機械制造質(zhì)量分析與控制(文件)

　

【正文】 剛度計算： 工件夾具刀具機床系 kkkkk11111 ???? 機械加工精度 －工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 工藝系統(tǒng)剛度的計算 工件、刀具的剛度可按材料力學進行計算；夾具一般總是固定在機床上使用，可視為機床的一部分； 機床有許多零部件組成，其剛度迄今尚無合適的計算方法，目前主要通過實驗方法來測量機床部件剛度。 ?毛 與 ?工 之比值，稱為 誤差復映系數(shù) ，它是誤差復映的度量。刀頭體積小 ,熱容量小，溫度高 , 局部溫度可達 1000攝氏度以上 . ? 粗加工時 , 刀具熱變形量可達 ～ , 對加工精度影響一般可以不考慮 . ? 間斷切削時 , 刀具有短暫的冷卻時間 , 熱變形量還要小一些 . ? 但在車削長軸時 , 刀具的熱伸長 , 會使工件產(chǎn)生錐度誤差 . 機械加工精度 －工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑 ? 減少發(fā)熱和隔熱 ? 改善散熱條件 ? 均衡溫度場 ? 改進機床結(jié)構(gòu) ? 控制環(huán)境溫度 機械加工精度 －工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 隔熱罩 均衡前后壁溫度 機械加工精度 －內(nèi)應力重新分布引起的誤差 內(nèi)應力（或殘余應力）概念 是在外部載荷去除以后，仍殘存在工件內(nèi)部的應力。因此，必須采取措施消除內(nèi)應力對零件加工精度的影響 機械加工精度 －內(nèi)應力的產(chǎn)生 毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應力 鑄件因殘余應力引起的變形 機械加工精度 －內(nèi)應力的產(chǎn)生 冷校直帶來的內(nèi)應力 機械加工精度 －內(nèi)應力的產(chǎn)生 切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力 工件在進行切削加工時 ， 在切削力和摩擦力的作用下 ，使表層金屬產(chǎn)生塑性變形引起體積改變 ， 從而產(chǎn)生殘余應力 。 在大多數(shù)情況下 ， 切削熱的作用大于切削力的作用 。因此 ， 在很多情況下單靠單因素分析方法來分析加工誤差是不夠的 。 工件尺寸在某區(qū)間（范圍）內(nèi)的頻率 : 生產(chǎn)上感興趣的往往是工件為某一尺寸的概率是多大，而是加工工件尺寸落在某一區(qū)間（ x1≤x≤x2 ）的概率是多大。 3σ 之內(nèi)，只有 %在 x= 177。 6σ 的大小代表了某種加工方法在一定條件下能達到的加工精度。圖紙要求為 已知軸徑尺寸誤差按正態(tài)分布， mm， 問這批加工工件的合格品率是多少？不合格品率是多少？廢品率是多少？ mm， 加工誤差的統(tǒng)計分析 －分布圖分析 步驟 : (1)取樣本－測量－計算分布范圍 (2)分組－定組距－計算組中值 (3)計算頻率分布表 (4)畫直方圖 (5)分析結(jié)果 加工誤差的統(tǒng)計分析 －應用舉例 2 現(xiàn)測 100件汽車活塞孔 , 圖紙要求 實測范圍～ (1)計算得分布范圍 : R＝ xmaxxmin ==； (2)分組 , 分 6組 , 組距 h＝ ；計算組中值； (3)頻率分布表 0 0 1 5028 。 加工誤差的統(tǒng)計分析 －點圖分析法 應用分布圖分析工藝過程的前提是工藝過程必須是穩(wěn)定的，如果工藝過程不穩(wěn)定，繼續(xù)用分布圖分析討論工藝過程就失去意義。 ? 適用于穩(wěn)定的工藝過程，也適用于不穩(wěn)定的工藝過程。但是表面粗糙度值太小，接觸表面分子親和力大，且潤滑液不易儲存，磨損反而加劇。圓弧狀、凹狀表面紋理的耐磨性好。 機械加工表面質(zhì)量 －表面質(zhì)量對零件配合性質(zhì)的影響 表面粗糙度 值的大小將影響配合表面的配合質(zhì)量。工件表面粗糙度越小、缺陷越少 , 抗疲勞性越好； 表面粗糙度對耐疲勞性的影響與材料對應力集中的敏感程度和強度極限有關(guān)，鋼材的強度極限越高，對應力集中越敏感，鑄鐵和有色金屬對應力集中的敏感性較弱。零件在應力狀態(tài)下工作時，會產(chǎn)生應力腐蝕，若有裂紋，則更增加了應力腐蝕的敏感性。 工件材料韌性愈好．金屑的塑性變形愈大，加工表而就愈租糙。 進給量： 較小進給量 f，可降低表面粗糙度 背吃刀量： 過小的背吃刀量將使刀具被加上表面上擠壓和打滑。 刀具后刀面磨損增大，后刀面與被加工表面的摩擦加劇，塑性變形增大，導致冷硬增強。 切削加工 時，切削熱大部分被切屑帶走，因此影響較小，多數(shù)情況下，表層金屬的金相組織沒有質(zhì)的變化。 淬火燒傷： 如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，在切削液急冷作用下，使表層金屬發(fā)生二次淬火，硬度高于原來的回火馬氏體，里層金屬則由于冷卻速度慢，出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織 退火燒傷： 若工件表層溫度超過相變溫度，而磨削區(qū)又沒有冷卻液進入，表層金屬產(chǎn)生退火組織，硬度急劇下降 機械加工表面質(zhì)量 －影響表面層金相組織的因素 控制磨削燒傷有兩個途徑： 盡可能減少磨削熱的產(chǎn)生； 改善冷卻條件，盡量減少傳人工件的熱量。 ? 振動過程產(chǎn)生的噪聲，造成環(huán)境污染，危害操作者的身心健康 機械加工過程中的振動 －振動的分類 (1) 自由振動 : 受一個初始干擾后 , 工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的振動 (2) 強迫振動 : 受一個外激振力作用而產(chǎn)生的振動 (3) 自激振動 : 能量來源于自身產(chǎn)生的一種振動 ? 按振動性質(zhì)不同來分 ? 按自由度來分 (1) 單自由度系統(tǒng)振動 (2) 多自由度系統(tǒng)振動 機械加工過程中的振動 －強迫振動 強迫振動的概念 機械加工過程中的強迫振動是指在外界周期性干擾力的持續(xù)作用下，振動系統(tǒng)受迫產(chǎn)生的振動。 自激振動具有以下特征： ? 機械加工中的自激振動是指在沒有周期性外力干擾下產(chǎn)生的振動運動 ? 自激振動是切削力的周期性變化反過來加強和維持這種振動的持續(xù) ? 維持自激振動的能量來自機床電動機 ? 自激振動的頻率接近于系統(tǒng)某一薄弱振型的固有頻率 ? 自激振動不因阻尼的存在而衰減 機械加工過程中的振動 －控制振動的途徑 ? 減小或消除振源的激振力 ? 提高工藝系統(tǒng)的剛度及阻尼 ? 隔離振源 ? 調(diào)節(jié)振源頻率 。 機械加工過程中的振動 －強迫振動 強迫振動的振源 機內(nèi)振源： （ 1）機床高速旋轉(zhuǎn)件的離心慣性力； （ 2）機床傳動機構(gòu)缺陷； （ 3）切削運動的間歇性； （ 4）往復運動部件的慣性力； 機外震源： 機床外部的震源，通過地基傳給機床。 ? 刀具相對于工件振動，使切削截面、切削角度等將隨之發(fā)生周期性變化，工藝系統(tǒng)將承受動態(tài)載荷的作用，刀具易于磨損（有時甚至崩刃），機床的連接特性會受到破壞，嚴重時甚至使切削加工無法進行。 機械加工表面質(zhì)量 －影響表面層金相組織的因素 磨削燒傷： 當被磨工件表面層溫度達到相變溫度以上時，表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬強度、硬度降低，并仆隨有殘余應力產(chǎn) 生 ，甚至出現(xiàn)微觀裂紋，稱為磨削燒傷。有色金屬的再結(jié)晶溫度低，容易弱化，因此，切削有色合金工件時的冷硬傾向程度要比切削鋼件時小。 機械加工表