机械制造工艺学第4章机械加工表面质量

机械加工精度与加工表面质量机械加工精度和加工表面质量是衡量机械加工工艺质量的两个重要指标。

机械加工精度是指加工件在尺寸、形状、位置和几何特征等方面的精确度，而加工表面质量则是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。

这两个指标在现代制造业中具有重要的意义，直接关系到产品的质量和性能。

1. 机械加工精度机械加工精度通常表示加工件与其设计尺寸之间的误差。

机械加工精度的高低直接影响着加工件的装配性能和使用寿命。

常见的机械加工精度包括以下几个方面：1.1 尺寸精度尺寸精度是指加工件的几何尺寸与其设计尺寸之间的偏差。

尺寸精度可以通过测量加工件的长度、直径、角度等几何参数来评估。

通常，尺寸精度可以分为直线度、平行度、圆度、圆柱度、角度度等几个方面。

1.2 形状精度形状精度是指加工件的形状与设计形状之间的误差。

形状精度通常包括圆度、平面度、圆锥度、曲率半径等方面。

1.3 位置精度位置精度是指加工件上各个特征点的位置与设计位置之间的误差。

位置精度可以通过测量加工件上的特征点坐标来评估。

常见的位置精度指标有平行度、垂直度、位置误差等。

2. 加工表面质量加工表面质量是指加工件表面的光洁度、粗糙度以及表面缺陷等特征。

加工表面质量直接影响着摩擦、磨损、润滑等性能，同时也会影响产品的外观质量。

常见的加工表面质量指标包括以下几个方面：2.1 光洁度光洁度是指加工件表面的光亮程度。

光洁度往往是使用表面粗糙度指标来评估的，一般可通过光学显微镜、表面形貌仪等设备进行测量。

2.2 粗糙度粗糙度是指加工件表面的不规则程度。

表面粗糙度通常用Ra值表示，Ra值越小代表表面越光滑。

可以通过表面粗糙度仪进行测量，也可以使用触摸法、光学法等方法。

2.3 表面缺陷表面缺陷是指加工件表面的瑕疵、裂纹、划痕等缺陷。

表面缺陷会降低产品的整体质量和可靠性，因此正常加工过程中要尽量避免表面缺陷的产生。

3. 如何提高机械加工精度和加工表面质量为了提高机械加工精度和加工表面质量，可以从以下几个方面入手：3.1 选择合适的机床和刀具机床和刀具是机械加工的基础设备，选择合适的机床和刀具对于提高加工精度和表面质量非常重要。

第4章 练习题1. 单项选择1-1 表面粗糙度的波长与波高比值一般（ ）。

① 小于50 ② 等于50～200 ③ 等于200～1000 ④ 大于10001-2 表面层加工硬化程度是指（ ）。

① 表面层的硬度 ② 表面层的硬度与基体硬度之比 ③ 表面层的硬度与基体硬度之差④ 表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比1-3 原始误差是指产生加工误差的“源误差”，即（ ）。

① 机床误差 ② 夹具误差 ③ 刀具误差 ④ 工艺系统误差1-4 误差的敏感方向是（ ）。

① 主运动方向 ② 进给运动方向 ③ 过刀尖的加工表面的法向 ④ 过刀尖的加工表面的切向1-5 试切n 个工件，由于判断不准而引起的刀具调整误差为（ ）。

① 3σ ② 6σ ③ nσ3 ④nσ61-6 精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的（ ）。

① 1/10～1/5 ② 1/5～1/3 ③ 1/3～1/2 ④ 1/2～11-7 镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是（ ）。

① 轴承孔的圆度误差 ② 主轴轴径的圆度误差 ③ 轴径与轴承孔的间隙 ④ 切削力的大小1-8 在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可能原因是（）。

①车床主轴径向跳动② 卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③ 刀尖与主轴轴线不等高④ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行1-9 在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（）。

①提高主轴回转精度② 降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度③ 提高装夹稳定性④ 保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴1-10 为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（）传动。

②升速② 降速③ 等速④ 变速1-11 通常机床传动链的（）元件误差对加工误差影响最大。

① 首端②末端③ 中间④ 两端1-12 工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（）。

① 之和②倒数之和③ 之和的倒数④ 倒数之和的倒数1-13 机床部件的实际刚度（）按实体所估算的刚度。

《机械制造技术》课程教案扬州大学机械工程学院机械制迭教科部二00三年六月第四章机械加工质量分析与控制一、内容概述木章将机械制造质量分成加工精度和表面质星两个方而来研究。

随着科学技术的发展和市场竞争的加剧，对零件机械加工质量的要求也越来越高，因此，对机械加工质量的深入研究与解决，不仅已成为机械制造工艺师的首要任务，而且是机械制造工艺学的核心内容, 机械加工质量分析与控制就成为木课程内容屮十分重要的一章。

二、本章重点1.在加工误差的单因素分析屮，着重掌握机床误差、工艺系统受力变形、热变形及工件残余应力等原始谋茅对加工谋差的影响；2.在加工误差的统计分析屮，着重掌握分布图在误羌分析屮的应用。

三、课时分配木章课时：讲课：16学时，实验：4学时第一节概述（1学时）加工误差的来源，原始误善和加工误差的关系。

第二节影响加工精度的因素（8学时）一、原理误差二、机床的几何误差三、：T艺系统具它几何误差四、工艺系统受力变形引起的加工误差工艺系统刚度、部件刚度及其特点、切削力作用点位置变化对加I：误差的影响、误差复映五、工艺系统热变形引起的加工误差六、工件内应力引起的变形笫三节加T谋羌的统计分析（3学时）第四节机械加工表面质量（4学时）笫四节机械加丁屮的振动（4学时）四、授课方式多媒体教学五、实验%1三向刚度测定法%1加工误差统计分析六、习题与思考题4-1试分析在卧式车床上加工时，产生下述误差的原因：1）在卧式车床上弾孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。

2）在卧式车床（用三爪自定心卡盘）上镣孔时，引起内孔与外圆同轴度误差、端面与外圆的垂真度误差的原因。

4-2在卧式车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图4・la、b、c所示的误差是什么原因，分别采用什么办法来减少或消除？b)c)图4— 14-3设已知一工艺系统的误差复映系数为0・25,工件在木工序前有圆度误差0.45mm, 若木工序形状精度规定允差0. Olmm,试问至少要走刀几次方能使形状精度合格？4-4在车床上加T丝杠，T件总长为2650mm,螺纹部分的长度L=200mm, T件材料和母丝杠材料都是45钢，加丁时室温为20°C,加T.JU.T件温度升至45°C,母丝杠温升至30°C。

机械加工表面质量一、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”。

）1．零件的表面粗糙度值越低，疲劳强度越高。

( √) 2．表面的微观几何性质主要是指表面粗糙度。

( √) 3．切削加工时，进给量和切削速度对表面粗糙度的影响不大。

( ×) 4．零件的表面粗糙度值越低越耐磨。

( ×) 5．滚压加工是利用淬过火的滚压工具对工件表面施加压力，使其硬度增加，并使表面产生冷硬层和残余压应力，从而提高零件的抗腐蚀能力和疲劳强度。

( √) 6．滚压加工的目的主要是为了使工件表面上的凸峰填充到相邻的凹谷中，从而减小加工表面的粗糙度。

( ×) 7．表面冷作硬化程度越高，零件的耐磨性越高。

( ×)二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的标号填在题干的括号内。

）1．磨削加工中，大部分切削热传给了（ B ）。

A．机床B．工件C．砂轮D．切屑2．磨削表层裂纹是由于表面层的结果。

（ A ）A．残余应力作用B．氧化C．材料成分不匀D．产生回火3．加工过程中若表面层以冷塑性变形为主，则表面层产生( C )应力；若以热塑性变形为主，则表面层产生( A )应力；。

A．拉应力B．不定C．压应力D．金相组织变化4．机械加工时，工件表面产生波纹的原因有（ B ）。

A．塑性变形B．切削过程中的振动C．残余应力D．工件表面有裂纹5．在切削加工时，下列哪个因素对表面粗糙度没有影响？（ D ）A．刀具几何形状B．切削用量C．工件材料D．检测方法6．当零件表面层有残余压应力时，（ B ）表面层对腐蚀作用。

A．降低了B．增加了C．不影响D．有时会影响7．磨削表层裂纹是由于表面层（ A ）的结果。

A．.残余应力作用B．氧化C．材料成分不匀D．产生回火8．磨削光轴时、若切削条件相同，哪种工件材料磨削后表面粗糙度小( B )?A．20钢；B．45钢；C．铸铁；D．铜。

第一章金属切削基础一. 单项选择1. 进给运动通常是机床中（）。

a) 切削运动中速度最高的运动,b) 切削运动中消耗功率最多的,c) 不断地把切削层投入切削的运动,d) 使工件或刀具进入正确加工位置的运动。

2. 在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（）。

a) 砂轮的直线运动，b) 工件的回转运动，c) 砂轮的回转运动，d) 工件的直线运动。

3. 在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动（）。

a) 均由工件来完成,b) 均由刀具来完成,c) 分别由工件和刀具来完成,d) 分别由刀具和工件来完成。

4. 背吃刀量a p 是指主刀刃与工件切削表面接触长度（）。

a) 在切削平面的法线方向上测量的值；b) 正交平面的法线方向上测量的值；c) 在基面上的投影值；d) 在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。

5. 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（）。

a) 切削深度，b) 切削长度，c) 切削厚度，d) 切削宽度。

6. 在背吃刀量a p 和进给量f 一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）。

a) 刀具前角；b) 刀具后角；c) 刀具主偏角；d) 刀具副偏角。

7. 通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面称为（）。

a) 切削平面，b) 进给平面，c) 基面，d) 主剖面。

8. 在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（）。

a) 前角,b) 后角,c) 主偏角,d) 刃倾角.9. 刃倾角是主切削刃与（）之间的夹角。

a) 切削平面,c) 主运动方向,d) 进给方向10. 车削加工时，车刀的工作前角（）车刀标注前角。

a) 大于,b) 等于,c) 小于,d) 有时大于、有时小于11. 用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为（）。

a) YT30,b) YT5,c) YG3,d) YG8 .二. 多项选择1. 主运动和进给运动可以（）来完成。

a) 单独由工件,b)单独由刀具,c) 分别由工件和刀具,d) 分别由刀具和工件2. 实现切削加工的基本运动是（）。