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质量及控制1. 引言1. 背景介绍：说明为什么需要进行机械加工质量的控制。
2. 目的和范围：明确本文档旨在提供关于机械加工质量及其控制方面的详尽信息，并限定了讨论内容。
2. 基础知识1. 定义与术语解释：列出相关定义并对其中涉及到法律名词进行注释。
- 法律名词A: 解释A.- 法律名词B: 解释B.3. 加工过程流程图示例：描述一个典型的机械加工过程，包括各个环节以及可能存在问题点。
附上相应图片或图表。
4.常见材料特性分析对不同类型材料（如金属、塑料等）在机械加工中所具有的特性进行分析，例如强度、韧性等因素对最终产品品质影响情况。
5.主要设备选择与使用指南提供针对不同种类零件生产时合适设备选用建议, 并给予操作规范化指导手册参考资料。
(可根据实际情况细化)6.加工质量控制方法1. 测量与检验：介绍常用的测量和检验方法，如尺寸、表面粗糙度等。
2. 数据分析与统计：说明数据收集及其分析对于机械加工质量控制的重要性，并提供相应的统计学原理。
7.问题解决方案提供一些可能出现在机械加工过程中遇到问题时所采取的解决方案。
例如，处理材料变形或刀具损坏等情况。
8.实施建议根据前述内容给予针对企业生产环境下合适改进策略, 并附上相关操作指南。
(可根据实际情况进行详细拓展)9. 结论10. 参考文献11. 附件：本文档涉及到并有助于读者更好理解主题内容而需要参阅或使用之文件列表.12 . 法律名词注释:- 法律名词A: 解释A.- 法律名词B: 解释B.。
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。
机械加工质量及其控制概述ppt68页课件
二、机械加工表面质量
（一）表面质量的概念
粗糙度太大、太小都不耐磨
适度冷硬能提高耐磨性
对疲劳强度的影响
对耐腐蚀性能的影响
对工作精度的影响
粗糙度越大，疲劳强度越差
适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度
粗糙度越大、工作精度降低
残余应力越大，工作精度降低
粗糙度越大，耐腐蚀性越差
压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性
本章提要
机械产品质量取决于零件的加工质量和产品的装配质量，机器零件的加工质量是整台机器质量的基础。 机器零件的加工质量一般用机械加工精度和加工表面质量两个重要指标表示，它的高低将直接影响整台机器的使用性能和寿命。 机械产品加工的首要任务，就是保证零件的机械加工质量要求。 本章重点讨论影响机械加工精度和表面质量的因素及其控制方法。
（1）主轴回转误差
第二节 机械加工精度的影响因素及控制
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响
（一）机床的几何误差
（1）主轴回转误差
第二节 机械加工精度的影响因素及控制
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响
（一）机床的几何误差
主轴回转误差的基本形式
车床上车削
镗床上镗削
内、外圆
端面
螺纹
孔
端面
纯径向跳动
机械加工中，采用近似的成形运动或近似的刀刃形状进行加工，虽然会由此产生一定的原理误差，但却可以简化机床结构和减少刀具数，只要加工误差能够控制在允许的制造公差范围内，就可采用近似加工方法。
原始误差
工艺系统动误差
工艺系统受力变形
刀具磨损
残余应力引起变形
测量误差
工艺系统热变形
第二节 机械加工精度的影响因素及控制
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。
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表面粗糙度 表面波纹度
机械加工
表面质量 表面层物理机械
塑性变形引起的冷作硬化
性能（ 加工变质层） 切（磨）削热引起的金相组织变化
力（热）产生的残余应力
8
2. 机械加工表面质量对机器使用性能的影响
（1）影响耐磨性 粗糙度值大，实际接触面积小，接触 应力大，易磨损，耐磨性差。
粗糙度值越小，实际接触面积越大，耐磨性较好。
始
机床
误
工艺系统静误差 夹具
误
刀具
工件（毛坯）
差
受力变形
差 加工过程中产生的误差
热变形 刀具磨损
残余应力变形
15
用模数铣刀铣齿轮时的齿形误差
16
5.2.2 工艺系统原有误差对加工精度的影响与控制
一、影响尺寸精度的主要因素与控制
试切测量精度： 改善测量方法；提高测量精度
微量进给精度：
L G(0 )
若粗糙度值过小，可能增加制造成本，且可能破坏润滑油膜，造成干摩擦。
加工表面硬化到一定程度能使耐磨性有所提高，但硬化过度 反会使结晶组织出现过度变形，甚至产生裂纹或剥落，使磨损加 剧，使耐磨性降低 。
9
（2）影响疲劳强度
交变载荷作用时，表面粗糙度、划痕及微裂纹等均会引起应 力集中，从而降低疲劳强度。
试切法
手工逐步调刀获得所需尺寸
调整法
加工前先调整好刀具位置再进行一批加工
定尺寸刀具法 尺寸精度由刀具保证 （钻头、拉刀）
自动控制法 自动化的试切法
2．形状精度的获得方法
轨迹法 车、刨、磨
成形运动法 仿形法 靠模 成形刀具法 成形运动和刃形
展成法 成形表面通过包络形成
非成形运动法 形状精度超过机床成形运动精度时使用6
19
机械制造新技术：
可变制造系统 柔性制造单元 数字化制造 无人化机械制造厂
此外，加工表面质量对零件接触刚度、运动平稳性和噪音等 也有影响。
12
5.2 机械加工精度的影响因素及控制措施
5.2.1 机械加工工艺系统原始误差 加工误差与原始误差
加工误差——加工后每个零件在尺寸、形状、位置 方面与理想零件的差值。
（几何参数的偏差）
原始误差——由于机床、刀具、量具、夹具和工件组 成的工艺系统造成加工误差的因素1。3
5.1 概述
5.1.1 机械加工质量的含义
机械产品质量
零件质量 装配质量
材料，金相组织 (材质)
加工精度，波纹度 ，表面粗糙度 (几何)
机械加工质量
加工精度 表面）形貌
加工变质层
1
1
1埃
加工精度及其发展
车、铣 磨 CNC机床 研磨，工具磨
光学磨，金刚石车、磨 金刚石超精车、磨，电解加工 衍射光栅刻线机 电子束，离子束，X射线 分子束生长，离子注 扫描隧道技术
K
式中， L 为跃进距离；G为工作台重量； μ0 ，μ 分别为静、动摩擦系数； K 为机构传动刚度。
微薄切削层的极限厚度：
改进工艺方法（精车、精磨、研磨）
减小刀具或磨粒的刃口钝圆半径 re
定位调整精度:
减少定位误差；提高进给重复定位精度
提高对尺寸分布中心判断的准确性 ℯ 17
二、影响形状精度的主要因素与控制
加工表面粗糙度的纹路方向与受力方向垂直时，疲劳强度明 显降低。
一般加工硬化可提高疲劳强度，但硬化过度则会适得其反。
残余应力为压应力时，可部分抵消交变载荷施加的拉压力， 阻碍和延缓裂纹的产生或扩大，从而提高疲劳强度；但为拉应 力时，则会大大降低疲劳强度。
有些加工方法，如滚压加工，可减小粗糙度值、强化表面层， 使表层呈压应力状态，从而防止产生微裂纹，提高疲劳强度。
2
激光反射镜平面度提高 到30nm，表面粗糙度 降 低到10nm，反射率将提高 到 99.8%以上。否则，寿 命将大大缩短
1kg 精 密 陀 螺 转 子 的 偏
心 增 加 0.5nm ， 将 引 起
100m的射程误差和50m的
nm
轨道误差
磁头与磁盘间的飞行高
度在50nm以下，若进一步
降低将使存储容量呈指数
基本成形运动 （回转、直线）
成形运动法 相互位置关系 （几何关系） 均准确
保证形 状精度 的条件
速度关系 （运动关系） 非成形运动法 足够的检测精度
18
机械制造新技术：
数控（Numerical Control—NC）技术 加工中心（MC） 工业机器人（Industrial Robot）技术 自适应控制机床（Adaptive Control Machine Tools） 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing－CAM） 计算机数控机床（Computerized Numerical Control－CNC）
3．位置精度的获得方法
一次装夹法 多次装夹法
与机床几何精度有关 直接装夹 效率高，精度低 找正装夹 高精度，小批 夹具装夹 效率高，精度可满足要求
非成形运动法
位置精度要求极高时采用 与检测精度密切相关
7
5.1.3 机械加工表面质量及其对机器使用性能的 影响
1. 机械加工表面质量的含义
表面（微观）形貌
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（3）影响耐蚀性 表面粗糙度值大的表面，腐蚀性物质（气体、液体）容易渗
透到表面的凹凸不平处，从而产生化学或电化学作用而被腐蚀。 表面微裂纹处容易受腐蚀性气体或液体的侵蚀，如零件表面
有残余压应力，则可阻碍微裂纹的扩展，从而在一定程度上提 高零件的耐蚀性。
11
（4）影响配合性质
影响配合性质最主要因素是表面粗糙度。对于间隙配合，经 初期磨损后，间隙会有所增大，严重时会影响密封性能或导向 精度；对于过盈配合，使计算所得过盈量与实际过盈量有所不 同，成为过渡配合甚至间隙配合，从而可能影响过盈配合的连 接强度。
倍增长
3
4
精密和超精密加工技术
机械加工的技术重点
大型工件的加工技术
特殊材料的加工技术
机械加工精度的各项指标既有区别，又有联系。 一般情况下，形状精度要求高于尺寸精度，位置精度要求 也高于尺寸精度。
尺寸公差 > 位置公差 > 形状公差 > 表面粗糙度值
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5.1.2 机械加工精度的获得方法
1．尺寸精度的获得方法
误差敏感方向：加工表面法向——原始误差引起的加 工误差最大
误差敏感方向 R X
Y 2 误差非敏感方向 R
2R0
常值
系统性误差
误差的性质
变值
随机性误差
14
原理误差 （阿线滚刀滚切渐开线齿轮、数控插补）
工件装夹误差
原
原
调整误差 （更换工件、刀具、夹具、量具时调整） 有
测量误差 （测量方法和量具误差）