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第四章 机械加工质量分析与控制 机械加工质量分析与控制 机器（或机械产品）质量 是由零件的加工质量和机器的装配质量两方面保证的。 零件的加工质量 是由零件的机械加工精度和加工表面质量决定的。 它们之间的关系如下： 机械加工质量分析与控制 第一节 机械加工精度概述 第一节 机械加工精度概述 一、机械加工精度的基本概念 机械加工精度 是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数相符合的程度。 符合的程度越高，则加工精度越高。 其中上述理想几何参数是指图纸规定的理想零件的几何参数，即形状误差为零，位置误差为零，尺寸为零件尺寸公差带中心（平均值）。 机械加工精度概述 加工误差 是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏差。 通常用加工误差的数值表示加工精度高低。 加工误差越小，加工精度越高；反之，加工精度越低。 保证和提高加工精度的问题，实际上就是控制和减少加工误差的问题。 零件的加工精度包含三方面的内容 尺寸精度 形状精度 位置精度等 机械加工精度概述 尺寸精度： 机械加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的接近程度。 形状精度： 机械加工后零件几何图形的实际形状与理想形状的接近程度。 位置精度： 机械加工后零件几何图形的实际位置与理想位置的接近程度。 机械加工精度概述 公差： 加工过程中有很多因素影响加工精度。实际加工不可能把零件做得与理想零件完全一致，总会产生大小不同的偏差。 从保证产品的使用性能分析，也没有必要把每个零件都加工得绝对精确,而只要求它在某一规定的范围内变动，这个允许变动的范围，就是公差。 制造者的任务就是要使加工误差小于图样上规定的公差。 机械加工精度概述 尺寸、形状和位置精度间的关系 独立原则是处理形位公差和尺寸公差关系的基本原则，即 尺寸精度和形位精度按照使用要求分别满足； 在一般情况下，尺寸精度高，其形状和位置精度也高； 通常，零件的形状误差约占相应尺寸公差的30％～50％； 位置误差约为尺寸公差的65％～85％。 尺寸公差＞位置误差＞形状误差 机械加工精度概述 研究加工精度的目的和方法 二、研究加工精度的目的和方法 研究加工精度的目的 找出影响零件机械加工精度的因素，即工艺系统的原始始差； 弄清各种原始误差对加工精度的影响规律，从而掌握控制加工误差的方法； 寻找提高零件机械加工精度的途径。 研究加工精度的目的和方法 研究加工精度的方法 分析计算法(因素分析法) 是在掌握各种原始误差对加工精度影响规律的基础上，分析工件加工中所出现的误差可能是哪一种或哪几种主要原始误差所引起的，并找出原始误差与加工误差之间的影响关系，通过估算来确定工件加工误差的大小，再通过试验测试来加以验证。 统计分析法 是对具体加工条件下得到的几何参数进行实际测量，然后运用数理统计学方法对这些测试数据进行分析处理，找出工件加工误差的规律和性质，进而控制加工质量。 研究加工精度的目的和方法 上述两种方法在生产实际中往往结合起来应用 一般先用统计分析法找出误差的出现规律，判断产生加工误差的可能原因， 然后运用分析计算法进行分析、试验，以便迅速有效地找出影响加工精度的关键因素。 获得尺寸精度的方法 三、获得加工精度的方法 1. 获得尺寸精度的方法 （1）试切法 通过试切——测量——调整——再试切，反复进行直到被加工尺寸达到要求为止的加工方法称为试切法。 加工精度主要取决于工人的技术水平和计量器具的精度。 试切法的生产效率低，它不需要复杂的装置。 常用于单件小批量生产，特别是新产品试制中。 试切法 获得尺寸精度的方法 （2）调整法 按工件预先规定的尺寸调整好机床、刀具、夹具和工件之间的的相对位置，并在一批工件的加工过程中保持这个位置不变，以保证获得一定尺寸精度的方法称为调整法。 影响调整法精度的主要因素有：测量精度、调整精度、重复定位精度等。 调整法有较高的生产率。 常用于成批生产和大量生产中。 调整法 获得尺寸精度的方法 （3）定尺寸刀具法 用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸精度的方法称为定尺寸刀具法。 影响尺寸精度的主要因素有刀具的尺寸精度、刀具与工件的位置精度等。 定尺寸刀具法操作简便，生产效率高，加工精度也较稳定。 应用于各种生产类型。 获得尺寸精度的方法 （4）自动控制法 用测量装置、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程中的测量、补偿调整、切削等一系列工作依靠控制系统自动完成。 基于程控和数控机床的自动控制法加工，其质量稳定，生产率高，加工柔性好。 能适应多品种生产，是目前机械制造的发展方向和计算机辅助制造（CAM）的基础。 自动控制法 获得形状精度的方法 2. 获得形状精度的方法 （1）轨迹法 利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工