北京科技大学机械制造工程4-讲稿

第四章机械加工质量及其控制4.1机械加工质量概述4.2机械加工精度的影响因素4.3机床几何误差及其对加工精度的影响4.4工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响4.5工件内应力对加工精度影响4.6加工误差的统计分析4.7机械加工表面质量学习指南机械加工质量主要包括加工精度和加工表面质量两个方面。在影响机械加工精度的诸多误差因素中，机床的几何误差、工艺系统的受力变形和受热变形占有突出的位置，学习者应了解这些误差因素是如何影响加工误差的。在影响机械加工表面质量的诸多因素中，切削用量、刀具几何角度以及工件、刀具材料等起重要作用，学习者应了解这些因素对加工表面质量的影响规律。应学会分析加工误差产生的物理原因，从而找出控制加工误差的方法。同时还应学会运用统计学方法对加工误差进行统计分析，以从加工误差的统计特征，确定出加工误差的变化规律及可能采取的控制方法。4.1机械加工质量概述学习要点：掌握机械加工质量和加工精度的概念熟知尺寸精度、形状精度和位置精度的获得方法了解表面质量对零件使用性能的影响。4.1机械加工质量概述机械加工质量的内涵机械加工后最外层表面与周围环境界面的几何形状误差波度：介于宏观几何形状误差与微观表面粗糙度之间的几何形状误差4.1机械加工质量概述零件加工表面的粗糙度和波度波度：波长，波高H4.1机械加工质量概述机械加工质量的内涵机械加工后，零件一定深度表面层的物理力学性质等方面的质量与基体相比发生的变化，称加工变质层4.1机械加工质量概述加工变质层的构成情况（P116）变质层构成厚度成因吸附层污染层、化合物层、物理化学吸附层、异物嵌入层（积屑瘤碎片、磨粒嵌入）8m外界因素结晶组织变化层（压缩层）非晶体层、微细结晶层、位错密度升高层、孪晶层、便面合金化层、纤维化层、相变层、再结晶层几十至几百微米切削力引起塑性变形应力变质层残余应力层4.1机械加工质量概述加工精度及加工误差零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和各表面间相互位置）与理想几何参数（形状、位置无误差，尺寸位于零件图纸规定的公差带中心）的符合程度加工精度

不符合程度加工误差符合程度高，加工精度高；加工精度高，加工误差小。形状误差应限制在位置公差之内；位置误差应限制在尺寸误差范围之内。如不作特殊说明，零件的形状误差和位置误差不应大于零件尺寸公差的二分之一。如对零件的形状误差或位置误差有特别要求，应在尺寸公差之外另加标注。如图所示夹具底板零件，其顶面于底面之间的距离尺寸为自由公差，但其顶面对底面的平行度误差要求很高，需特别加以标注。4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法尺寸精度（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法零件加工表面尺寸由刀具确定，孔（钻、扩、铰）；键槽（键槽铣刀）；成形刀具（成型表面）（4）自动控制法数控加工（尺寸测量装置+进给机构+控制装置加工过程中的尺寸测量+刀具补偿调整）BA4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法形状精度（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成形运动

例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整加工

4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法形状精度（1）成形运动法：刀具相对于工件有规律的切削成形运动例：轨迹法、展成法、相切法和成形刀具法（2）非成形运动法：通过表面形状检验，人工修整加工例：样板加工效率低，但当零件形状精度要求很高（高于机床设备所能提供的成形运动精度）时采用4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法位置精度（1）一次装夹获得法

零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对于工件的成形运动位置关系保证；（2）多次装夹获得法

通过道具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度（3）非成形运动法人工修整，反复检测、加工4.1机械加工质量概述一次装夹获得法车床上一次安装车外圆和端面，则端面相对于外圆表面的垂直度由车床横向溜板运动轨迹与车床主轴回转中心线的垂直度来保证4.1机械加工质量概述机械加工精度的获得方法位置精度（1）一次装夹获得法零件表面的位置精度在一次装夹中由刀具相对于工件的成形运动位置关系保证；（2）多次装夹获得法

通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件表面的位置精度（3）非成形运动法人工修整，反复检测、加工4.1机械加工质量概述多次装夹获得法0.1//互为基准，经三次反复加工，保证两平面平行度0.1AA选择顶尖孔为基准，在调头的两次装夹中统一基准，磨轴上两轴颈，保证两轴颈的同轴度要求。4.2机械加工精度的影响因素学习要点：掌握机械加工工艺系统原始误差的概念，掌握工艺系统原始误差（包括静误差和动误差）对机械加工精度的影响及控制方法，深刻理解和掌握误差敏感方向的概念及其在机械加工精度分析中的应用。4.2机械加工精度的影响因素概念：机械加工工艺系统加工过程中，由机床、夹具、刀具、量具和工件构成的封闭系统称为机械加工工艺系统4.2机械加工精度的影响因素工艺系统原始误差零件未加工前工艺系统本身所具有的误差例：数控插补加工、相切法和范成法加工工艺系统静误差工艺系统原有精度被破坏而产生的附加误差因素工艺系统动误差4.2机械加工精度的影响因素误差敏感方向切削加工过程中，由于各种原始误差的影响，会使刀具和工件之间正确的几何关系遭到破坏，引起加工误差。不同方向的原始误差，对加工误差的影响程度不同。当原始误差与工序尺寸方向一致时，原始误差对加工精度的影响最大。△xxyRA’’ARoOA’例：车削加工，工件回转轴线O，刀尖正确位置A△y4.2机械加工精度的影响因素误差敏感方向刀尖由A移至A’或A’’导致的工件半径上的误差是一样的，为△R△xxyRA’’ARoOA’例：车削加工，工件回转轴线O，刀尖正确位置A△y设：Ro=25mm，△y=0.1mm则：△R=0.0002mm4.2机械加工精度的影响因素误差敏感方向△xxyRA’’ARoOA’例：车削加工，工件回转轴线O，刀尖正确位置A△y当原始误差的方向在加工表面法线方向时，引起的加工误差最大。当原始误差的方向在加工表面切线方向时，引起的加工误差最小，可以忽略不计影响加工精度最大的方向（即通过刀刃的加工表面的法向）称为误差敏感方向。4.3机床几何误差及其对加工精度的影响学习要点：掌握机床主轴回转精度的概念及对加工精度的影响，了解主轴回转误差产生的原因及提高主轴回转精度的措施；掌握机床导轨导向精度的概念及对加工精度的影响，掌握机床成形运动之间的位置关系精度及其对加工精度的影响，了解提高这些精度的措施。4.3机床几何误差及其对加工精度的影响机床几何原始误差基本成形运动自身误差主轴回转误差直线进给运动误差成形运动之间的相对误差纵向进给与主轴轴线不平行纵向、横向进给不垂直nf4.3机床几何误差及其对加工精度的影响机床主轴回转精度n主轴O机床主轴作回转运动时，在任一截面上若只有一点O的速度为零，则该点为主轴的回转中心。由于主轴回转误差，回转中心的位置时刻变动，为瞬时回转中心。主轴回转精度高低，以规定测量截面内，主轴瞬时回转中心相对于其平均位置来衡量4.3机床几何误差及其对加工精度的影响主轴回转误差----三种形式举例……举例……4.3机床几何误差及其对加工精度的影响举例：采用滑动轴承时主轴径向跳动分析OO’OO’（a）轴颈不圆（b）轴承孔不圆车床：切削力方向不变，主轴轴颈的圆度误差将在回转过程中引起轴线位置产生瞬时变化，造成径向跳动；而轴承内孔有圆度误差时，其影响较小镗床：由于切削力作用方向是变化的，因而当滑动轴承内孔有圆度误差时，将使主轴在回转的过程中产生径向跳动，引起镗孔的圆度误差4.3机床几何误差及其对加工精度的影响主轴径向跳动的主要原因----主轴轴承副的制造误差滑动轴承轴颈不圆轴承孔不圆油膜涡动滚动轴承外环与箱体配合质量内环与轴颈配合质量内外环滚道圆度间隙、受力变形滚动体形状不一致4.3机床几何误差及其对加工精度的影响举例：止推轴承端面误差对主轴轴向跳动的影响n△=0n△≠0若只有一个端面滚道存在误差，对端面圆跳动影响很小；只有当两个滚道端面均存在误差时，才会引起较大的跳动量

4.3机床几何误差及其对加工精度的影响主轴轴向窜动的主要原因----滚动轴承：止推轴承两个滚道与轴线的垂直度误差滚动体的形状误差和尺寸一致性滑动轴承：主轴轴颈的轴向承载面或主轴轴承的承载端面与主轴回转轴线之间的垂直度误差4.3机床几何误差及其对加工精度的影响主轴回转误差对加工精度的影响

考虑误差敏感方向主轴径向跳动回转面加工：圆度误差eg：车床上车外圆、镗孔镗床上镗孔平面加工：平面度误差eg：卧式铣床上铣平面△n△n4.3机床几何误差及其对加工精度的影响主轴回转误差对加工精度的影响主轴轴向窜动端面加工（车、镗）平面度误差端面相对于内外圆的垂直度误差螺纹加工：螺距误差△а4.3机床几何误差及其对加工精度的影响主轴回转误差对加工精度的影响主轴角度摆动主轴角度摆动对加工误差的影响与主轴径向跳动对加工误差的影响相似，主要区别在于主轴的角度摆动不仅影响工件加工表面的圆度误差，而且影响工件加工表面的圆柱度误差△圆柱只有圆柱度误差，没有圆度误差△圆柱既有圆柱度误差，又有圆度误差△圆4.3机床几何误差及其对加工精度的影响直线运动精度机床的直线运动精度主要是指导轨的导向精度导轨制造精度导轨在水平面内的直线度导轨在垂直面内的直线度双导轨在垂直方向的平行度导轨与工作台之间的接触精度导致刀尖相对于工件的位置变化从而影响加工精度4.3机床几何误差及其对加工精度的影响导轨在水平面内有直线度误差△x△x△x刀尖相对于工件回转轴线在加工表面的法线方向（加工误差敏感方向）产生位移；位移量等于导轨的直线度误差；刀尖在水平面内的运动轨迹不是一条直线，造成工件的轴向形状误差（圆柱度误差）4.3机床几何误差及其对加工精度的影响导轨在垂直面内有直线度误差△y△y△y刀尖相对于工件回转轴线在加工表面的切线方向（加工误差非敏感方向）产生位移；位移量等于导轨的直线度误差；刀尖在水平面内的运动轨迹也不是一条直线，造成工件的轴向形状误差（圆柱度误差）4.3机床几何误差及其对加工精度的影响前后导轨扭曲△nBаH△n△R工作台在运动过程中产生摆动刀尖运动轨迹为一条空间曲线，产生加工误差（圆柱度误差）例：车床H/B=2/3，△n影响很大4.3机床几何误差及其对加工精度的影响成形运动间相对位置误差的影响车床纵向导轨与主轴在水平面内有平行度误差例：导轨与主轴平行度误差：

Hx工件直径差：

△D=2L*Hx主轴n导轨f△L工件产生圆柱度误差俯视图上导轨与主轴不平行圆锥形4.3机床几何误差及其对加工精度的影响成形运动间相对位置误差的影响车床纵向导轨与主轴在垂直面内有平行度误差正视图上导轨与主轴不平行n主轴导轨OBAfABO鞍形（轴剖面内为双曲线）例：导轨与主轴平行度误差：Hy工件直径差：△D=Hy2/Ro4.3机床几何误差及其对加工精度的影响成形运动间相对位置误差的影响车床横向导轨与主轴轴线有垂直度误差nf工件端面产生内凹或外凸的平面度误差α例：横向导轨与主轴夹角：α

平面度误差：△=(d/2)*tan(α)△思考题设在卧式镗床上镗孔，已知镗床主轴轴线与纵向导轨有平行度误差，请分析下面两种情况下产生的加工误差：（1）镗杆进给（2）工件进给将造成加工后内孔呈椭圆形，其圆度误差为:

式中dc--刀尖回转直径。因为很小，所以有：

故可得：

卧式镗床上工件进给镗孔时，若工件直线进给运动方向与镗杆回转轴线不平行4.4工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响学习要点：掌握工艺系统刚度的概念及其对加工精度的影响，重点掌握切削力作用点位置变化和切削力大小变化对加工形状精度的影响；掌握误差复映的概念；了解影响工艺系统刚度的因素及减小工艺系统受力变形对加工精度影响的措施。了解工艺系统的热源，掌握工艺系统热变形的规律和特点和工艺系统热变形对加工精度的影响，了解控制工艺系统热变形的措施。4.4工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响受力变形材料力学中受力变形工艺系统受力变形xFLy在切削力Fp作用下，工件、前后顶尖、刀架都产生变形yyHxyTyB-MyW-MFpMM工艺系统受力变形影响加工精度工艺系统受力变形假设切削力作用点位于距前顶尖为x的截面M-M上。工艺系统在截面M-M上的总变形：yyHxyTyB-MyW-MFpMMABCxL工艺系统受力变形影响加工精度部件受力变形M-M处变形床头尾架刀架工件yyHxyTyB-MyW-MFpMMABCxL工艺系统受力变形影响加工精度工艺系统刚度部件受力变形M-M处变形床头尾架刀架工件工艺系统中，工件是单一零件，它的刚度可以利用材料力学公式求出；床头箱、尾架、刀架都是由若干零件装配组成的部件，它们的刚度无法直接计算，须通过实验的方法获得（对部件施加力，记录力及变形量，通过作图法求刚度）。工艺系统受力变形工艺系统在M-M处刚度工艺系统受力变形影响加工精度yyHxyTyB-MyW-MFpMMABCxL工艺系统受力变形影响加工精度切削力大小不变，但切削力作用点位置变化引起加工误差位置不同刚度不同变形不同圆柱度误差工件刚度大、机床刚度小；工件刚度小、机床刚度大；工艺系统受力变形影响加工精度工件刚度大、机床刚度小（短粗轴）

工件变形可忽略不计加工误差以机床受力变形为主

车外圆时，工件呈鞍形工艺系统受力变形影响加工精度工件刚度小、机床刚度大（细长轴）机床变形可忽略不计加工误差以工件受力变形为主

车外圆时，工件呈鼓形工艺系统受力变形影响加工精度切削力作用点位置不变，但切削力大小变化引起加工误差工件加工过程中，加工余量不均或工件材料硬度不均等，都将引起切削力的改变，使工艺系统的变形发生变化，造成加工误差工艺系统受力变形影响加工精度切削力大小变化引起加工误差车床上车轴，毛坯为自由锻件，有圆度误差，为椭圆形。为加工出直径为do的轴，调好刀具位置。加工过程中，切削深度变化最大切深：ap1最小切深：ap2ap1ys1ap2ys2毛坯希望加工的零件表面实际获得的零件表面do工艺系统受力变形影响加工精度切削力大小变化引起加工误差ap1ys1ap2ys2毛坯希望加工的零件表面实际获得的零件表面do工艺系统受力变形影响加工精度切削力大小变化引起加工误差毛坯的椭圆形误差以一定比例反映到加工后的工件表面上ap1ys1ap2ys2毛坯希望加工的零件表面实际获得的零件表面do工艺系统受力变形影响加工精度切削力作用点位置不变，但切削力大小变化引起加工误差由于工艺系统的受力变形，工件加工前的误差△B以类似的形状反映到加工后的工件上去，造成加工后的误差△W，这种现象称为误差复映。误差复映的程度通常以误差复映系数ε表示。误差复映规律小结毛坯的任何形状、位置误差都会复映给零件，使加工后的零件存在加工误差；0<ε<1，且与系统刚度成反比。系统刚度差时，通过增加走刀次数来减小误差复映引起的加工误差。减小工艺系统受力变形的途径提高工艺系统刚度设计机床、夹具、刀具有足够的刚度提高工件在加工中的刚度提高刀具在加工中的刚度合理选择刀具角度，减小背分力Fp（法向切削力）eg:车细长轴时，应选择较大主偏角（75º~90º）的车刀，减小背分力切削平面与进给平面的夹角，在基面内测量。Or，主切削刃与进给方向的夹角krvf机床结构演化提高工件在加工中的刚度薄壁套夹紧变形毛坯夹紧后镗孔后松开后提高工件在加工中的刚度薄壁套夹紧变形的改进措施采用专用卡爪或开口过渡环，使得夹紧力均匀，减小夹紧变形专用卡爪开口过渡环提高工件在加工中的刚度卧式铣床上铣削角铁形零件细长轴类零件加工中心架、跟刀架（a）所示装夹、加工方式，工件的刚度较低；改用（b）所示装夹、加工方式，则刚度可大大提高。提高刀具在加工中的刚度孔加工刀具（钻头、铰刀、镗刀）在使用中，通过增设附加支承（钻套、镗套）来提高刀具刚度镗杆nf镗刀工件镗套工件钻头钻模板钻套nf4.4工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响受热变形工艺系统热源内部热源动力源（电机、液压系统）产生热量传动系统摩擦生热切削过程产生热量

（车削30%、钻削50%、磨削80%的切削热传递给工件）外部热源阳光、照明、取暖设备精密机床要求恒温环境4.4工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响受热变形影响机床热变形的影响工件热变形的影响刀具热变形的影响工艺系统受热变形影响加工精度机床热变形的影响机床体积大，热容量大，达到热平衡的时间长；机床各部分受热变形不均匀，破坏原有的位置精度。车、铣、镗床：主轴箱发热；磨床：磨头轴承和液压系统车床主轴发热使主轴箱在垂直面内（Y）和水平面内（X）发生偏移和倾斜

工艺系统受热变形影响加工精度工件热变形的影响热胀冷缩产生尺寸误差

车、磨轴类零件时的热伸长公式受热不均匀（p137~138）加工中加工后工艺系统受热变形影响加工精度机床热变形的影响曲线：A：车刀热伸长曲线B：车刀冷缩短曲线C：加工一批短小轴件的刀具热伸长曲线

tm：加工时间

ts：装卸时间控制工艺系统热变形的措施减少热量产生和传入加强散热能力均衡温度场控制环境温度：恒温室热补偿措施结构上：隔离电机、液压系统等热源缩短传动链，减少摩擦生热正确选择切削用量、磨削用量及时刃磨刀具、修整砂轮采用高效冷却方式（喷雾冷却、冷冻机强制冷却）机床结构设计：热对称结构、热补偿结构热变形发生在误差非敏感方向预热eg：精密丝杠磨削，利用公式求工件热伸长引起的螺距误差，采用校正机构，改变切削参数4.5工件内应力对加工精度影响工件内应力外部载荷去除后仍残存在工件内部的应力为内应力内应力是由于材料内部宏观或微观的组织发生不均匀的体积变化而造成内应力往往处于一种不稳定的平衡状态。在外部因素作用下，内应力重新分配，工件变形，破坏原有的加工精度。4.5工件内应力对加工精度影响举例：铸件残余应力形成过程BAC铸件：B部分比A、C部分厚A、C部分冷却快，先凝固；B部分冷却慢，后凝固。先凝固的A、C部分阻止B部分凝固收缩。B受拉应力，A、C受压应力使用时，A部开口：A内压应力消失，B、C内应力重新分配，铸件变形4.5工件内应力对加工精度影响减小工件内应力的措施合理设计工件结构：各部壁厚均匀，结构对称采取热处理措施铸、锻、焊接零件毛坯在加工前安排时效、退火和回火；重要零件加工过程中安排时效：粗、精加工之间安排时效采取喷丸、振动等措施4.6加工误差的统计分析学习要点：掌握加工误差的统计性质掌握加工误差的分布图分析方法和点图分析方法4.6加工误差的统计分析加工误差性质按照加工误差出现的规律：系统误差常值系统误差----误差大小、方向不变eg：原理误差、调整误差等变值系统误差----误差大小、方向随加工顺序按一定规律变化eg:机床热平衡前的热变形、刀具磨损随机误差----误差大小和方向变化无规律eg：工件安装误差、毛坯误差复映调整消除补偿消除只能设法减小，无法消除4.6加工误差的统计分析加工误差分布规律正态分布平顶分布偏态分布双峰分布无变值系统误差，仅有常值系统误差和随机误差时出现可利用正态分布的数理统计分析方法分析有明显变值系统误差（如刀具磨损），使得正态分布曲线中心随时间平移人为因素控制，例如：试切法法加工外圆/内孔，主观上使外圆直径宁大勿小，内孔直径宁小勿大，造成偏态分布两台机床加工一批工件，调整尺寸不同4.6加工误差的统计分析加工误差统计分析方法目的：将系统误差和随机误差分开，找出加工误差产生的主要原因，以便采取措施，提高零件加工精度统计分析法：以现场观察与实际测量的数据为依据，应用概率论和统计学原理，以确定一定加工条件下，一批零件加工误差的大小及其分布情况。4.6加工误差的统计分析加工误差统计分析方法分布曲线法将数理统计中分析随机误差的正态分布曲线法用于机械加工误差的分析点图法根据实测尺寸，画点图进行分析分布曲线法正态分布曲线方程机械加工某道工序的工序尺寸样本工序尺寸算术平均值工序尺寸均方根值某个工序尺寸零件在样本中所占的百分比x分布曲线法正态分布曲线性质曲线呈钟形曲线对左右对称曲线位置参数曲线形状参数为σ曲线分散范围为6σ，曲线下面积为1x加工一批零件的工序尺寸大部分分布在分散中心附近一批零件工序尺寸大于分散中心附近和小于分散中心的频率相等加工中通过调整刀具位置，改变分布曲线位置，使分散中心处于最佳位置xσ=0.5σ=1σ大，曲线平坦，分散范围大，加工误差大σ小，曲线陡峭，分散范围小，加工误差小要想工件全部合格，充分必要条件是：分散中心与公差带中心重合，分散范围6σ小于尺寸公差分布曲线法应用举例饺削加工一批尺寸为20±0.01mm孔。使用20mm铰刀，并保持切削用量不变。饺削后测得孔径尺寸接近正态分布，其值分别为20.060、20.080、20.085、20.062、20.070、、、20.068（单位mm）获得平均尺寸常值系统误差随机误差分布曲线不合格率工序能力减少废品措施分布曲线法应用举例按实测数据计算孔的平均尺寸（尺寸分散中心）计算常值系统误差常值系统误差=公差带中心-尺寸分散中心

计算随机误差（尺寸分散范围）分布曲线法应用举例画出分布曲线20.0052020.0120.02519.9919.985T/2T/2x3σ3σ△sx=20.005xM=20可修复的不合格品不可修复的不合格品分布曲线法应用举例求该批零件的不合格率需要借助于标准正态分布的分布函数表计算（p141）zF(z)zF(z)zF(z)zF(z)0.00.050.10…0.700.00000.01990.0398…0.25800.800.901.00…1.700.28810.31590.3413…0.45541.801.902.00…2.700.46410.47130.4772…0.49652.802.903.00…4.500.49740.49810.49865…0.499997分布函数是概率密度函数的积分，即图中阴影部分的面积。表示工序尺寸落在[0，z]范围内的零件的百分比。z对非正态分布曲线，使用该表之前，需要进行标准化处理分布曲线法应用举例求该批零件的不合格率分布曲线标准化处理20.0052020.0120.02519.9919.985T/2T/2x3σ3σ△sx=20.005xM=20可修复的不合格品不可修复的不合格品分布曲线法应用举例确定工序能力工序能力系数Cp：表示工序能力大小，即工序能满足加工质量要求的能力。加工误差接近正态分布时工序能力系数计算公式:工序能力等级（p143）工序能力系数工序等级说明Cp>1.67特级工序能力过高，可以允许有异常波动，不经济1.67≥Cp>1.33一级工序能力足够，可以允许有一定的异常波动1.33≥Cp>1.00二级工序能力勉强，需密切注意1.00≥Cp>0.67三级工序能力不足，会出现少量不合格品0.67≥Cp四级工序能力很差，必须加以改进分布曲线法应用举例确定工序能力减少废品的改进措施存在常值系统误差：调整机床（将分布中心调整至公差带中心位置），消除常值系统误差工序能力低下（四级）：更换成更高精度机床，减少随机误差分布曲线法缺憾：分布曲线法分析加工误差时，需在全部工件加工完成后进行，不能反映零件加工的先后顺序不能将按照一定规律变化的系统误差与随机误差区分开来不能在加工进行过程中提供控制工艺的资料点图法逐点点图（单值点图）在一批零件的加工过程中，依次测量每个零件的加工尺寸，并按顺序记入以零件号为横坐标、零件尺寸为纵坐标的图标中x-R图由小样本均值x的点图和小样本极差R的点图构成逐点点图车床上采用调整法加工一批零件轴颈获得的点图由于加工中刀具磨损比较显著，造成工件直径尺寸增大，出现近似平顶分布，6σ不能反映工序的随机误差。常值系统误差为△s；变值系统误差的变化斜率为tanα；随机误差的分布宽度为6σ’。△sDmα6σ’6σ序号尺寸x-R图组成小样本均值点图小样本极差点图定义样组序号UCLLCLxix样组序号URRRi上控制线下控制线均值线均值线上控制线每组件数AD4560.730.580.482.282.112.00x-R图意义小样本均值点图：反映工艺过程质量指标分布中心（系统误差）的变化小样本极差点图：反映工艺过程质量指标分散范围（随机误差）的变化应用两图同时使用生产过程稳定的三要素两图中没有点超出控制线；大部分点在均值上下波动，下部分点在控制线附近；点没有明显的上升或下降倾向和周期性波动等规律性变化。样组序号UCLLCLxix样组序号URRRi4.7机械加工表面质量学习要点：掌握加工硬化和表面残余应力的概念及其对零件使用性能的影响；了解磨削表面烧伤、磨削表面裂纹的产生原因及控制措施。4.7机械加工表面质量机械加工表面质量的内涵机械加工表面质量/加工表面完整性4.7机械加工表面质量加工表面变质层机械加工后，零件一定深度表面层的物理力学性质等方面的质量与基体相比发生的变化变质层构成厚度成因吸附层污染层、化合物层、物理化学吸附层、异物嵌入层（积屑瘤碎片、磨粒嵌入）8m外界因素结晶组织变化层（压缩层）非晶体层、微细结晶层、位错密度升高层、孪晶层、便面合金化层、纤维化层、相变层、再结晶层几十至几百微米切削力引起塑性变形应力变质层残余应力层加工硬化、残余应力加工硬化概念经切削加工过的表面，其硬度往往比基体硬度高出1~2倍，硬化层深度可达几十微米至几百微米。这种不经热处理造成的表面硬化现象称为加工硬化对零件使用性能的影响硬度提高使耐磨性提高；脆性增加使冲击耐性降低；硬度提高增加刀具磨损，减少道具寿命；残余应力概念切削加工后，表面层体积发生变化，使表层产生膨胀或收缩，但受基体阻碍，从而在表面存在残余应力常温下金属产生塑性变形时比容增大金属在高温下产生塑性变形，冷却到常温时表面收缩，体积缩小表层产生金相组织变化，由于多相比容不同，使其体积变化对零件使用性能的影响压应力：避免或延缓疲劳裂纹产生，提高抗腐蚀性能拉应力：疲劳强度和抗腐蚀性能下降采用表面强化工艺：滚压、喷丸等，获得表面残余压应力表面质量实例分析----磨削加工磨削加工表面粗糙度（p150）降低表面粗糙度措施增大Vc/Vw，单位时间进入切削的磨粒数增加，参加切削的微刃增多选择大m，砂轮细（但过细砂粒阻塞砂轮，产生烧伤）精细修整砂轮（在一个沙粒上修出多个微刃）增加清磨次数（停止进给，反复磨削）选择大直径、大宽度砂轮减小轴向进给量磨削烧伤与磨削裂纹磨削烧伤磨削工件时，当工件表层温度达到或超过金属材料的相变温度时，表层金属材料的金相组织发生变化，表层显微硬度也相应变化，并伴随残余应力，甚至出现微裂纹，同时出现彩色氧化膜（浅黄、浅褐、褐色），这种现象称磨削烧伤。磨削烧伤与磨削裂纹磨削淬火钢时磨削烧伤的三种类型回火烧伤：磨削区温度超过250~300ºC，超过马氏体的转变温度而未达到相变温度，表层金相组织的马氏体组织转变为硬度较低的回火组织（索氏体或屈氏体），即为回火烧伤淬火烧伤：磨削区温度超过700ºC，超过相变温度，若又马上受到冷却液的急冷，最外层二次淬火，形成二次淬火层（马氏体组织，硬度比原来高，厚度4~6mm）；但该层以下由于冷却缓慢形成回火组织（硬度比原马氏体低），即为淬火烧伤。退火烧伤：磨削不用切削液，磨削温度超过相变温度，由于工件冷却缓慢，磨后表面硬度大大降低，即为退火烧伤。淬火高速钢表面层硬度变化二次淬火层薄而脆，易脱落，在零件使用不长时间后即会出现二次淬火层脱落现象而报废磨削烧伤使工件表面物理力学性能和使用寿命大大降低磨削烧伤与磨削裂纹磨削裂纹由于磨削温度很高，磨削表面的残余应力常常由于磨削温度引起的热应力和金相组织相变引起的体积应力占主导地位而产生，多呈残余拉应力。磨削淬火钢、渗碳钢及硬质合金钢时，往往在垂直于磨削方向上产生微小龟裂，严重时发展成龟壳状微裂纹。微裂纹不仅出现在工件外表面，而且会出现在在表面层以下，肉眼无法发现。裂纹方向常与磨削方向垂直或呈网状，并且与磨削烧伤同时出现。危害是降低零件疲劳强度，甚至出现早期低应力断裂。磨削烧伤与磨削裂纹控制措施控制热量产生并加强热量传递合理选择切削用量提高冷却效果正确选择砂轮：粒度46~60#，不大于80#选择新工艺与新结构：新结构的开槽砂轮、用砂轮粗修整工艺等合理选择切削用量磨削区温度磨削深度对磨削温度影响最大。减小ap，减小接触，降低温度提高冷却效果高压大流量冷却液安装带空气挡板的喷嘴，使冷却液进入磨削区采用磨削液雾化法或内冷却法本章学习重点机械加工质量内涵工艺系统原始误差、误差的敏感方向主轴回转误差、导轨误差、成形运动之间的误差工艺系统刚度、受力变形及影响、误差复映受热变形及影响、控制措施加工误差的统计特性、分布规律、分析方法（分布曲线法、点图法）及获得信息磨削加工表面质量问题：降低粗糙度措施、磨削烧伤（概念、常见烧伤形式、后果）与磨削裂纹（概念、后果）、控制切削热措施谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH安全注射与职业防护PART01一、安全注射二、职业防护主要内容安全注射阻断院感注射传播让注射更安全！《健康报》

别让输液成为一个经济问题有数据显示，是世界最大的“注射大国”。2009年我国平均每人输液8瓶，远远高于国际上人均2.5—3.3瓶的平均水平。我国抗生素人均消费量是全球平均量的10倍。因此我国被称为：

“输液大国、抗生素大国和药品滥用大国”。2016年国家十五部委重拳出击

遏制细菌耐药《阻断院感注射传播，让注射更安全（2016-2018年）》专项工作指导方案量化指标医疗卫生机构安全注射环境、设施条件、器具配置等合格率100%医务人员安全注射培训覆盖率100%规范使用一次性无菌注射器实施注射100%（硬膜外麻醉、腰麻除外）医疗卫生机构对注射后医疗废物正确处理率100%医疗卫生机构内部安全注射质控覆盖率100%医务人员安全注射知识知晓率≧95%医务人员安全注射操作依从性≧90%医务人员注射相关锐器伤发生率较基线下降≧20%相关内容基本概念安全注射现况不安全注射的危害如何实现安全注射意外针刺伤的处理

基本概念

注射

注射是指采用注射器、钢针、留置针、导管等医疗器械将液体或气体注入体内，达到诊断、治疗等目的的过程和方法。包括肌内注射、皮内注射、皮下注射、静脉输液或注射、牙科注射及使用以上医疗器械实施的采血和各类穿刺性操作。

基本概念

符合三个方面的要求：对接受注射者无危害；对实施者无危害；注射后的废弃物不对环境和他人造成危害。不安全注射发生率东欧：15%中东：15%亚州：50%印度：50%中国：50%对我国某地3066个免疫接种点的调查表明:一人一针一管的接种点为33.5％一人一针的接种点为62.1％一人一针也做不到的接种点......

目前情况

不安全注射

没有遵循上述要求的注射常见不安全注射-对接受注射者不必要的注射注射器具重复使用注射器或针头污染或重复使用手卫生欠佳注射药品污染不当的注射技术或注射部位医用纱布或其他物品中潜藏的锐器常见不安全注射-对接受注射者减少不必要的注射是防止注射相关感染的最好方法据调查，从医疗的角度来说，有些国家高达70％的注射不是必须的应优先考虑那些同样能达到有效治疗的其他方法口服纳肛不安全注射-对实施注射者采血技术欠佳双手转移血液不安全的血液运输手卫生欠佳废弃锐器未分类放置不必要的注射双手针头复帽重复使用锐器锐器盒不能伸手可及患者体位不当不安全注射-对他人不必要的注射带来过多医疗废物医疗废物处置不当废弃锐器置于锐器盒外与医用纱布混放放在不安全的处置地点—如走廊中容易拌倒废物处理者未着防护用品（靴子，手套等）重复使用注射器或针头最佳注射操作注射器材和药物注射器材药物注射准备注射管理锐器伤的预防废物管理常规安全操作手卫生手套其他一次性个人防护装备备皮和消毒清理手术器械医疗废物二次分拣2023/7/6Dr.HUBijie1262023/7/611/05/09126锐器盒摆放位置不合适，放在地上或治疗车下层头皮针入锐器盒时极易散落在盒外，医废收集人员或护士在整理过程中容易发生损伤不正确使用利器盒绝大部分医务人员对安全注射的概念的理解普遍仅局限于“三查七对”，因此安全注射的依从率也非常低。安全注射现况滥用注射导致感染在口服给药有效的情况下而注射给药临床表现、诊断不支持而使用注射治疗

由于滥用注射，导致感染的发生几率明显增加。安全注射现况注射风险外部输入风险：注射器具、药品、材料等产品质量；非正确使用信息，非正规或正规培训传递错误信息，非合理用药及操作习惯等。内部衍生风险：注射的“过度”与“滥用”、非正确的注射、未达标的消毒灭菌、被相对忽略的职业暴露、不被关注的医疗废物管理。

安全注射现况

当前院感注射途径传播的高风险因素使用同一溶媒注射器的重复使用操作台面杂乱，注射器易污染注射后医疗废物管理欠规范---注射器手工分离与二次分捡

对患者的危害-------传播感染

是传播血源性感染的主要途径之一，也是不安全注射的最主要危害。注射是医院感染传播的主要途径之一！不安全注射的危害导致多种细菌感染，如脓肿、败血症、心内膜炎及破伤风等。败血症破伤风心内膜炎脓肿不安全注射

不安全注射的危害

对医务人员的影响

针刺伤：每年临床约有80.6%-88.9%的医务人员受到不同频率的针刺伤！原因：防护意识薄弱、经验不足、操作不规范、防护知识缺乏。

不安全注射的危害

对社会的危害

拿捡来的注射器当“玩具”

不安全注射的危害

如何实现安全注射三防：人防、技防、器防四减少：减少非必须的注射操作减少非规范的注射操作减少注射操作中的职业暴露减少注射相关医疗废物

如何实现安全注射

重视环境的准备警惕锐器伤正确物品管理严格无菌操作熟悉操作规程执行手卫生安全注射

如何实现安全注射

进行注射操作前半小时应停止清扫地面等工作。避免不必要的人员活动。严禁在非清洁区域进行注射准备等工作。应在指定的不会被血液和体液污染的干净区域里，进行注射准备。当进行注射准备时，必须遵循以下三步骤：1.保持注射准备区整洁、不杂乱，这样可以很容易清洁所有表面2.开始注射前，无论准备区表面是否有血液或体液污染，都应清洁消毒。3.准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒重视环境的准备手卫生之前先做脑卫生！观念的改变非常重要！安全注射，“手”当其冲！认真执行手卫生工作人员注射前必须洗手、戴口罩，保持衣帽整洁；注射后应洗手。操作前的准备注射前需确保注射器和药物处于有效期内且外包装完整。操作前的准备给药操作指导单剂量药瓶——只要有可能，对每位患者都使用单剂量药瓶，以减少患者间的交叉污染多剂量小瓶——如果别无选择，才使用多剂量药瓶-在对每个患者护理时，每次只打开一个药瓶-如果可能，一个患者一个多剂量药瓶，并在药瓶上写上患者姓名，分开存储在治疗室或药房中-不要将多剂量药瓶放在开放病房中，在那里药品可能被不经意的喷雾或飞溅物污染药物准备给药操作指导丢弃多剂量药瓶：-如果已失去无菌状态-如果已超过有效日期或时间（即使药瓶含有抗菌防腐剂）-如果打开后没有适当保存-如果不含防腐剂，打开超过24小时，或制造商建议的使用时间后-如果发现未注明有效日期、储存不当，或药品在不经意间被污染或已知道被污染（无论是否过期）药物准备给药操作指导具有跳起打开装置的安瓿瓶——只要有可能，就使用具有跳起打开装置的安瓿瓶，而不是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶如果是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶，在打开安瓿瓶时，需使用干净的保护垫（如一个小纱布垫）保护手指药物准备准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒注射准备对药瓶隔膜的操作步骤在刺入药瓶前用蘸有70%乙醇棉签或棉球擦拭药瓶隔膜（隔层），并在插入器材前使其晾干每次插入多剂量药瓶都要使用一个无菌注射器和针头不要把针头留在多剂量药瓶上注射器和针头一旦从多剂量药瓶中吸出药品并拔出，应尽快进行注射注射准备贴标签多剂量药瓶配制后，应在药瓶上贴上标签：-配制日期和时间药物的种类和剂量-配制浓度-失效日期和时间-配制者签名对于不需要配制的多剂量药品，贴上标签：-开启日期和时间-开启者名字和签名注射准备皮肤消毒剂在有效期内使用。严格落实皮肤消毒的操作流程（以注射点作为中心，自内向外，直径5cm以上）。一人一针一管一用，禁止重复使用。熟悉操作规程，严格无菌操作使用同一溶媒配置不同药液时，必须每次更换使用未启封的一次性使用无菌注射器和针头抽取溶媒。必须多剂量用药时，必须做到一人一针一次使用。熟悉操作规程，严格无菌操作熟悉操作规程，严格无菌操作红圈标注地方绝对不能碰触！××熟悉操作规程，严格无菌操作皮肤消毒后不应再用未消毒的手指触摸穿刺点！皮肤消毒后应完全待干后再进行注射！熟悉操作规程，严格无菌操作现配现用药液抽出的药液、开启的静脉输入用无菌液体须注明开启日期和时间，放置时间超过2小时后不得使用；启封抽吸的各种溶媒超过24小时不得使用。药品保存应遵循厂家的建议，不得保存在与患者密切接触的区域，疑有污染或保存不当时应立即停止使用，并进行妥善处置。

熟悉操作规程，严格无菌操作

2小时内：——输注类药品；

24小时内：

——溶媒启封抽吸后；

——灭菌物品启封后（棉球、纱布等）提倡使用小包装。每周更换2次：

——非一次性使用的碘酒、酒精等，容器应灭菌。

7天内：——启封后一次性小包装的瓶装碘酒、酒精.药品保存：——应遵循厂家的建议（温度、避光）——不得保存在与患者密切接触的区域。——疑有污染禁用。应注明开启时间物品管理

禁止双手回套针帽禁止用手传递利器禁止用手分离注射器针头禁止手持锐器随意走动禁止随意丢弃锐器，随时入锐器盒禁止用手直接抓取医疗废物

操作时保证充足光线、空间宽敞

操作时从容不迫

操作时尽可能采用有安全保护装置的锐器六禁止三操作警惕锐器伤耐用，防穿透，防渗漏。大小合适，锐器可以完整放入。可能产生锐器的地方均配，不需二次分捡。放置的位置醒目且方便使用，治疗车要放在上层的侧面。一次性使用、禁止徒手打开、清空或清洗重复使用。禁止放入其他杂物。到达3/4时及时封闭。在转运过程中确保密闭，避免内容物外漏。

规范使用锐器盒

二、医务人员职业暴露体液血液分泌物排泄物其他04年7月23日，广州某医院在一次急诊抢救意外伤中,9名医务人员均直接接触了出血较多的重伤员。当时病人血肉模糊，鲜血喷到了当班急诊医生的身上、脸上和眼睛里，另一名医生在为病人清创缝合时被扎破手指，麻醉科医生带着受伤的手指为病人进行麻醉。当时参与抢救的多数医务人员的白大衣、口罩都被病人的鲜血染湿了。3天后这位病人被检测出是艾滋病人，HIV抗体反应强