机械制造工艺学第3版教学课件ppt作者王先逵gyx13-4课件.pptx

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,MMT,1,第4章机械加工精度及其控制,本章要点影响加工误差的因素工艺系统几何误差工艺系统受力变形工艺系统热变形,2,MM第T,4章机械加工精度及其控制,学习指南机械加工精度是机械制造工艺学研究的重要内容。

本章在介绍机械加工精度概念的基础上，重点讨论影响机械加工精度的误差因素及其控制方法，并对加工误差的统计方法进行说明。

学习本章内容，应学习和掌握综合运用力学、物理学、工程材料等基础科学知识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。

同时还应学习和掌握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。

在影响机械加工精度的诸多误差因素中，机床的几何误差、工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的位置，学习者应理解这些误差因素是如何影响加工误差的。

学习本章内容，应特别注意理论联系实际，特别注意综合运用所学过的知识分析和解决实际问题。

除引入大量实际案例进行分析外，有必要安排作业和练习，习题讲解和讨论。

有条件还应安排教学实验（如工艺本系章统建静议刚学度时实为验1，4学热时变。

形实验，加工误差统计分析实验等）。

MMT,3,机械制造工艺学,第4章机械加工精度及其控制AnalysisandControlofMachiningPrecision,4.1概述,MMT,4.1.1机械加工精度,尺寸精度形状精度位置精度,（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）,波纹度,表面粗糙度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）,加工精度,表面质量,表面几何形状精度,表面缺陷层,表层加工硬化表层金相组织变化,表层残余应力加工质量包含的内容,加工质量,MMT,5,4.1.1机械加工精度,加工精度：

零件加工后实际几何参数与理想几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）符合程度。

加工误差：

零件的实际几何参数与理想几何参数的偏差。

加工精度内容：

尺寸精度形状精度位置精度尺寸精度、形状精度和位置精度三者之间关系：

通常形状公差限制在位置公差内，而位置公差一般限制在尺寸公差之内。

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。

但形状精度要求高时，相应的位置精度和,6,原始误差,与工艺系统初始状态有关的原始误差（几何误差）,与工艺过程有关的原始误差（动误差）,调整误差刀具误差夹具误差,机床误差,下的误差,主传轴动回误转差误差,工件相对于刀,导轨导向误差具在运动状态,工艺系统受力下变的形误（差包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形,MMT4.1.2影响机械加工精度的原始误差及分类,原始误差引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差原，始将误工差艺分系类统的误差称为原始误差。

原始误差归纳原理误差定位误差工件相对于刀具在静止状态,MMT,4.1.2影响机械加工精度的原始误差及分类,RY,Y22R0,RXRY,MMT4.1.3误差的敏感方向,误差的敏感方向8,工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。

对为加误工差精敏度感影方响向最。

大的方向，称误差敏感方向一般为已加工表面过切削点的法线方向。

图中,RXX（41）显然,（42）,MMT,9,4.1.4研究加工精度的方法,物理方法（单因素分析法）理论方法：

运用物理学和力学原理，分析研究某一个或某几个因素对加工精度或表面质量的影响。

试验方法：

通过试验或测试，确定影响各因素与加工质量指标之间的关系。

数学方法（统计分析方法）统计分析方法：

运用数理统计原理和方法，根据被测质量指标的统计性质，对工艺过程进行分析和控制。

MMT,10,4.1.5全面质量管理（TQM）,全面质量管理概念一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。

全面质量管理基本观点质量第一一切为用户服务质量形成于生产全过程质量好坏要凭数据说话预防为主，防检结合以人为本动态管理,MMT,11,ISO19011ISO10012,核心标准,其他标准,名称质量管理体系质量管理体系质量管理体系,基础和术语要求业绩改进指南,质量和环境体系审核指南测量管理体系测量过程和测量设备的要求,质量管理质量管理,项目管理质量指南技术状态管理指南,质量管理体系文件指南质量经济性管理指南,技术规范技术报告,ISO/TS16949,质量管理培训指南统计技术应用指南质量管理原则选择和使用指南中小型组织实施指南汽车供方的质量管理体系要求,4.1.5全面质量管理（TQM）,ISO9000质量标准ISO类9别000系列代文号件结构ISO9000ISO9001ISO9004,MMT,12,4.1.5全面质量管理（TQM）,基础和术语,ISO9000：

2000质量管理体系明确8项质量管理原则提供质量管理体系基础的12个方面,阐明80个术语及使用方法、术语间关系ISO9001：

2000质量管理体系要求规定对质量管理体系要求以8项质量管理原则为基础，采用以过程为基础的模式结构ISO9004：

2000质量管理体系业绩改进指南提供超出ISO9001标准要求的指南和建议给出自我评价和持续改进过程示例,ISO19011：

2001质量和环境管理体系审核指南,ISO9001、ISO9002、ISO9003之间的关系,MMT4.1.5全面质量管理（TQM）,ISO9000质量体系认证可以对ISO9001、ISO9002和ISO9003中任意一个进行认证。

这3个认证标准在内容上是逐次包容的，,如图62所示。

MMT,质量管理体系建立与实施,组织领导层决策建立工作机制，骨干培训制定工作计划和程序,制定质量方针和质量目标总体设计，系统分析对现有质量管理体系调查评价确定体系结构，选择体系要素,建立组织结构确定质量责任和权限配备所需基本资源,编制质量管理体系文件体系文件审定、批准、发布,学习标准，统一思想组织领导层决策建立工作机制，骨干培训,总体设计,体系建立,编制文件,制定工作计划和程序,质量管理体系建立与实施工作过程14,4.1.5全面质量管理（TQM）,学习标准，统一思想组织策划,MMT,15,机械制造工艺学,第4章机械加工精度及其控制AnalysisandControlofMachiningPrecision,4.2工艺系统的几何误差对加工精度的影响,16,采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓，常常可以简化机床结构或刀具形状，或可提高生产效率，有时甚至能得到较高加工精度。

故在生产中广泛采用，前提是原理误差不超过规定精度要求（一般原理误差不超过1015工件的公差值）。

MMT4.2.1加工原理误差,加工原理误差加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。

例如在三坐标数控铣床上采用球,头刀铣削复杂形面零件。

h,式中R球头刀半径；h又允如许用的阿表基面米不德平蜗度杆。

滚刀滚切渐开线齿轮。

空间曲面数控加工,MMT,17,4.2.2调整误差,试切法（图a）测量误差试切时与正式切削时切削厚度不同造成的误差机床进给机构位移误差（爬行）调整法（图b）定程机构误差样件或样板误差测量有限试件造成的误差和试切法有关的误差,导轨扭曲引起的加工误差,18,（43）,HB,RH,MM4T.2.3机床误差,度）等。

影响,机床导轨导向误差导轨导向误差概念导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的偏差。

包括：

导轨水平面和垂直面内的直线度，前后导轨平行度（扭曲），导轨与主轴回转轴线平行度（或垂直导轨导向误差对加工精度的导轨水平面内直线度误差：

误差差敏非感敏方感向方，向影，响影显响著小。

导导轨轨垂扭直曲面：

内对直加线工度精误度差的：

影误响显著（右图）,MM4T.2.3机床误差,导轨与主轴回转轴线位置误差对加工精度的影响（车削）,c）横向导轨与主轴回转轴线不垂直成形运动间位置误差对外圆和端面车削的影响19,a）导轨与主轴回转轴线水平面内不平行,b）导轨与主轴回转轴线垂直面内不平行,20,圆度误差：

d（C1cos）2dc2,MMT4.2.3,机床误差,导,轨与主轴回转轴线位置误差对加工精度的影响（,镗孔）,21,MM4T.2.3机床误差,若存在导向误差（绕i转角），P点坐1,1,导轨导向误差理论分析方法机床坐标系：

Oi,j,k，床鞍坐标系：

1O1i1,j1,k1，工件坐标系：

2O2i2,j2,k2，P为工件上一点。

若无导向误差，床鞍在z处，P点坐标（x2,y2,z2）（x1,y1,z1）（x1,y1,z1+z）标也可写成式中Ei1为变换矩阵，同理可得到绕j转角、绕k转角的变换矩阵，最后有111,导轨导向误差分析,MMT,22,4.2.3机床误差,由于、数值很小，有：

sin，sin，sin，cos=,=0，3个旋,转坐标矩阵相乘与顺序无,cos=cos1，=关，于是可得到：

不考虑平移误差，P点由角位移引起的线性误差,综合,考虑导向误差及进给系统线性位移误差，可得到,（44）,MMT,23,4.2.3机床误差,HB,【例41】用上述公式求解车床导轨扭曲对加工误差的影响【解】车床车削外圆表面，z不产生加工误差，y产生的加工误差可忽略不计（误差非敏感方向）。

仅考虑导轨扭曲，则xt=0。

于是得到加工误差R=xr=y1z1取刀,尖为P点，有,代入式（R44）H得到又：

B于是可得到RH,导轨扭曲引起的加工误差,MMT,24,4.2.3机床误差,影响导轨导向精度的主要因素机床制造误差机床安装误差导轨磨损,25,回转线对其理想回转轴线的漂,MMT4.2.3机床误差,主轴回转误差主轴回转误差概念,移主。

轴回转误差是指主轴实际,为便于研究，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、端面圆跳动和倾角摆动三种基本型式。

主轴回转误差基本形式主轴回转轴线主轴平均回转轴线,26径向跳动对镗孔精度影响,MMT4.2.3机床误差,主轴回转误差对加工精度的影响主轴径向圆跳动对加工精度的影响（镗孔）考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。

则刀尖的坐标值为X（Re）cosYRsin式中显然R，上式刀为尖一回转椭半圆径。

；主轴转角。

加结工论表：

面主的轴圆径度向误跳差动。

影响,MMT4.2.3机床误差,主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。

则刀尖运动轨迹接近于正圆。

频思率考为：

主主轴轴转回速转两中倍心，在被X车方外向圆上形作状简如谐何直？

线运动，其,a）工件端面与轴线不垂直b）螺距周期误差主轴端面跳动对加工精度的影响,MMT4.2.3机床误差,工螺纹时，产生螺,主轴端面圆跳动对加工精度的影响被加工端面不平，与圆柱面不垂直（如主轴回转一周，端面跳动一次，加工出的端面近似螺旋面）。

加距周期性误差。

MMT,29,4.2.3机床误差,轴径不圆引起车床主轴径向跳动（工件回转类机床）,内外滚道圆度误差、滚动体形,轴承孔不圆引起镗床主轴径向,状及跳动尺（寸刀误具差回。

转类机床）,主轴倾角摆动对加工精度的影响与主轴径向跳动类似，不仅影响圆度误差，而且影响圆柱度误差。

影响主轴回转精度的主要因素滑动轴承车床轴径不圆引起车床主轴径向跳动（注意其频率特性）。

镗床轴承孔不圆引起镗床主轴径向跳动。

静压轴承对轴承孔或轴径圆度误差起均化作用。

滚动轴承,MMT,4.2.3机床误差,窜动的影响,推力轴承滚道端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差。

其前他后因轴素承孔同轴度误差轴肩、隔套端面平面度误差及与回止转推轴轴线承垂端直面误度差误对差主轴轴向,轴装承配孔质圆量度误差轴径圆度误差,传统测量方法,MMT4.2.3机床误差,主轴回转误差的测量传统测量方法存在问题包含心轴、锥孔误差在内；,非运动状态。

主轴回转误差测量法,3精密测球,5放大器