到机械加工过程中的切削性能和加工难度，选择易于加工的材料，以提高加工效率和降低成本。
二、加工工艺2.1 加工工艺的规范性：制定并执行符合标准的加工工艺流程，确保每一个加工步骤的准确性和一致性。
2.2 加工工艺的合理性：根据产品要求和机械加工特点，选择合适的加工方法和工艺参数，以提高加工精度和效率。
2.3 加工工艺的监控：通过实时监测和记录加工参数，及时发现和纠正加工过程中的问题，确保产品的加工质量和一致性。
三、设备精度3.1 设备的选型和调试：根据产品要求和加工工艺的特点，选择适合的机床和刀具，并进行调试和校准，以确保设备的准确性和稳定性。
3.2 设备的维护和保养：定期对设备进行维护和保养，包括清洁、润滑和紧固等，以保持设备的正常运转和精度。
3.3 设备的监控和改进：通过设备的监控和数据分析，及时发现设备故障和性能下降的问题，并采取相应的改进措施，以提高设备的可靠性和加工精度。
四、质量检验4.1 检验方法的选择：根据产品特点和加工要求，选择合适的检验方法，包括尺寸测量、表面质量检查等，以确保产品的准确性和一致性。
4.2 检验设备的校准：定期对检验设备进行校准和验证，以确保检验结果的准确性和可靠性。
4.3 检验结果的记录和分析：对检验结果进行记录和分析，及时发现和解决质量问题，并采取相应的改进措施，以提高产品的质量和客户满意度。
结论：机械加工质量控制是确保产品质量的关键环节。
机械加工质量及控制
机械加工质量及控制机械加工质量及控制机械加工是通过机械设备对工件进行切削、加工、成形等工艺来满足工件形状、尺寸精度和表面质量要求的方法。
机械加工质量的好坏直接关系到产品的使用性能和寿命，因此在机械加工过程中，对质量的控制显得尤为重要。
本文将介绍机械加工质量的相关知识，并探讨如何进行质量控制。
1. 机械加工质量的要求机械加工质量的要求包括工件的形状、尺寸精度和表面质量。
工件的形状要求与产品的使用功能有关，需要满足产品的设计要求。
工件的尺寸精度是指工件的尺寸与设计图纸上的尺寸之间的偏差，包括线度、圆度、平面度、垂直度等指标。
工件的表面质量是指工件表面的光洁度、平整度、无划痕、无气孔等指标。
2. 机械加工质量的影响因素机械加工质量受到诸多因素的影响，主要包括以下几个方面：- 材料：不同材料的加工性能不同，对加工质量有影响。
- 切削工具：切削工具的材料、形状和刃磨状态会影响加工质量。
- 加工工艺：包括切削速度、进给量、切屑清除等，对加工质量有重要影响。
- 加工设备：加工设备的精度、刚性和稳定性对加工质量有直接影响。
- 操作技术：操作人员的技术水平和经验对加工质量有很大的影响。
3. 机械加工质量的控制方法为了保证机械加工质量，需要采取一系列的控制方法。
3.1 设计合理性控制这是机械加工质量控制的首要环节。
设计时需要考虑工件的功能和使用要求，并根据不同材料的加工性能确定合适的工艺参数。
3.2 切削工具的选择和维护切削工具的选择应根据加工工件的材料和形状来确定，同时需要定期进行刃磨和维护，确保切削工具的良好状态。
3.3 加工工艺的控制合理的加工工艺参数包括切削速度、进给量、冷却液的使用等。
在加工过程中需要严格控制这些参数，以保证工件的尺寸精度和表面质量。
3.4 加工设备的维护和调整加工设备的精度、刚性和稳定性对加工质量有直接影响。
定期对设备进行维护和调整，保持其良好状态。
3.5 操作人员的培训和管理操作人员的技术水平和经验对加工质量至关重要。
第五六章 机械加工质量及其控制
避免措施
提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴 提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承, 部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡, 部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进 行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度. 行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度.
2)导轨误差
(a) 在水平面 内的直线度误 差 误差敏感方向 (b) 在垂直平面 内的直线度
加工误差的分类
变值系统误差:在连续加工一批工件中,其中加工 变值系统误差:在连续加工一批工件中, 误差的大小方向按一定规律变化的系统误差 例如:刀具磨损 例如: 特点: 特点: 与加时间有关 预先可以估计 较难完全消除 会造成尺寸改变,但按一定规律依次变化 会造成尺寸改变, 影响尺寸分布曲线形状 再 例:工艺系统受热变形 升温过程中-- --变值 热平衡后-- --常值 升温过程中--变值 热平衡后--常值
3 工艺系统受力变形引起的误差
工件受力变形
机床受力变形
(1)工艺系统刚度 1)工艺系统刚度
在加工误差敏感方向上工艺系统所受 在加工误差敏感方向上工艺系统所受的径向切削分力与其 上工艺系统所受的径向切削分力与其 在该方向上的变形量之比
k系=Fp / y
y系 = y机床 + y刀具 + y夹具 + y工件
(2)刀具的几何误差
包括刀具切削部, 包括刀具切削部,装夹部的制造误差及刀具安装误差 ① 定尺寸刀具 刀具尺寸精度直接影响工件尺寸精度 ② 成形刀具 ③ 展成刀具 ④ 一般刀具 刀具形状精度直接影响工件形状精度 刀刃形状精度会影响工件加工精度 制造精度对工件加工精度无直接影响
(3)夹具的几何误差
加工前:原理误差,调整误差, 加工前:原理误差,调整误差,工艺系统的几何误差和定 位误差等. 位误差等. 加工中:工艺系统受热,受力变形引起的加工误差. 加工中:工艺系统受热,受力变形引起的加工误差. 加工后:工件内应力重新分布引起的变形及测量误差. 加工后:工件内应力重新分布引起的变形及测量误差.
机械加工质量分析及控制精简版范文
机械加工质量分析及控制
机械加工质量分析及控制
概述
机械加工质量是指机械加工过程中所达到的工件尺寸精度、形状精度和表面质量等方面的要求。
在机械制造行业中，机械加工质量的分析和控制非常重要，它直接关系到产品质量和客户满意度。
机械加工质量分析
机械加工质量分析是指对机械加工过程中产生的工件缺陷、误差和不良现象进行分析和评估，以确定其产生的原因和影响。
常见的机械加工质量问题包括：
1. 尺寸过大或过小
2. 表面粗糙度超标
3. 几何形状偏差
4. 空间位置偏差
5. 孔径偏差
机械加工质量分析主要通过以下几个步骤完成：
1. 收集加工数据和工件检测结果
2. 对数据进行统计分析和图像处理
3. 利用统计分析结果，确定质量问题的原因和影响因素
4. 提出相关改善措施和加工优化建议
机械加工质量控制
机械加工质量控制是指通过控制加工参数和采用合理的加工工艺，确保机械加工过程中所达到的工件质量能够满足设计要求和客户需求。
常见的机械加工质量控制方法包括：
1. 控制加工参数，如刀具刃口半径、加工速度、进给量等
2. 采用合适的加工工艺，如铣削、车削、钻削等
3. 使用高精度的测量设备进行质量检测和纠正
4. 实施质量管理体系和质量控制标准
机械加工质量控制的关键在于不断优化和改进加工工艺、设备和管理体系，以提高加工稳定性和质量可靠性。
结论
机械加工质量分析和控制是机械制造过程中必不可少的环节，它直接关系到产品的质量和市场竞争力。
通过科学的分析和有效的
控制措施，能够提高机械加工的质量稳定性和可靠性，满足客户的需求。
机械加工质量分析及控制
机械加工质量分析及控制机械加工质量分析及控制一、引言二、机械加工质量分析机械加工质量的分析主要包括以下几个方面：1.表面粗糙度分析机械加工的表面粗糙度对于产品的外观和性能有着重要影响。
通过使用表面粗糙度测量仪器，可以对机械加工的表面粗糙度进行评估。
常用的表面粗糙度参数包括Ra、Rz等。
2.尺寸精度分析机械加工的尺寸精度是指产品的实际尺寸和设计图纸上的尺寸之间的偏差。
通过使用测量工具和仪器，可以对机械加工的尺寸精度进行评估。
常用的尺寸精度参数包括公差、尺寸偏差等。
3.形状偏差分析机械加工的形状偏差是指产品的实际形状和设计图纸上的形状之间的偏差。
通过使用形状测量仪器，可以对机械加工的形状偏差进行评估。
常用的形状偏差参数包括圆度误差、平面度误差等。
三、机械加工质量控制为了确保机械加工的质量，需要进行相应的控制措施。
以下是几个常用的机械加工质量控制方法：1.工艺参数控制调整机械加工的工艺参数，可以对机械加工的质量进行控制。
例如，通过调整切削速度、进给速度和切削深度等参数，可以控制机械加工的表面粗糙度和尺寸精度。
2.设备状态监控对机械加工设备的状态进行监控，可以及时发现并修复设备故障，避免对产品质量的影响。
常用的设备状态监控方法包括振动监测、温度监测等。
3.质量检验与统计分析对机械加工的产品进行质量检验，并进行统计分析，可以及时发现并纠正加工过程中的问题。
常用的质量检验方法包括外观检查、尺寸测量等。
四、机械加工质量的分析和控制是确保产品质量的重要手段。
通过对表面粗糙度、尺寸精度和形状偏差等进行分析，可以找出问题所在。
通过工艺参数控制、设备状态监控和质量检验与统计分析等控制措施，可以提高机械加工的质量水平。
机械加工行业中的质量控制方法
机械加工行业中的质量控制方法机械加工行业质量控制是保证产品质量的重要环节，也是企业竞争力的体现。
本文旨在介绍几种机械加工行业常用的质量控制方法，以帮助企业提升产品质量和市场竞争力。
一、质量管理体系质量管理体系是一个系统，它包括质量规划、质量控制和质量改进三个主要环节。
企业可以通过建立并实施ISO 9001质量管理体系，确保机械加工过程的每个环节都符合国际标准要求。
这个体系可以帮助企业规范生产流程，减少质量问题的出现，提高产品的一致性和稳定性。
二、统计过程控制（SPC）统计过程控制是一种通过统计方法监控过程中质量变异的方法。
通过采集和分析加工过程中的数据，企业可以了解生产中存在的问题，并及时采取措施进行纠正。
SPC方法可以帮助企业实现实时监控，提高加工过程中的一致性和稳定性，减少次品率。
三、六西格玛（Six Sigma）六西格玛是一种通过减少质量问题的方法来提高产品质量的管理工具。
它的目标是将产品质量提升到每百万个产品中只有几个缺陷的水平。
通过六西格玛的实施，企业可以分析生产过程中存在的不确定性和变异性，找出主要的问题点，采取相应的改进措施，从而提高质量水平。
四、故障模式与影响分析（FMEA）故障模式与影响分析是一种通过分析潜在故障引发的影响来预防和控制质量问题的方法。
通过对加工过程中可能出现的故障模式进行识别、评估和控制，企业可以采取相应的措施，降低质量风险，提高加工过程中的可靠性和稳定性。
五、品质功能展开（QFD）品质功能展开是一种通过转化顾客需求为产品设计要求的方法，以确保产品质量的客户满意度。
通过分析客户需求，将其转化为清晰的设计指标，企业可以针对客户需求进行加工和设计，从而提高产品的质量，并满足市场需求。
六、持续改进持续改进是质量控制的核心，也是实现质量卓越的关键。
企业应该建立和执行一个持续改进计划，不断分析和改进加工过程中存在的问题，寻求优化和提升的机会。
定期组织质量会议和培训，提升员工的质量意识和能力，推动质量文化在企业内部深入落地。
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试切法
试切+测量+调整
➢效率低，对操作者水平要求高
➢单件、小批生产或高精度零件加工
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调整法
试切好工件/标准样件+对刀装置 成批、大量生产
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4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
形状精度
（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成 形运动 例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法
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4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获件有规律的切削成 形运动 例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法
（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整 加工 例：样板加工 效率低，但当零件形状精度要求很高（高于机 床设备所能提供的成形运动精度）时采用
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4.1 机械加工质量概述
➢ 一次装夹获得法
车床上一次安装车外圆和端面，则端面相对于 外圆表面的垂直度由车床横向溜板运动轨迹与 车床主轴回转中心线的垂直度来保证
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4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
位置精度
（1）一次装夹获得法
零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对 于工件的成形运动位置关系保证；
工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的位置，学习者 应了解这些误差因素是如何影响加工误差的。 在影响机械加工表面质量的诸多因素中，切削用量、刀具 几何角度以及工件、刀具材料等起重要作用，学习者应了 解这些因素对加工表面质量的影响规律。 应学会分析加工误差产生的物理原因，从而找出控制加工 误差的方法。同时还应学会运用统计学方法对加工误差进 行统计分析，以从加工误差的统计特征，确定出加工误差 的变化规律及可能采取的控制方法。
（2）多次装夹获得法
通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准 面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度
（3）非成形运动法
人工修整，反复检测、加工
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4.1 机械加工质量概述
➢ 多次装夹获得法
// 0.1
0.1 A
A
互为基准，经三次反复加工， 选择顶尖孔为基准，在调头的两次
保证两平面平行度
位置误差应限制在位置公差范围之内。
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如不作特殊说明，零件的形状误差和位置误差不应大于零件 尺寸公差的二分之一。如对零件的形状误差或位置误差有特 别要求，应在尺寸公差之外另加标注。
如图所示夹具底板零件，其顶面于底面之间的距离尺寸为 自由公差，但其顶面对底面的平行度误差要求很高，需特 别加以标注。
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4.1 机械加工质量概述
学习要点：
掌握机械加工质量和加工精度的概念 熟知尺寸精度、形状精度和位置精度的获
得方法 了解表面质量对零件使用性能的影响。
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4.1 机械加工质量概述
机械加工质量的内涵
机械加工后最外层表面与周围环境界面的几何形状误差
尺寸误差
加工质量
几何方面
宏观加工误差 形状误差
相互位置误差
波度：介于宏观几何形状误差与
微观表面粗糙度之间的几何形状
误差
微观表面粗糙度
材料性能方面 变质层（力学性能及金 相组织变化）
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4.1 机械加工质量概述
➢ 零件加工表面的粗糙度和波度
波度：波长，波高H
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4.1 机械加工质量概述
机械加工质量的内涵
装夹中统一基准，磨轴上两轴颈，
保证两轴颈的同轴度要求。
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4.2 机械加工精度的影响因素
尺寸误差
几何方面 加工质量
宏观加工误差相形互状位误置差误差 微观表面粗糙度
材料性能方面变质层（力学性能相及组金织变化）
机械加工后，零件一定深度表面层的物理力学性质等方面的质
量与基体相比发生的变化，称加工变质层
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4.1 机械加工质量概述
➢ 加工变质层的构成情况 （P116）
（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整 加工
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成形运动法
轨迹法
工件表面的生线（母线和 导线）均由轨迹运动生成
成型法
工件的一条生线通过刀刃的 形状直接获得
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成形运动法
相切法
工件的一条生线是刀刃运动 轨迹的包络线
范成法/展成法
其工件的一条生线也是刀 刃运动轨迹的包络线，且 包络线需通过刀具与工件 之间的范成运动来生成
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4.1 机械加工质量概述 B
A
机械加工精度的获得方法
尺寸精度
（1）试切法 （2）调整法 （3）定尺寸刀具法
零件加工表面尺寸由刀具确定，孔（钻、扩、铰）；键 槽（键槽铣刀）；成形刀具（成型表面）
（4）自动控制法
数控加工（尺寸测量装置+进给机构+控制装置加工过程 中的尺寸测量+刀具补偿调整）
4.1 机械加工质量概述
加工精度及加工误差
零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和各表 面间相互位置）与理想几何参数（形状、位置 无误差，尺寸位于零件图纸规定的公差带中心） 的 符合 程度 加工精度
不符合 程度 加工误差
符合程度高，加工精度高； 加工精度高，加工误差小。
形状误差应限制在形状公差之内；
第四章 机械加工质量及其控制
4.1 机械加工质量概述 4.2 机械加工精度的影响因素 4.3 机床几何误差及其对加工精度的影响 4.4 工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影
响 4.5 工件内应力对加工精度影响 4.6 加工误差的统计分析 4.7 机械加工表面质量
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学习指南
机械加工质量主要包括加工精度和加工表面质量两个方面。 在影响机械加工精度的诸多误差因素中，机床的几何误差、
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4.1 机械加工质量概述
机械加工精度的获得方法
位置精度
（1）一次装夹获得法 零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对
于工件的成形运动位置关系保证； （2）多次装夹获得法
通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准 面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度 （3）非成形运动法
人工修整，反复检测、加工
变质层 吸附层
结晶组织变化层 （压缩层）
应力变质层
构成
厚度
污染层、化合物层、物理化学吸附层、 8m 异物嵌入层（积屑瘤碎片、磨粒嵌入）
非晶体层、微细结晶层、位错密度升 高层、孪晶层、便面合金化层、纤维 化层、相变层、再结晶层
几十至 几百微 米
残余应力层
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成因 外界因素 切削力引起塑 性变形
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