第一節 機械加工質量
機械零件的加工質量包括兩個方面：加工精度和表面質量。
一、加工精度
（一）加工精度的概念
加工精度是指加工后的零件在形狀、尺寸、表面相互位置等方面與理想零件的符合程度。它由尺寸精度、形狀精度和位置精度組成。
尺寸精度：指加工后零件表面本身或表面之間的實際尺寸與理想尺寸之間的符合程度。
形狀精度：指加工后零件表面本身的實際形狀與理想零件表面形狀之間的符合程度。
位置精度：指加工后零件各表面之間的實際位置與理想零件各表面之間的位置的符合程度。
（二）機械加工精度獲得的方法
1．尺寸精度的獲得方法
1）試切法 這是一種通過試切工件—測量—比較—調整刀具—再試切—……再調整，直至獲得要求的尺寸的方法。
2）調整法 是按試切好的工件尺寸、標準件或對刀塊等調整確定刀具相對工件定位基準的準確位置，並在保持此準確位置不變的條件下，對一批工件進行加工的方法。
3）定尺寸刀具法 在加工過程中採用具有一定尺寸的刀具或組合刀具，以保證被加工零件尺寸精度的一種方法。
4）自動控制法 通過由測量裝置、進給裝置和切削機構以及控制系統組成的控制加工系統，把加工過程中的尺寸測量、刀具調整和切削加工等工作自動完成，從而獲得所要求的尺寸精度的一種加工方法。
2． 2．形狀精度的獲得方法
機械加工中獲得一定形狀表面的方法可以歸納為以下三種。
1）軌跡法 此法利用刀具的運動軌跡形成要求的表面幾何形狀。刀尖的運動軌跡取決於刀具與工件的相對運動，即成形運動。
用這種方法獲得的形狀精度取決於機床的成形運動精度。
2）成形法 此法利用成形刀具代替普通刀具來獲得要求的幾何形狀的表面。機床的某些成形運動被成形刀具的刀刃所取代，從而簡化了機床結構，提高了生產效率。
用這種方法獲得的表面形狀精度既取決於刀刃的形狀精度，又有賴於機床成形運動的精度。
3）范成法 零件表面的幾何形狀是在刀具與工件的嚙合運動中，由刀刃的包絡面形成的。因而刀刃必須是被加工表面的共扼曲面，成形運動間必須保持確定的速比關係，加工齒輪常用此種方法。
3． 3．位置精度的獲得方法
在機械加工中，獲得位置精度的方法主要有下述兩種。
1）一次裝夾法 工件上幾個加工表面是在一次裝夾中加工出來的。
2）多次裝夾法 即零件有關表面間的位置精度是由刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面（亦是工件在前幾次裝夾時的加工面）之間的位置關係保證的。在多次裝夾法中，又可劃分為：
① 直接裝夾法 即通過在機床上直接裝夾工件的方法。
② 找正裝夾法 即通過找正工件相對刀具切削成形運動之間的準確位置的方法。
③ 夾具裝夾法 即通過夾具確定工件與刀具切削刃成形運動之間的準確位置的方法。
二、表面質量
（一）表面質量的概念
零件的機械加工質量不僅指加工精度，而且也包括加工表面質量。表面質量是指機械加工后零件表面層的幾何結構，以及受加工的影響表面層金屬與基體金屬性質產生變化的情況。表面層一般只有0.05～0.15mm。
在金屬切削過程中，形成加工表面時發生金屬的彈性變形和撕裂，同時伴隨著切削力和切削熱的作用，使整個工藝系統可能產生振動。因此已加工表面不可能是理想的光滑的表面，而是存在著粗糙度、波紋等幾何形狀誤差以及划痕、裂紋等表面缺陷。零件表面層材料的化學和物理性質也發生一系列變化。
表面質量的主要內容包括以下方面：
1．表面的幾何形狀
2．表面層物理機械性能的變化
由於表面層沿深度的變化，所以表面層物理機械性能的變化主要有：
1）表面層的冷作硬化
2）表面層中殘餘應力的大小、方向及分佈情況
3）表面層金相組織的改變
4）表面層的其它物理機械性能的變化
（二）表面質量對零件使用性能的影響
機械產品之所以要維修，更換某些零件或整個報廢，一般不是因為它的零件發生了整體破壞，而是零件之間有相互運動的表面產生過大的磨損，從而改變了機械的性能，使之不能使用。有時即使零件發生了整體斷裂，究其原因也往往是首先在零件表面上形成了疲勞裂紋，裂紋不斷擴展，從而造成了零件的整體破壞。因此，了解零件的表面質量對其使用性能的影響，正確的提出對零件表面質量的要求是非常重要的。
1．表面粗糙度對耐磨性的影響
零件的耐磨性除與材料的性能、熱處理狀態和潤滑條件有關外，零件自身的表面粗糙度起著十分重要的作用。
2．冷作硬化對耐磨性的影響
冷作硬化可以顯著地提高零件表面的耐磨性。
3．表面層應力集中及殘餘應力對疲勞強度的影響
零件表面微觀不平度會在它的“波谷”底部造成應力集中。
4．表面質量對零件耐蝕性能的影響
降低表面粗糙度值可以提高零件的抗腐蝕性能。
5．表面質量對配合性質的影響
對於間隙配合，如果零件表面粗糙度值過大，初期磨損就較嚴重，導致磨損量加大，從而使配合間隙增大，破壞了原設計要求的配合精度。對於過盈配合，表面粗糙度值過大，裝配中，在壓入配合的表面上的部分微小波峰被擠平，使實際得到的過盈量比設計要求的小，降低了過盈表面的結合強度，從而影響零件聯接的可靠性。
三、提高加工質量的措施
影響零件加工精度的因素很多，為了提高加工質量，保證機械加工精度，生產中採取的工藝措施很多，這裡僅舉一些實例，作簡要說明。
（一）增強工件剛性的工藝措施
生產中常遇到一些零件剛性差，按傳統的加工方法則很難達到加工精度，為此需採取工藝措施提高工件的剛性。
（二）採用減振、消振裝置
第二節 生產率和經濟性
一、生產率
（一）生產率的概念
機械加工的勞動生產率，是指工人在單位時間內加工出合格零件的數目。工藝過程的基本組成單元是工序，因此評價機械加工勞動生產率，主要看各個工序加工的單件工時，即該工序加工完成一個零件所需要的時間，以t單表示。組成：基本時間、輔助時間、服務時間、休息和自然需要時間、準備結束時間。
（二）提高生產率的途徑
縮短基本時間、縮短輔助時間、縮短服務時間、縮短準備結束時間。
二、工藝過程的經濟性
（一）生產成本和工藝成本
製造一個產品或零件所必須的一切費用的總和，稱為產品或零件的生產成本。生產成本由兩大部分費用組成：即工藝成本和其它費用。
工藝成本是與工藝過程直接有關的費用，約佔生產成本的70%～75%，它又包含可變費用(V)和不變費用(C)。
可變費用(V)的組成：材料費；操作工人工資；機床維持費；通用機床折舊費；刀具維持費折舊費；夾具維持費折舊費。它們與年產量直接有關。
不變費用(C)的組成：調整工人工資；專用機床折舊費；專用刀具折舊費；專用夾具折舊費。它們與年產量無直接關係。因為專用機床、專用工裝是專門為某種零件加工所用的，不能用於其它零件，所以它們的折舊費、維持費等是確定的，與年產量無直接關係。
從而，一個零件的全年工藝成本E（單位為元/年）為： E = NV + C
（二）工藝成本與年產量的關係
（三）不同工藝方案經濟性比較
對不同的工藝方案進行經濟性比較時，有下列兩種情況：
1．若兩種工藝方案的基本投資相近或都採用現有設備時，則工藝成本既作為衡量各方案經濟性的重要依據。
2．若兩種工藝方案的基本投資相差較大時，必須考慮不同方案的基本投資差額的回收期限。
