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机械加工量分析与量控制

第5章机械加工质量分析与控制u市场竞争的核心是产品，而质量是产品参与激烈市场竞争的重要因素，产品的质量是指用户对产品的满意程度；用现代的质量观看，它包括产品的设计质量、制造质量和服务质量。设计质量主要是指所设计的产品与用户（顾客）的期望之间的符合程度；制造质量是指产品的制造与设计的符合程度；服务质量是指售前服务、售后培训、维修及安装等。在激烈的市场竞争中，为了使企业获得和保持良好的经济效益，必须实施全面质量管理。其中产品的制造质量主要与零件的制造质量、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v5.1机械加工精度v5.2机械加工表面质量v思考题与练习

v5.1机械加工精度l5.1.1加工精度的基本概念l5.1.2影响加工精度的因素|原始误差|工艺系统的几何误差|工艺系统的受力变形|工艺系统的热变形|工件应力引起的变形l5.1.3加工误差的统计分析l5.1.4提高加工精度的途径

l5.1.1加工精度的基本概念|加工精度零件在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|加工误差加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏差程度|零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度三方面

|原始误差l工艺系统：零件的机械加工是在工艺系统中进行的，机床、夹具、刀具和工件组成了一个完整的工艺系统l定义：工艺系统的误差称为原始误差l工艺系统的原始误差根据产生的阶段不同，可归纳如图5-1所示

|工艺系统的几何误差l加工原理误差l机床的误差p主轴回转误差v主轴回转误差的概念v影响主轴回转精度的主要因素p机床导轨误差p机床传动链误差l刀具的几何误差l夹具的几何误差l定位误差

l加工原理误差p定义：采用了近似的成形运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差p理论上为了获得设计规定的零件加工表面，要求切削刃完全符合理论曲线形状，刀具和工件之间必须保持准确的运动关系。但在实际生产中为了简化机床或刀具的设计和制造，降低生产成本，提高生产率，允许在保证零件加工精度的前提下采用近似加工原理

l主轴回转误差的概念v定义：主轴回转时，主轴各瞬间的实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移v基本形式：角度摆动径向跳动：实际回转轴线始终平行于理想回转轴线，在一个平面内作等幅的跳动轴向跳动：

l影响主轴回转精度的主要因素p影响主轴回转精度的主要因素有：轴承本身的误差、轴承的间隙、主轴各段轴径同轴度误差、轴承之间的同轴度误差及主轴系统的刚度和热变形等p滑动轴承p滚动轴承

p滑动轴承l车床（图5-3a）——轴径不圆引起车床主轴向跳动（注意其频率特性）l镗床（图5-3b）——轴承孔不圆引起镗床主轴径向跳动图5-3a图5-3b

p滚动轴承l与轴承本身的精度有关，很大程度上又与配合件的精度有关。如主轴轴颈与支撑座孔各自的圆度误差、波度和同轴度，止推面或轴肩与回转轴线的垂直度、滚道的圆度、波度，滚动体的圆度误差和尺寸误差等，如图5-4所示图5-4滚动轴承的几何误差

p机床导轨误差l导轨是机床上确定各主要部件相对位置关系及运动的基准l导轨的误差将直接影响加工精度l车床及磨床导轨精度要求有三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）（1）导轨在水平面内的直线度误差:图5-5所示（2）导轨在垂直面内的直线度误差:图5-6所示（3）前后导轨的平行度误差（扭曲）:图5-7所示

图5-5卧式车床导轨直线度误差

图5-6卧式车床导轨垂直面内直线度误差对工件加工精度的影响图5-7卧式车床导轨扭曲对工件加工精度的影响

p机床传动链误差l定义：指机床内联系传动链始末两端传动元件间相对运动的误差l在螺纹加工、展成法加工中，由于要求机床传动链保证刀具与工件之间具有准确的速比关系，故机床传动链误差对加工精度影响很大

l刀具的几何误差v采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀、镗刀块、圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度v采用成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具的形状精度将直接影响工件的形状精度v采用展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀等）加工时，刀具切削刃的几何形状误差会影响工件的加工精度v对一般刀具（如车刀、镗刀、铣刀等），其制造精度对工件加工精度没有直接影响，但这一类刀具耐用度低，易磨损

l夹具的几何误差v夹具的作用：p保证加工时工件在刀具和机床之间具有正确的位置，故夹具的几何误差对工件的尺寸精度和位置精度影响很大v夹具几何误差的内容：u夹具的制造误差主要是指组成夹具的定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差、安装误差及使用中的磨损