4-6 加工精度与加工表面质量《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）机电与机械类 知识点讲解

河南省（对口招生）装备制造类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 4-6 加工精度与加工表面质量 【课程要求】 1. 能说出加工精度的概念及其三个方面（尺寸精度、形状精度、位置精度） 2. 能列举获得规定尺寸精度的两种方法，并说明自动获得尺寸精度的三种具体方式 3. 能说出加工表面质量的概念及其两大方面 4. 能复述表面粗糙度的定义、形成原因及衡量意义 5. 能列举表面层材料物理力学性能变化的三种表现 6. 能够区分尺寸精度、形状精度、位置精度 7. 能够根据生产类型（单件/批量）选择合适的尺寸精度获得方法 8. 能够识别表面粗糙度的主要形成原因 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 加工精度 1. 加工精度的概念： ￮加工精度是指工件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。工件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。 2. 获得规定尺寸精度的方法。 ￮切削加工中，工件获得规定尺寸精度的方法主要有两种： ￮试切法 试切法是通过试切→测量→调整→再试切的反复过程而最终获得规定尺寸精度的方法，这种方法只适用于单件生产。 ￮自动获得尺寸精度的方法 1） 用定尺寸刀具加工：工件的尺寸精度由刀具本身尺寸精度保证。例如，使用钻头、铣刀、拉刀进行孔加工，用丝锥、板牙加工内、外螺纹。 2） 调整法：预先按规定的尺寸调整好机床、夹具、刀具及工件的相对位置和运动，并要求在一批工件的加工过程中，保持这种相对位置不变，或定期作补充调整，以保证在加工时自动获得规定的尺寸精度。 3） 自动控制法：使用由测量装置、进给装置和控制系统组成的自动加工循环系统。在工件达到规定的尺寸精度要求时，机床的自动测量装置发出指令使机床自动返回并停止工作。加工过程中如果刀具磨损（在磨损的允许范围内），自动测量装置则发出补偿指令，使进给装置进行微量补偿进给。整个工作循环自动进行，加工后的工件尺寸稳定，生产效率高。 总结：随着数控机床的迅速发展和应用普及，获得工件尺寸精度的方法越来越方便，使精度要求较高、形状复杂工件的单件、小批量生产易于实现自动化。 知识点2 加工表面质量 1. 加工表面质量的概念 ￮加工表面质量包括工件表面微观几何形状和工件表面层材料的物理、力学性能两个方面。 工件的加工表面质量对工件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度、配合性质等使用性能有着很大的影响，特别是对在高速、重载、变载、高温等条件下工作的工件的影响尤为显著。 2. 表面粗糙度 ￮表面粗糙度是加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。一般由所采用的加工方法和（或）其他因素形成，其数值<1 mm。它主要是由加工过程中刀具和工件表面的摩擦、刀痕、切屑分离时工件表面金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等原因形成的。 ￮表面粗糙度是衡量加工表面微观几何形状精度的主要标志。表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度越高。 3. 表面层材料的物理、力学性能 ￮切削加工时，工件表面层材料在刀具的挤压、摩擦及切削区温度变化的影响下，发生材质变化，致使表面层材料的物理、力学性能与基体材料的物理、力学性能不一致，从而影响加工表面质量。这些材质的变化主要有以下几方面： （1） 表面层材料因塑性变形引起的冷作硬化。 （2） 表面层材料因切削热的影响引起的金相组织的变化。 （3） 表面层材料因切削时的塑性变形、热塑性变形、金相组织变化引起的残余应力。 【练习题】 一、单项选择题 1. 加工精度中，表示零件实际尺寸与理想尺寸符合程度的是（ ） A. 尺寸精度 B. 形状精度 C. 位置精度 D. 表面精度 2. 下列哪种加工方法属于用定尺寸刀具获得尺寸精度？（ ） A. 车外圆 B. 刨平面 C. 用铰刀铰孔 D. 磨外圆 3. 试切法的特点是（ ） A. 生产效率高 B. 适用于大批量生产 C. 需要反复试切、测量、调整 D. 不需要调整 4. 表面粗糙度对零件的使用性能影响不包括（ ） A. 耐磨性 B. 耐腐蚀性 C. 导电性 D. 疲劳强度 5. 下列因素中，不属于表面粗糙度形成原因的是（ ） A. 刀具与工件表面的摩擦 B. 切屑分离时表面金属的塑性变形 C. 工艺系统的高频振动 D. 切削液的种类 6. 调整法获得尺寸精度时，对一批工件加工过程中机床、夹具、刀具和工件的相对位置应（ ） A. 每件都要调整 B. 保持不变或定期补充调整 C. 随机变化 D. 根据工件大小随时调整 7. 表面层材料因塑性变形引起的物理力学性能变化称为（ ） A. 金相组织变化 B. 冷作硬化 C. 热塑性变形 D. 残余应力 8. 对于高速钢刀具粗加工非合金钢时，一般选用哪种切削液？（ ） A. 切削油 B. 极压切削油 C. 3%～5%乳化液 D. 煤油 9. 关于加工精度与加工表面质量的关系，下列说法正确的是（ ） A. 加工精度高，表面质量一定好 B. 表面质量好，加工精度一定高 C. 两者是工件的两个不同质量指标，既有联系又有区别 D. 两者完全无关 10. 下列哪一种方法属于自动控制法获得尺寸精度？（ ） A. 用丝锥攻螺纹 B. 用试切法车外圆 C. 数控机床上的在线测量与补偿加工 D. 用样板划线后加工 二、判断题 1. 形状精度是指零件表面实际形状与理想形状的符合程度。（ ） 2. 试切法适用于单件小批量生产，也适用于大批量生产。（ ） 3. 表面粗糙度值越大，加工表面的微观几何形状精度越高。（ ） 4. 用拉刀加工孔时，孔的尺寸精度由拉刀本身的尺寸精度保证。（ ） 5. 切削加工中，表面层材料的金相组织变化是由切削热引起的。（ ） 6. 调整法在一批工件加工过程中需要每件都重新调整机床和刀具位置。（ ） 7. 表面层材料的残余应力会影响零件的疲劳强度。（ ） 8. 工艺系统中的高频振动是表面粗糙度的形成原因之一。（ ） 三、名词解释 1. 形状精度 2. 位置精度 3. 金相组织变化 4. 残余应力 四、简答题 什么是加工表面质量？它包括哪两个方面？加工表面质量对零件的使用性能有哪些主要影响？ 【答案】 一、单项选择题 1.A 2.C 3.C 4.C 5.D 6.B 7.B 8.C 9.C 10.C 二、判断题 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.√ 三、名词解释 1.形状精度是指工件加工后的实际形状与理想形状的符合程度。 2.位置精度是指工件加工后各几何要素之间的实际位置与理想位置的符合程度。 3.金相组织变化是表面层材料因切削热的影响引起的内部晶体结构改变。 4.残余应力是表面层材料因切削时的塑性变形、热塑性变形、金相组织变化而引起并残留在材料内部的内应力。 四、简答题 加工表面质量是指工件加工后的表面状态，包括工件表面微观几何形状和工件表面层材料的物理力学性能两个方面。加工表面质量对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度、配合性质等使用性能有着很大的影响，特别是对在高速、重载、变载、高温等条件下工作的零件影响尤为显著。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $