(1)系统性误差:当连续加工一批零件时,这类误差的大小和方向保持不变,或是按一定的规律变化。前者称为常值系统性误差,后者称为变值系统误差。
常值系统误差和加工的顺序(或加工时间)没有关系。变值系统性误差是随着加工顺序(或加工时间)而有规律地变化。
(2)随机性误差:在加工一批零件中,这类误差的大小和方向是不规律地变化着的。
二、加工误差的统计方法 :
正态分布的曲线中间大两头小。 工件尺寸落+3σ以外区域的频率只占99.73% ,所以一般将这之外的忽略不计,只取正态分布曲线的分散范围为±3σ 。
±3σ的大小代表了某一种加工方法在规定的条件下(毛坯余量、切削用量、正常的机床、刀具、夹具等)所能达到的加工精度。
工艺能力系数:Cp =T/6σ
按照工艺能力系数大小,将工序能力分为五级。一般情况下,工序能力等级不应低于二级。
第四节 机械加工表面质量
一、机械零件加工表面的主要内容: (1)表面层的几何形状,包括 1)表面粗糙度; 2)波度
(2)表面层的物理、力学性能变化,包括 1)表面层因塑性变形引起的冷作硬化; 2)表面层因切削热引起的金相组织变化; 3)表面层产生的残余应力。
二、表面质量对零件使用性能的影响:
(1)表面质量对耐磨性的影响
1)表面粗糙度对耐磨性影响(适度原则)——一般来说,Ra越小,耐磨性越好,但太小,磨损反而会增加;
2)表面冷作硬化对耐磨性影响(适度原则)——一般可使耐磨性提高,过分冷作硬化,会使耐磨性下降。
(2)表面质量对疲劳强度的影响
1)表面粗糙度——Ra越大,抗疲劳强度越差;
2)残余应力、冷作硬化——
①残余拉应力使疲劳裂纹扩大,加速疲劳破损。 ②残余压应力阻止疲劳裂纹扩大,延缓疲劳破损。 ③表面冷作硬化常伴有残余压应力,对提高疲劳强度有利。 (3)表面质量对耐腐蚀性的影响
1)取决于Ra,Ra越大→凹谷聚集腐蚀物越多→抗腐蚀性越差。 2)残余拉应力降低耐腐蚀性,压应力提高耐腐蚀性。 (4)表面质量对配合质量的影响
1)间隙配合,若Ra大→磨损大→间隙大。 2)过盈配合→实际过盈量减小→降低连接强度。
三、影响磨削表面粗糙度的主要因素:
(1)砂轮的粒度;(粒度越细,磨削粗糙度越小)
(2)砂轮的修整;(修整导程和背吃刀量越小,磨削刃等高性越好,加工工件表面Ra越小) (3)砂轮的速度;(速度增大,Ra值降低) (4)磨削背吃刀量与工件速度;
(5)材料的硬度、冷却润滑液的选择与净化、轴向进给速度等。
四、加工表面的冷作硬化
切削(磨削)过程中表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移,晶格严重扭曲,并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化,引起材料的强化,这时它的强度和硬度都提高了,这就是冷作硬化现象。
1.影响冷作硬化的主要因素:
(1)刀具的影响——r0↓,钝圆半径↑,后刀面磨损↑,则冷硬↑。 (2)切削用量的影响——v↑,冷硬↓;f↑,冷硬↑。 (3)被加工材料的影响——若硬度↓,塑性↑,则冷硬↑。 2.表面金相组织的变化:
磨削烧伤:被磨工件表面层温度达到相变温度以上,表层金属发生金相组织变化,使表层金属强度硬度降低,并伴有残余应力产生,甚至出现裂纹,这种现象称为磨削烧伤。 磨削烧伤分为—— 1)回火烧伤; 2)淬火烧伤; 3)退火烧伤。 3.表面层的残余应力:
表面层的残余应力的产生可归纳为一下三方面
(1)冷塑性变形——切削时,加工表面金属层内有塑性变形产生,切削后使得表面金属层产生残余压应力,里层产生拉应力。
(2)热塑性变形——切削时,切削区会有大量切削热产生,使得切削后,金属表面层产生残余拉应力,里层产生压应力。
(3)金相组织变化——切削时高温引起表面层相变,造成体积变化,体积↑,产生压应力,体积↓,产生拉应力。
5.2 本章重难点总结
本章几乎都是重点,每一个这一章课件中提到的知识点必须搞懂,概念题较多,而且可以在初试考卷第四第五大题名词解释和分析问答中出现。计算题在加工误差统计分析和定位误差分析这两部分出,难点在定位误差分析。前几年的考题来看这部分没出过,但不是说就不会出,所以在后边将会重点讲解。
5.2.1 本章重难点例题讲解
【例题1】在磨床上加工销轴,要求外径d=mm,抽查检验发现,尺寸分布中心
为11.974mm,σ=0.005mm,其尺寸分布符合正态分布,试分析该工序的工艺能力。
解析:该工序尺寸分布如图所示
由于===0.9<1
工艺能力系数小于1,说明该工序工艺能力不足,因此产生次品是不可避免的。 如果重新调整机床,使分散中心与公差带中心重合,可减少次品率
第六章 工艺规程设计
6.1本章知识点串讲
第一节 概述
一、生产过程与工艺过程
在生产过程中,凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程。
机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和。 工艺规程:人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式,用以指导生产,这些工艺文件即称为工艺规程。
二、机械加工工艺过程的组成
工序:一个工序是指一个(或一组)工人,在一台机床上(或一个工作地点),对同一工件(或同时对几个工件)所连续完成的那一部分工艺过程。
工步:在加工表面不变,加工刀具不变,切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。
工作行程:也叫走刀,是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。 工位:工件在机床上所占据的每一个加工位置上所完成的那一部分工序。 三、生产类型与加工工艺规程特点 单件生产、批量生产、大批量生产
生产类型不同,工艺规程制定的要求也不同
对于单件小批量生产,只要制定一个简单的工艺路线就行了;对于大批量生产,应该制定一个详细的工艺规程,对每个工序、工步和工作行程,都要进行设计,详细地给出各种工艺参数。