第四章机械加工精度概论
机械制造技术基础-机械加工精度ppt课件
两零件接触面接触情况
机床刚度中薄弱环节 间隙对刚度影响曲线
三、工艺系统的刚度
工艺系统总变形及合成刚度为
1 1+1+1+1 k系 统 k机 床 k夹 具 k刀 具 k工 件
y 系 统 y 机 床 + y 夹 具 + y 刀 具 + y 工 件
而
k系统
py 、 y系 统
k机床
py y机床
、
k夹具
py 、 y夹具
大于力时，K变小
零件变形减小时，K增大
（2）正反加卸载变形曲线 不重合
塑性变形摩擦力等消耗能量
2磁
滞
6 41 3
5
最大间隙
（2）正反加卸载变形曲线
不重合
塑性变形摩擦力等消耗能量
（3）多次重复加载变形曲线
第一次加载“磁滞”现象严重，以后减小
加、卸载曲线接近，起始点重合
2磁
滞
6 41 3
5
最大间隙
（4）部件刚度曲线特点
第五章 机械加工精度
学习目的与要求
（1）掌握机械加工精度的概念以及加工精度与加工误差的关 系
（2）熟悉工艺系统的原始误差种类及其对加工精度的影响， （3）掌握加工误差问题的综合分析与解决 （4）掌握加工误差的基本计算方法 （5）熟悉提高和保证加工精度的途径、常用方法
主要内容
第5章 机械加工精度 5.1 机械加工精度概述 5.2 工艺系统的制造精度和磨损对工件精度的影响 5.3 工艺系统的受力变形及其对工件精度的影响 5.4 工艺系统的热变形及其对工件精度的影响 5.5 保证和提高加工精度的途径 5.6 加工误差的统计分析法 5.7 点图分析法 5.8 质量管理图
《机械加工精度》PPT课件
1）滑动轴承误差对主轴回转精度的影响 主轴采用滑动轴承时，轴承误差主要来源于 主轴轴颈和轴承孔的圆度误差和波度。
图 主轴采用滑动轴承的径向跳动 a）工件回转类机床 b）刀具回转类机床
2）滚动轴承误差对主轴回转精度的影响
主轴采用滚动轴承时，滚动轴承的内圈、外圈和 滚动体本身的几何精度将影响主轴回转精度。 3）轴承配合质量对主轴回转精度的影响
4）工艺系统初调好以后，—般要试切几个工件，并 以其平均尺寸作为判断调整是否准确的依据。
四、工艺系统的动误差 （一）工艺系统受力变形对加工精度的影响 1. 工艺系统的刚度
图 工艺系统受力变形引起的加工误差
工艺系统刚度可定义为：在加工误差敏感方向上工艺 系统所受外力与变形量之比。
根据载荷的性质不同，工艺系统刚度可分为静刚 度和动刚度两种。 刚度的倒数称为柔度C（mm／N）：
1、机械加工精度
是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置) 与理想几何参数的符合程度。
2、加工误差 是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形 状和位置)与理想几何参数的偏离程度。加工精 度越高，则加工误差越小，反之越大。
3、机械加工精度包含的内容
机械加工精度
尺寸精度
形状精度
位置精度
（2）主轴回转误差对加工精度的影响 主轴回转误差对加工精度的影响，取决于不同截面内主轴瞬时 回转轴线相对于刀尖位置的变化情况。 1）主轴径向圆跳动对加工精度的影响 工件产生圆度误差
图
主轴纯径向圆跳动对镗孔精度的影响
z R sin y h R cos A R cos
第五章
本章内容 §5-1 概 述
机械加工精度
§5-2 影响加工精度的因素 §5-3 加工误差的综合分析
机械制造技术基础复习资料
机械制造技术基础复习资料机械制造技术基础复习资料第一章第一章 机械制造概论机械制造概论机械制造：从毛坯经过一系列过程成为成品机器的过程。
机械制造：从毛坯经过一系列过程成为成品机器的过程。
生产系统：原材料进厂到产品出厂的整个生产经营管理过程。
生产系统：原材料进厂到产品出厂的整个生产经营管理过程。
制造系统：原材料变为产品的整个生产过程，原材料变为产品的整个生产过程，包括毛坯制造、包括毛坯制造、机械加工装配检测和物料的存 储运输所有的工作。
储运输所有的工作。
储运输所有的工作。
工艺系统：机械加工所使用的机床刀具夹具和工作组成了一个相对独立的系统称为工艺系统机械加工所使用的机床刀具夹具和工作组成了一个相对独立的系统称为工艺系统 生产纲领：企业根据市场需求和自身的生产能力制定生产计划，在计划期内应当生产的产品的产量和进度计划称为生产纲领。
的产量和进度计划称为生产纲领。
生产类型举例说明：生产类型举例说明：大量生产：汽车、手表、手机、由于其产量大且同一类型的产品一样故为大量生产大量生产：汽车、手表、手机、由于其产量大且同一类型的产品一样故为大量生产 成批生产：笔记本电脑、由于其每一阶段的电脑不同，每种电脑均有一定的数量成批生产：笔记本电脑、由于其每一阶段的电脑不同，每种电脑均有一定的数量单件生产：大型机床、水力发电装置，由于其为重型设备，专用设备所以只能进行单件生产。
第二章第二章 金属切削原理金属切削原理金属切削加工：利用切削刀具切除工件上多余的金属，利用切削刀具切除工件上多余的金属，从而使工件的几何形状、从而使工件的几何形状、尺寸精度及 表面质量达到预定要求，这样的加工称为金属切削加工。
表面质量达到预定要求，这样的加工称为金属切削加工。
表面质量达到预定要求，这样的加工称为金属切削加工。
切削运动由主运动和进给运动组成。
切削运动由主运动和进给运动组成。
切削用量三要素切削用量三要素::切削速度、进给量和背吃刀量切削速度、进给量和背吃刀量1、切削速度：、切削速度：切削速度Vc(m/s 或m/min) m/min) ：主运动为旋转运动，主运动的线速度：主运动为旋转运动，主运动的线速度：主运动为旋转运动，主运动的线速度 601000´=nd V wC p进给运动加工表面待加工表面待加工表面主运动已加工表面加工表面进给运动已加工表面主运动主运动为往复直线运动6010002´=rC Ln V2、进给量：工件或刀具每回转一周时二者沿进给方向相对位移。
机械加工精度(机械专业课)
刀具回转类
加工时误差敏感
镗床
方向和切削力方
向随主轴回转而
不断变化
下面以在镗床上镗孔、车床上车外圆为例来 说明主轴回转误差对加工精度的影响。
①主轴的纯径向跳动对车削和镗削加工精度的影响
镗削加工：镗刀回转，工件不转
假设由于主轴的纯径向跳动而使轴线在y坐标方向作简谐
运动（图4-4），其频率与主轴转速相同，简谐幅值为A；
则:
Y = Acosφ （ φ＝ωt）
且主轴中心偏移最大（等于A）时，镗刀尖正好通过水
平位置1处。
当镗刀转过一个φ角时（位置1’），刀尖轨迹的水平 分量和垂直分量分别计算得：
y=Acosφ+Rcosφ=(A+R)cosφ Z=Rsinφ 将上两式平方相加得: y2/(A+R)2+Z2/R2=1
表明此时镗出的孔为椭圆形。
Z1 δ1 δ1n=i1nδ1
Z2 δ2 δ2n=i2nδ2
………………
Zn δn δnn=innδn 在任一时刻，各齿轮的转角误差反映到丝杠的总误差为：
n
Σ 1n 2n nn ji jn j 1
（3）减少传动链误差的措施
1）尽量缩短传动链。 2）提高传动件的制造和安装精度，尤其是末端 零件的精度。 3）尽可能采用降速运动，且传动比最小的一级 传动件应在最后。 4）消除传动链中齿轮副的间隙。 5）采用误差校正机构
一、加工精度与加工误差
1.加工精度
加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、
形状及各表面相互位置等参数）与理想几何参数的符合程 度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。
理想几何参数
➢表面——绝对平面、圆柱面等； ➢位置——绝对平行、垂直、同
机械制造工艺学课程标准
《机械制造工艺学》课程标准一、课程概述（一）课程类别专业基础课程（二）适用专业本标准适用于机械加工技术专业、模具制造技术专业。
（三）学时建议课程实施课时为76标准学时。
二、课程定位（一）课程性质与作用本课程是模具制造技术专业的专业基础课程。
本课程主要对应模具制造岗位、机械加工工艺设计岗位、机械制造岗位、夹具设计岗位、产品质量检测员岗位、产品销售和售后技术员岗位技能和素质培养要求，讲授机械制造加工技能、机械加工工艺编制、机床的装配、产品质量的检测等技能知识。
本课程具有很强的实践性和综合性，是形成学生的职业综合素养和专业技能的基础，对学生职业能力和专业技术能力的培养起着主要支撑作用。
（二）相关课程本课程前导课程为《机械制图》、《工程力学》、《工程材料与热处理》、《机械加工设备》、《公差与技术测量》和《机械零件》。
后续课程是《数控加工编程与操作》、《模具制造工艺》、《现代制造技术概论》。
三、课程目标（一）课程总体目标本课程以真实模具产品生产任务、生产实际产品为载体，通过理论与实践的结合，使学生能掌握各种机械制造加工技能、机械加工工艺编制、机床的装配、产品质量的检测，提高自身专业水平及专业素养。
通过本门课程的学习，使学生除了掌握“机械制造工艺”的基本理论，基本概念，模具制造方法，机械制造加工技能、机械加工工艺编制、机床的装配、产品质量的检测等专业知识以外，通过课内实训、社会实践培养学生良好的企业礼仪习惯及工作素养以及具有一定的沟通能力、创新能力、组织能力、应变能力和团队合作精神。
（二）知识、能力与素质目标1.知识目标（1）掌握铸造、压力加工和焊接加工等毛坯成型加工的工艺过程；（2）掌握工件加工方法的选择、工艺路线的拟定及工艺规程的制定；（3）掌握尺寸链的分析方法及计算方法；（4）掌握机械制造精度、表面质量的分析方法；（5）掌握了解机械制造技术的发展方向。
2.能力目标（1）能掌握各种机床的操作方法和毛坯加工方法（2）会编制零件机械加工的工艺规程（3）会分析产品的制造精度、表面质量（4）能对机床进行装配方法进行选择（5）会查阅机械加工过程中的各种工艺参数和图册。
机械加工精度概述 管理资料
机械加工精度概述管理资料1、加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度，1)零件的尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。
2)零件的形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。
3)零件的位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。
2、获得加工精度的方法：1)试切法：即试切--测量--再试切--直至测量结果到达图纸给定要求的方法。
2)定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证加工外表的尺寸。
3)调整法：按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工外表尺寸的方法。
4)自动控制法：使用一定的装置(自动测量或数字控制)，在工件到达要求尺寸时，自动停止加工。
3、加工误差：实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
加工误差的大小表示了加工精度的上下，4、误差的敏感方向：加工误差对加工精度影响最大的方向，为误差的敏感方向。
例如：车削外圆柱面，加工误差敏感方向为外圆的直径方向。
因素分析法：通过分析、计算或实验、测试等方法，研究某一确定因素对加工精度。
一般不考虑其它因素的同时作用，主要是分析各项误差单独的变化规律。
统计分析法：运用数理统计方法对生产中一批工件的实测结果进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。
主要是研究各项误差综合的变化规律，只适合于大批、大量的生产条件。
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
工艺系统中但凡能直接引起加工误差的因素都称为原始误差。
工艺系统的原始误差主要有：1、加工前的误差(原理误差、调整误差、工艺系统的几何误差、定位误差)2、加工过程中的误差(工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差)3、加工后的误差(工件内应力重新分布引起的变形以及、测量误差)等。
机械精度设计与检测作业
-0.0055
Td
φ 30
4. Φ80H7/s6
3. Φ 80S7/h6 0
+0.078
Td
φ 50
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-0.019 -0.048
Td TD
0
+0.059 +0.030 0
TD
-0.0780
-2-
φ 80
ES= — ei+△ = — 0.059+0.011= — 0.048
机械精度设计与检测作业
0
TD
φ 120
+0.022 0
-0.072
Td
-0.087
-4-
机械精度设计与检测作业
专业班级 姓名： 学号：
第３章 表面精度
3－ 1 判断题 1. 表面缺陷属于偶然性表面结构，存在表面缺陷的零件即为废品。 2．表面粗糙度轮廓和表面波纹度轮廓一般都有周期变化的特点。 4．轮廓最小二乘中线是唯一的。 5．粗糙度参数 Ra 应用最广。 6．只要加工方法能够保证，选择表面粗糙度评定参数值应尽量小。 7．零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度参数值相应取得越小。 8．摩擦表面应比非摩擦表面的表面粗糙度数值小。 9．承受交变载荷的零件，其表面粗糙度值应小。 10．粗糙度要求不高的表面，不必在图纸上进行标注。 3－ 2 选择填空（括号中为备选答案） 1．评定粗糙度轮廓时，可独立采用的评定参数是 （× （√ （√ （√ （× （√ （√ （√ （× ） ） ） ） ） ） ） ） ） ）
专业班级 姓名： 学号：
2－ 4 试根据表中已有的数值，计算并填写该表空格中的数值（单位为 mm）。 公称 尺寸 Φ25 Φ50 孔 ES -0.027 +0.039 EI TD es 0 -0.025 轴 ei -0.013 -0.064 Td 0.013 0.039 Smax 或 δ min -0.014 +0.103 Smin 或 δ max -0.048 +0.025 Sav 或 δ av -0.031 +0.064 Tf 0.034 0.078
机械加工精度的相关概念
机械加工精度的相关概念1. 简介机械加工精度是指工件在加工过程中所能达到的尺寸和几何形状的精确程度，也是衡量加工质量的重要指标之一。
机械加工精度的提高可以提高零部件的互换性、可靠性和使用寿命，对提高产品的质量和效益具有重要意义。
2. 加工精度的分类根据加工对象的不同，机械加工精度可以分为整体精度和局部精度两种。
2.1 整体精度整体精度是指整个工件所具备的尺寸和几何形状的精确程度。
在机械加工中，常用的整体精度指标有：•尺寸精度：即工件加工后尺寸与设计尺寸之间的偏差。
常见的尺寸精度表示方法有公差、偏差、界限尺寸等。
•形状精度：描述工件的几何形状特征，如直线度、平面度、圆度、平行度、垂直度等。
•位置精度：描述工件间的位置关系，如平行度、垂直度、同轴度等。
2.2 局部精度局部精度是指工件上某一局部区域的尺寸和形状精度。
在机械加工中，常用的局部精度指标有：•表面粗糙度：描述工件表面的光洁程度，常用的表面粗糙度参数有Ra、Rz等。
•轮廓误差：描述工件轮廓与理论轮廓之间的偏差，常用的轮廓误差参数有最大偏差、最小偏差等。
•合拢误差：描述工件套合尺寸与设计尺寸之间的偏差，常用的合拢误差参数有最大间隙、最小间隙等。
3. 加工精度的影响因素机械加工精度受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 设备精度设备精度是指加工设备本身的精确程度。
设备数控系统的精度、主轴精度、传动系统精度以及位置测量系统的精度等都会影响到加工精度。
3.2 工艺参数工艺参数对加工精度具有重要影响。
如切削速度、进给速度、切削深度等参数的选择会直接影响到工件的精度。
3.3 刀具刃磨刀具刃磨的质量对加工精度影响很大。
刃磨时要注意刃磨角度的控制，刃磨后的刃口应具备良好的切割能力，避免加工出现毛刺、切屑、划痕等问题。
3.4 工件材料工件材料的性能和物理特性也会对加工精度产生影响。
不同材料的切削特性不同，对切削工具的磨损、切削力等都会产生影响。
4. 加工精度的控制方法为了提高机械加工精度，可以采取以下控制方法：4.1 设备检修与校准定期对加工设备进行检修和校准，确保设备处于最佳工作状态。
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方向垂直时，耐磨性最差。
3．冷作硬化对耐磨性的影响 一般都能使耐磨性有所提高。 但并不是冷作硬化的程度越高，
3)表面层金属的残余应力
二、加工表面质量对机器零件使用性能的影响
（一）表面质量对耐磨性的影响
1．表面粗糙度对耐磨性的影响 一般说来，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但 是表面粗糙度值太小，因接触面容易发生分子粘接，且润 滑液不易储存，磨损反而增加。因此，就磨损而言，存在 一个最优表面粗糙度值。
2.表面纹理对耐磨性的影响
零件表面层物理机械性能方面的质量主要 是指表面层材料的冷作硬化、金相组织的变化、 残余应力。 本章将机械制造质量分成加工精度和表面 质量两个方面来研究。前者包括尺寸精度、宏 观几何形状精度和位置精度；后者包括表面粗 糙度、波度和表面层材料物理机械性能。
4.1.1机械加工误差与机械加工精度 1.加工精度与加工误差 所谓加工精度是指零件加工后的实际 几何参数与理想几何参数的符合程度。 零件加工后的实际几何参数对理想几 何参数的偏离程度，称为加工误差。 只要求满足规定的公差要求即可。
(3)零件三个方面的几何参数，就是加工精度和加 工误差的三个方面的向容。即，加工精度包括 尺寸精度、形状精度 和位置精度。 在精密加工中，形状精度往往占主导地位。
三者之间的关系： （1）当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要 求高。形状公差应限制在位置公差内，位置公差应限制在尺
寸公差内。
在实际生产中，常常结合起来应用。一是 先用统计分析法寻找误差的出现规律，初 步判断产生加工误差的可能原因，然后运
因素分析法 统计分析法
用单因素分析法进行分析、试验，以便迅 速、有效地找出影响加工精度的主要原因。
4.1.2表面层金属的力学物理性能和化学性能
1)表面层金属的冷作硬化
2)表面层金属的金相组织
1 ）表面层金属的冷作硬化的影响： 高零件的耐疲劳强度。
能够阻止疲劳裂纹的生长，可提
2）表面层金属的残余应力的影响： 拉伸残余应力将使耐疲劳强度下降； 压缩残余应力则可使耐疲劳强度提高。
（三）表面质量对耐蚀性的影响 1．表面粗糙度的影响 ：表面粗糙度值越大，加工表面与气 体、液体接触的面积越大，腐蚀物质越容易沉积于凹玩中， 耐蚀性能就越差。 2 ．表面层力学物理性质的影响：零件表面层有残余压应力 时，能够阻止表面裂纹的进一步扩大，有利于提高零件表 面抵抗腐蚀的能力。 （四）表面质量对零件配合质量的影响 1、 对于间隙配合表面 ：原有间隙将因急剧的初期磨损而 改变，表面粗糙度越大，变化量就越大，从而从而影响配合 的稳定性。 2 、对于过盈配合表面：表面粗糙度越大，两表面相配合 时表面凸峰易被挤掉，这会使过盈量减少，影响配合的可靠 性。
第四章 机械加工质量
4.1 机械加工质量概述
生产任何一种机械产品，都要求在保证质量的前提下， 做到高效率、低消耗。产品的质量是第一位的，没有质量， 高效率、低成本就失去了意义。产品质量是指用户对产品的 满意程度。
它有三层含意：一是产品的设计质量；二是产品的 制造质量；三是服务。 以往强调较多的往往是制造质量，现代的质量观， 主要站在用户的立场上衡量。 当今，服务也占据越来越重要的地位。
耐磨性越高
（二）表面质量对耐疲劳性的影响
1．表面粗糙度对耐疲劳性的影响 表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之， 加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底半径越小，其抵抗疲劳破坏 的能力越差。 表面粗糙度对耐疲劳性的影响还与材料对应力集中的敏感程度 和材料的强度极限有关 。钢对应力集中最为敏感，铸铁和有色金属 对应力集中的敏感性较弱。 2．表面层金属的力学物理性质对耐疲劳性的影响
图1
微观几何形状误差、波度与宏观几何形状误差
表面粗糙度是加工表面的微观几何形状误差，其波 距 (L3) 与波高 (H3) 之比一般小于50。 波距 (L2) 与波高 (H2) 之比在 50~1000 范围内的几 何形状误差，称为波度。
波距 (L1) 与波高 (H1) 之比大于1000的几何形状误 差，称为宏观几何形状误差。
（2）当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度不
一定要求高。
加工精度与加工成本和生产效率的关系 一般地，加工精度要求↑ ，加工成本↑ ，生产效率↓ 。 研究加工精度的目的 研究加工精度的目的、就是弄清各种原始误差对加工精 度影响的规律，掌握控制加工误差的方法，以获得预期的加
工精度，必要时能指出进一步提高加工精度的途径。 研究加工精度的方法
4.1.3机械加工工艺系统的原始误差
• 机械加工精度取决于由机床、刀具、夹具和工件 构成的机械加工工艺系统。 • 机械加工工艺系统的误差称为原始误差。原始误 差通过刀具刀尖-工件之间的运动轨迹直接影响机 原理误差 械加工精度。
与工艺系统原始状 态有关的原始误差 (几何误差) 定位误差 调整误差 刀具误差 夹具误差
有关加工精度与加工误差的理解，应注意以下 几个方面内容： (1) “理想几何参数”的正确含义即，对于尺寸是 图纸规定尺寸的平均值；对于形状和位置，则是绝 对正确的形状和位置，如绝对的圆和绝对的平行等 等。 (2) 加工精度是由零件图纸或工艺文件以公差 T给 定的，而加工误差则是零件加工后的实际测得的偏 离值 △ 。一般说，当 △ <T 时，就保证了加工精度。 • 一批零件的加工误差是指一批零件加工后 , 其几何 参数的分散范围。
产品的制造质量主要与零件制造质 量、产品的装配质量有关，零件的制造 质量是保证产品质量的基础。 零件的机械制造质量包括零件几何 精度和零件表面层的物理机械性能（材 料力学性能）两个方面。
零件的几何误差包括尺寸误差、几何形状 误差和位置误差。几何形状误差又可分为宏观 几何形状误差、波度和微观几何形状误差，参 见图1。
工件相对于刀具静止状态下 的误差