机械加工工艺-解放公司

一汽技术中心R&DCENTER培训机械加工工艺2008.10一汽技术中心R&DCENTER培训一、生产质量控制基础知识一汽技术中心R&DCENTER培训批量生产后现场的质量检控和持续改善手段是什么？一汽技术中心R&DCENTER培训ISO9000的质量观点从根本上，质量应当是由消费者来定义-一件高质量的产品是指消费者认为具有高质量的产品；数据是质量管理中最重要的信息，是质量管理的基础，包括以下几个方面：总体：提供数据的原始集团，或研究对象的全体；样本：从总体中抽取的一部分个体所构成的集合；样品：组成样本的每一个个体；样本容量：样本中所含样品的数量；一汽技术中心R&DCENTER培训质量控制工具----控制图控制图是一些带有统计结果确定的控制上限和下限（UCL和LCL）的趋势图；通过测绘样本数据，可以记录这些样本点的波动情况，如果这些样本点落在控制上下限以外，则表明过程“失控”；过程上下限以外的样本点通常是由于一些特殊的原因或者是例外造成的。只有当这些特殊的原因被消除后，该过程才能被认为是“受控”。受控标准：控制点不超过控制界限；控制图上点的排列分布无缺陷；一汽技术中心R&DCENTER培训如表列：有10个子组（按要求应当是25组或更多），每个子组记录5个零件测量数据（要求至少3~5个），每一组分别有平均数[]和级差[R].同时可以算出平均级差[]和过程平均[]Cpk是通过CPU和CPL计算出能力指数Cpk，其取两者中小的数值，Cpk值一般要大于1.33，大于1.67时可以认为生产过程非常稳定。XRX2/dRσ3)X(USLCPUˆ2/dRσ3LSL)-X(CPLˆ一汽技术中心R&DCENTER培训在统计数据的基础上，计算控制上下限，包括均值的上下限和极差的上下控制限：根据子组中样本数量不同，常量的选择按照表规定进行：R-XLCLRXUCLRDLCLRDUCLXX3R4R22AAn2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*****0.080.140.180.22d21.131.692.062.332.532.72.852.973.08A21.881.020.730.580.480.420.370.340.31Figure6:ControlChartforAverages29303132333435363738123456789101112131415Sub-GroupChartoftheAveragesLowerControlLimit(LCL)UpperControlLimit(UCL)XX012345678910111213123456789101112131415Sub-GroupChartofRangesRRUCLFigure7:ControlChartforRanges一汽技术中心R&DCENTER培训CenterlineUCLAboveUpperControlLimitBelowLowerControlLimitLCL数据点在要求的控制范围之外Centerline7ConsecutivePointsBelow/AbovetheCenterlineLCLUCL数据在控制极限之内，但连续有7个点在中线之下或中线之上CenterlineUCLLCL6ConsecutivePointsDecreasing/Increasing连续7个点上升或下降Upper1/3rdCenterlineUCLLCLMiddle1/3rdLower1/3rd{{{一般来讲，要想稳定控制产品，需要保证2/3以上产品尺寸集中在1/3带宽内；一汽技术中心R&DCENTER培训过程能力指数Cpk监控–长期行为Cpk主要用于周期性的过程评价，反映的是稳定状态下的实际加工能力，影响因素包括操作者、设备、原材料、工艺方法和生产环境等，是日常生产过程中控制产品质量和生产持续改善的重要手段。其用于评价的数据要考虑子组大小、子组频率和子组数大小，它的方差计算为=/d2，其中为子组级差的均值，d2是随样本容量变化的常数；Cpk为CPU、CPL小者，用于能力评价ˆ2/dRσRR2/dRσ6LSL)-(USLCpˆ2/dRσ3)X(USLCPUˆ2/dRσ3LSL)-X(CPLˆ一汽技术中心R&DCENTER培训可见：CP反映的是数据分布的情况，而CPK同时反映了数据的分布情况和中心位置；如图：上面的统计分析表示CP和CPK都大于1，数据分布小于公差带；而且平均值位于公差带的中间位置；下面的统计图所显示的CP值和上面的是一样的，但CPK会小于1，其数据分布已经延出上限范围；Figure14:CpistheSameforBothDistributions一汽技术中心R&DCENTER培训CPK为1，整个数值统计扩展区域正好等于加工零件的工艺要求；数据的平均值正好在工件要求的中间值；XXCPK大于1，整个数值统计扩展区域小于加工零件的公差要求；数据的平均值正好在工件要求的中间值；一汽技术中心R&DCENTER培训过程性能指数Ppk-短期行为：在美国三大汽车公司制定的QS-9000标准中提出的，用于实时过程能力研究和初始过程能力评估，比较适用于带有验收的场合，其评价的数据为一段时间内的连续采集样本：抽检样本尺寸均值：方差：Ppk1=Ppk2=其中：…….为零件的实际检测尺寸，样本单元n一般取50件；USL和LSL为该尺寸加工精度要求的上下极限尺寸；取上述两个Ppk值中的较小值用做评价；注：设备验收时通常采用的cmk值和Ppk值的算法是相同的，但是在应用过程中尽量避免其他加工因素的影响设备验收案例nxxxxn......21niinxx121)(3XUSL3LSLX1xnx一汽技术中心R&DCENTER培训80%的质量问题是由20%的原因所引起的：不要试图确定所有存在的质量问题，而是要找出一小部分有最大影响的引起问题的原因。一汽技术中心R&DCENTER培训零件的加工误差是怎样产生的？一汽技术中心R&DCENTER培训机床的误差加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差；导轨误差；传动链误差；机床的磨损将使机床工作精度下降。一汽技术中心R&DCENTER培训主轴回转误差：机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。1）产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。2）产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。车削加工中由于切削力方向固定，主轴回转误差重要取决于主轴的圆度镗削加工，由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转，在切削力F的作用下，主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触，因此，轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而主轴颈圆度误差的影响则不大一汽技术中心R&DCENTER培训导轨误差导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。卧式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向（加工误差的敏感方向）上，对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。导轨存在平行度误差(扭曲)时，刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。一汽技术中心R&DCENTER培训传动链误差传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。例如在齿轮加工设备中，刀具和工件直接的啮合运动依靠两者之间的传动链保证，当出现传动链误差室，会反映在零件的分齿精度上；一汽技术中心R&DCENTER培训刀具的误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具、成形刀具、展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对工件加工精度无直接影响。任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。一汽技术中心R&DCENTER培训.夹具的误差夹具的作用是使工件相对刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别使位置精度)有很大影响。如图钻床夹具中，钻套轴心线f至夹具定位平面c间的距离误差，影响工件孔a至底面B尺寸L的精度；钻套轴心线f至夹具定位平面c间的平行度误差，影响工件孔轴心线a至底面B的平行度；夹具定位平面c与夹具体底面d底的垂直度误差，影响工件孔轴心线a与底面B间的尺寸精度和平行度；钻套孔的直径误差亦将影响工件孔a至底面B的尺寸精度和平行度。一汽技术中心R&DCENTER培训定位误差定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。a).基准不重合误差在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下，工序基准应与设计基准重合。b).定位副制造不准确误差工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公差范围内变动。同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。一汽技术中心R&DCENTER培训工艺系统受力变形引起的误差机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，这种变形会破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下降。一汽技术中心R&DCENTER培训减小工艺系统受力变形的途径工艺系统刚度的论述可知，若要减少工艺系统变形，就应提高工艺系统刚度，减少切削力并压缩它们的变动幅值。主要方面包括：l提高工艺系统刚度l提高工件和刀具的刚度l提高机床刚度l采用合理的装夹方式和加工方式l减小切削力及其变化l合理地选择刀具材料，增大前角和主偏角，对工件材料进行合理的热处理以改善材料地加工性能等，都可使切削力减小。一汽技术中心R&DCENTER培训工艺系统受热变形引起的误差工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的40%～70%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。一汽技术中心R&DCENTER培训减小工艺系统热变形的途径：l减少发热和隔热l改善散热条件l均衡温度场l改进机床结构l加快温度场的平衡l控制环境温度一汽技术中心R&DCENTER培训内应力重新分布引起的误差细长轴零件经过车削以后，棒料