機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量課件

1、機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量1機(jī)械制造工藝學(xué) 主講：胡大超主講：胡大超第三章第三章 機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量23.1 加工表面質(zhì)量及其對(duì)使用性能的影響3.2 影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改善措施3.3 影響表層金屬力學(xué)物理性能的工藝因素及其改善措施3.4 機(jī)械加工中的振動(dòng)本章內(nèi)容本章內(nèi)容機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量3第三章第三章 機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量4一、加工表面質(zhì)量的概念加工表面質(zhì)量（或表面完整性）包含的內(nèi)容：已加工已加工表面質(zhì)量表面質(zhì)量表面粗糙度表面粗糙度表面波度表面波度表面層表面層材質(zhì)變化材質(zhì)變化表面

2、表面幾何學(xué)幾何學(xué)表面層冷作硬化表面層冷作硬化表面層殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力表面層金相組織的變化表面層金相組織的變化紋理方向紋理方向表面缺陷表面缺陷(傷痕傷痕)3.1 加工表面質(zhì)量及其對(duì)使用性能的影響微觀幾何輪廓宏觀幾何輪廓機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量51. 表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響 表面粗糙度太大和太小都不耐磨 表面粗糙度太大，接觸表面的實(shí)際壓強(qiáng)增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加??； 表面粗糙度太小，也會(huì)導(dǎo)致磨損加劇。因?yàn)楸砻嫣饣?，存不住?rùn)滑油，接觸面間不易形成油膜，容易發(fā)生分子粘結(jié)而加劇磨損。（一）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響（一）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性

3、的影響二、加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器零件使用性能的影響二、加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器零件使用性能的影響機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量6圖圖3-4 表面粗糙度與初期磨損量的關(guān)系表面粗糙度與初期磨損量的關(guān)系表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)，載荷加大時(shí)，磨損曲線向上、向右移動(dòng)，最佳表面粗糙度值也隨之右移。 機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量7 2. 表面紋理對(duì)耐磨性的影響表面紋理對(duì)耐磨性的影響表面紋理的形狀及刀紋方向?qū)δ湍バ缘挠绊?，紋理形狀及刀紋方向影響有效接觸面積與潤(rùn)滑液的存留。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量8 3. 冷作硬化對(duì)耐磨性的影響冷作硬化對(duì)耐磨性的影響 加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。

4、因?yàn)樗鼓ゲ粮北砻鎸咏饘俚娘@微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。 并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。這是因?yàn)檫^(guò)分的冷作硬化，將引起金屬組織過(guò)度“疏松”，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中可能會(huì)產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。圖3-5機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量9（二）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響（二）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 1. 表面粗糙度對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響表面粗糙度對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。 對(duì)承受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。 表面粗糙度值越小，表面缺陷越

5、少，工件耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。 材料對(duì)應(yīng)力集中敏感程度。鋼，鑄鐵、非鐵金屬機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量102. 表面層金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐疲勞性表面層金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐疲勞性的影響的影響 適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度 殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分，殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低疲勞強(qiáng)度。 殘余壓應(yīng)力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而提高零件的疲勞強(qiáng)度。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量11（三）表面質(zhì)量對(duì)耐蝕（三）表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性性的影響的影響 1. 表面粗糙度對(duì)

6、耐腐蝕性的影響表面粗糙度對(duì)耐腐蝕性的影響 零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈。減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。 2. 表面金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐腐蝕性能的影響表面金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐腐蝕性能的影響 零件表面殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性，而表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。 表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能還有其它方面的影響：如減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測(cè)量精度；對(duì)滑動(dòng)零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量12（四）表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響（四）表面質(zhì)量對(duì)零

7、件配合質(zhì)量的影響（1）表面粗糙度對(duì)零件配合精度的影響 表面粗糙度較大，則降低了配合精度。 對(duì)間隙配合、對(duì)過(guò)盈配合影響。（2）表面殘余應(yīng)力對(duì)零件工作精度的影響 表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量13加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響零件表面質(zhì)量零件表面質(zhì)量粗糙度太大、太小都不耐磨粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性適度冷硬能提高耐磨性對(duì)疲勞強(qiáng)度的對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響影響對(duì)耐磨性影響對(duì)耐磨性影響對(duì)耐腐蝕性能對(duì)耐腐蝕性能的影響的影響對(duì)配合質(zhì)量的對(duì)配合質(zhì)量的影響影響粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差適度冷硬、

8、殘余壓應(yīng)力能提高疲適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度勞強(qiáng)度粗糙度越大、工作精度降低粗糙度越大、工作精度降低殘余應(yīng)力越大，工作精度降低殘余應(yīng)力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之則降低耐腐蝕性之則降低耐腐蝕性機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量14 機(jī)械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾機(jī)械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾何因素和物理力學(xué)因素兩個(gè)方面。何因素和物理力學(xué)因素兩個(gè)方面。一、切削加工表面粗糙度一、切削加工表面粗糙度1. 幾何因素幾何因素刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑r主偏角主偏角kr、副偏角、

9、副偏角kr進(jìn)給量進(jìn)給量f3.2 影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改善措施影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改善措施機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量15副偏角主偏角，：進(jìn)給量，rrrrkkfkctgctgkfh刀尖圓弧半徑rrfh28殘留面積高度的計(jì)算：當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑r=0時(shí)，殘留面積高度h為殘留面積高度的計(jì)算：當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑r0時(shí)，殘留面積高度h為v 減小進(jìn)給量f、減小主偏角kr和副偏角kr、增大刀尖圓弧半徑r，都能減小理論殘留面積的高度h，也就減小了零件的表面粗糙度 機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量162. 非幾何因素非幾何因素（1）工件材料的影響）工件材料的影響v韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬

10、塑性變韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。形愈大，加工表面愈粗糙。故對(duì)中碳鋼和低碳故對(duì)中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。處理。v 脆性材料：加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒脆性材料：加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。點(diǎn)，使表面粗糙。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量17（2）切削速度的影響）切削速度的影響 加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)表加工塑性材料

11、時(shí)，切削速度對(duì)表面粗糙度的影響（對(duì)面粗糙度的影響（對(duì)積屑瘤和鱗刺積屑瘤和鱗刺的的影響）。加工脆性材料，切削速度影影響）。加工脆性材料，切削速度影響不大。響不大。 此外，切削速度越高，塑性變形此外，切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小越不充分，表面粗糙度值越小 選擇低速寬刀精切和高速精切，選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度?？梢缘玫捷^小的表面粗糙度。 （4）其它因素的影響）其它因素的影響 此外，合理使用此外，合理使用冷卻潤(rùn)滑液冷卻潤(rùn)滑液，適當(dāng)適當(dāng)增大刀具的前角增大刀具的前角，提高，提高刀具刀具的刃磨的刃磨質(zhì)量等，均能有效地減小質(zhì)量等，均能有效地減小表面粗糙度值。表面

12、粗糙度值。振動(dòng)振動(dòng)（3）進(jìn)給量的影響）進(jìn)給量的影響 減小進(jìn)給量減小進(jìn)給量f固然可以減小固然可以減小表面粗糙度值，但表面粗糙度值，但進(jìn)給量過(guò)小，進(jìn)給量過(guò)小，表面粗糙度會(huì)有增大的趨勢(shì)。表面粗糙度會(huì)有增大的趨勢(shì)。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量18影響切削加工表面影響切削加工表面粗糙度的因素粗糙度的因素刀具幾何形狀刀具幾何形狀刀具材料、刃磨質(zhì)量刀具材料、刃磨質(zhì)量切削用量切削用量工件材料工件材料殘留面積 ra前角 ra后角摩擦ra刃傾角會(huì)影響實(shí)際工作前角 v raf raap對(duì)ra影響不大，太小會(huì)打滑，劃傷已加工表面材料塑性 ra同樣材料晶粒組織大 ra，常用正火、調(diào)質(zhì)處理刀具材料強(qiáng)度 ra刃磨質(zhì)量 r

13、a冷卻、潤(rùn)滑 ra影響加工表面粗糙度的因素影響加工表面粗糙度的因素機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量19外圓磨削外圓磨削二、磨削加工表面粗糙度二、磨削加工表面粗糙度磨削用量：砂輪轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給量（f）、砂輪縱向進(jìn)給量（ap）砂輪的六因素：磨料，粒度，結(jié)合劑，硬度，組織，形狀尺寸機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量20（一）幾何因素的影響（一）幾何因素的影響 工件的磨削表面是由砂輪上大量磨?？虅澇鰺o(wú)數(shù)極細(xì)的工件的磨削表面是由砂輪上大量磨粒刻劃出無(wú)數(shù)極細(xì)的刻痕形成的，工件單位面積上通過(guò)的砂粒數(shù)越多，則刻痕刻痕形成的，工件單位面積上通過(guò)的砂粒數(shù)越多，則刻痕越多，刻痕的等高性越好，表面粗糙度值越小。越

14、多，刻痕的等高性越好，表面粗糙度值越小。v砂輪轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被磨表面的磨粒數(shù)越多，砂輪轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被磨表面的磨粒數(shù)越多，表面粗糙度值就越小。表面粗糙度值就越小。v工件轉(zhuǎn)速對(duì)表面粗糙度值的影響剛好與砂輪轉(zhuǎn)速的影響工件轉(zhuǎn)速對(duì)表面粗糙度值的影響剛好與砂輪轉(zhuǎn)速的影響相反。相反。工件轉(zhuǎn)速增大，通過(guò)加工表面的磨粒數(shù)減少，因此工件轉(zhuǎn)速增大，通過(guò)加工表面的磨粒數(shù)減少，因此表面粗糙度值增大表面粗糙度值增大。v砂輪縱向進(jìn)給量小于砂輪的寬度時(shí)，工件表面將被重疊砂輪縱向進(jìn)給量小于砂輪的寬度時(shí)，工件表面將被重疊切削，而被磨次數(shù)越多，工件表面粗糙度值就越小。切削，而被磨次數(shù)越多，工件表面粗糙度值就越

15、小。1. 磨削用量對(duì)表面粗糙度值的影響磨削用量對(duì)表面粗糙度值的影響機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量21 3. 砂輪修整砂輪修整 砂輪修整除了使砂輪具有正砂輪修整除了使砂輪具有正確的幾何形狀外，更重要的是確的幾何形狀外，更重要的是使砂輪工作表面形成排列整齊使砂輪工作表面形成排列整齊而又銳利的微刃。因此，砂輪而又銳利的微刃。因此，砂輪修整的質(zhì)量對(duì)磨削表面的粗糙修整的質(zhì)量對(duì)磨削表面的粗糙度影響很大。度影響很大。 磨粒在砂輪上的分布越均勻、磨粒在砂輪上的分布越均勻、磨粒越細(xì)，刃口的等高性越好。磨粒越細(xì)，刃口的等高性越好。則砂輪單位面積上參加磨削的則砂輪單位面積上參加磨削的磨粒越多，磨削表面上的刻痕磨粒越

16、多，磨削表面上的刻痕就越細(xì)密均勻，表面粗糙度值就越細(xì)密均勻，表面粗糙度值就越小。就越小。2. 砂輪粒度砂輪粒度機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量22（二）物理因素的影響（二）物理因素的影響-表面層金屬的塑性變形表面層金屬的塑性變形 磨削速度比一般切削速度高得多，且磨粒大多數(shù)是負(fù)前角，切磨削速度比一般切削速度高得多，且磨粒大多數(shù)是負(fù)前角，切削刃又不銳利，大多數(shù)磨粒在磨削過(guò)程中只是對(duì)被加工表面擠壓，沒(méi)削刃又不銳利，大多數(shù)磨粒在磨削過(guò)程中只是對(duì)被加工表面擠壓，沒(méi)有切削作用。加工表面在多次擠壓下出現(xiàn)溝槽與隆起，又由于磨削時(shí)有切削作用。加工表面在多次擠壓下出現(xiàn)溝槽與隆起，又由于磨削時(shí)的高溫更加劇了塑性變形，

17、故表面粗糙度值增大。的高溫更加劇了塑性變形，故表面粗糙度值增大。 1. 磨削用量磨削用量 砂輪的轉(zhuǎn)速砂輪的轉(zhuǎn)速 材料塑性變形材料塑性變形 表面粗表面粗糙度值糙度值 ；磨削深度磨削深度工件速度工件速度 塑性變形塑性變形 表面表面粗糙度值粗糙度值 ； 為提高磨削效率，通常在開(kāi)始磨削時(shí)采用為提高磨削效率，通常在開(kāi)始磨削時(shí)采用較大的徑向進(jìn)給量，而在磨削后期采用較小較大的徑向進(jìn)給量，而在磨削后期采用較小的徑向進(jìn)給量或無(wú)進(jìn)給量磨削，以減小表面的徑向進(jìn)給量或無(wú)進(jìn)給量磨削，以減小表面粗糙度值。粗糙度值。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量232. 砂輪的選擇砂輪的選擇砂輪粒度。磨粒太細(xì)，砂輪易砂輪粒度。磨粒太細(xì)，砂

18、輪易被磨屑堵塞，使表面粗糙度值增被磨屑堵塞，使表面粗糙度值增大，若導(dǎo)熱情況不好，還會(huì)燒傷大，若導(dǎo)熱情況不好，還會(huì)燒傷工件表面。工件表面。砂輪硬度。砂輪硬度。太硬，太硬，磨粒脫落磨粒脫落,表表面粗糙度增大；太軟，磨粒脫落面粗糙度增大；太軟，磨粒脫落,使表面粗糙度值使表面粗糙度值增大增大。硬度合適、。硬度合適、自勵(lì)性好自勵(lì)性好ra砂輪組織。緊密組織在精密磨獲砂輪組織。緊密組織在精密磨獲得高精度和較小的表面粗糙度值；得高精度和較小的表面粗糙度值；疏松組織不易堵塞。疏松組織不易堵塞。砂輪材料。砂輪材料。氧化物（剛玉）砂輪磨鋼類(lèi)零件；碳化物（碳化硅、碳化硼）砂輪磨鑄鐵、硬質(zhì)合金等；高硬材料（人造金剛石、

19、立方氮化硼）砂輪可獲極小表面粗糙度值，成本高。磨削液。磨削液。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量24影響磨削加工表面影響磨削加工表面粗糙度的因素粗糙度的因素粒度ra 金剛石筆鋒利，修正導(dǎo)程、徑向進(jìn)給量 ra磨粒等高性ra硬度鈍化磨粒脫落 ra硬度磨粒脫落ra硬度合適、自勵(lì)性好ra太硬、太軟、韌性、導(dǎo)熱性差 ra砂輪粒度砂輪粒度工件材料性質(zhì)工件材料性質(zhì)砂輪修正砂輪修正磨削用量磨削用量砂輪硬度砂輪硬度砂輪v raap、工件v 塑變 ra粗磨ap生產(chǎn)率精磨ap ra(ap=0光磨) 影響磨削加工表面粗糙度的因素影響磨削加工表面粗糙度的因素機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量25三、表面粗糙度和表面微觀形貌的測(cè)

20、量比較法觸針?lè)ū砻嫖⒂^形貌機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量26影響表面層物理力學(xué)性能的主要因素表面物理力學(xué)表面物理力學(xué)性能性能影響金相組織變化影響金相組織變化因素因素影響顯微硬度因素影響顯微硬度因素影響殘余應(yīng)力因素影響殘余應(yīng)力因素塑變引起的冷硬金相組織變化引起的硬度變化冷塑性變形熱塑性變形金相組織變化切削熱3.3 影響表層金屬力學(xué)物理性能的工藝因素及其改善措施影響表層金屬力學(xué)物理性能的工藝因素及其改善措施機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量27一、加工一、加工 表面層的冷作硬化表面層的冷作硬化（一）表面層加工硬化的產(chǎn)生（一）表面層加工硬化的產(chǎn)生定義：機(jī)械加工時(shí)，工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的

21、塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，從而使表面層的強(qiáng)度和硬度增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為加工硬化，又稱(chēng)冷作硬化和強(qiáng)化。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量28衡量表面層加工硬化程度的指標(biāo)衡量表面層加工硬化程度的指標(biāo)有下列三項(xiàng)： 1）表面層的顯微硬度hv；2）硬化層深度h；3）硬化程度nn=(hv-hv0)/hv0100 （3-3） 式中 hv0工件原表面層的顯微硬度。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量29（二）影響切削加工表面冷作硬化的因素（二）影響切削加工表面冷作硬化的因素 (2)刀具幾何形狀的影響刀具幾何形狀的影響切削刃切削刃 r、前角、前角、后面磨損量、后面磨損量vb 表層

22、金屬的塑變加劇表層金屬的塑變加劇冷硬冷硬(1)切削用量的影響切削用量的影響 切削速度切削速度v塑變塑變冷硬冷硬 f切削力切削力塑變塑變冷硬冷硬工件材料性能的影響工件材料性能的影響 材料塑性材料塑性冷硬冷硬機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量30（三）影響磨削加工表面冷作硬化的因素（三）影響磨削加工表面冷作硬化的因素1.工件材料性能的影響工件材料性能的影響 材料塑性材料塑性 、導(dǎo)熱性、導(dǎo)熱性 冷硬冷硬2.磨削用量的影響磨削用量的影響背吃刀量背吃刀量磨削力磨削力、塑變、塑變冷硬冷硬縱向進(jìn)給速度縱向進(jìn)給速度磨削力磨削力 冷硬冷硬工件轉(zhuǎn)速工件轉(zhuǎn)速弱化弱化冷硬冷硬 磨削速度磨削速度塑變塑變、弱化、弱化 冷硬冷

23、硬3.砂輪粒度的影響砂輪粒度的影響砂輪粒度砂輪粒度 每顆磨粒載荷每顆磨粒載荷冷硬冷硬（四）冷作硬化程度的測(cè)量方法機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量31 切削加工中，由于切削熱的作用，在工件的加工區(qū)及其鄰近區(qū)域產(chǎn)生了一定的溫升。 磨削加工時(shí)，表面層有很高的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到相變臨界點(diǎn)時(shí)，表層金屬就發(fā)生金相組織變化，強(qiáng)度和硬度降低、產(chǎn)生殘余應(yīng)力、甚至出現(xiàn)微觀裂紋，使工件表面呈現(xiàn)氧化膜顏色。這種現(xiàn)象稱(chēng)磨削燒傷磨削燒傷。 二、表層金屬的金相組織變化二、表層金屬的金相組織變化（一）機(jī)械加工表面層金相組織變化機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量32 1）淬火燒傷淬火燒傷 2）回火燒傷回火燒傷 3）退火燒傷退火燒傷 磨

24、削時(shí)，如果工件表面層溫度只是超過(guò)原來(lái)的回火溫度，則表層原來(lái)的回火馬氏體組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象而轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火組織（索氏體或屈氏體），這種現(xiàn)象稱(chēng)為回火燒傷。磨削時(shí)，當(dāng)工件表面層溫度超過(guò)相變臨界溫度時(shí)，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。若此時(shí)無(wú)冷卻液，表層金屬空冷冷卻比較緩慢而形成退火組織。硬度和強(qiáng)度均大幅度下降。這種現(xiàn)象稱(chēng)為退火燒傷。淬火鋼在磨削時(shí)，由于磨削條件不同，產(chǎn)生的磨削磨削燒傷有三種形式燒傷有三種形式： 磨削時(shí)工件表面溫度超過(guò)相變臨界溫度時(shí)，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。在冷卻液作用下，工件最外層金屬會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織。其硬度比原來(lái)的回火馬氏體高，但很薄，其下為硬度較低的回火索氏體和屈氏體。由于二次

25、淬火層極薄，表面層總的硬度是降低的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為淬火燒傷。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量33合理選擇磨削用量合理選擇磨削用量砂輪與工件材料砂輪與工件材料改善冷卻條件改善冷卻條件1）砂輪轉(zhuǎn)速 磨削燒傷2）徑向進(jìn)給量fp 磨削燒傷3） 軸向進(jìn)給量fa磨削燒傷4）工件速度vw磨削燒傷1)磨削時(shí)，砂輪表面上磨粒的切削刃口鋒利磨削力磨削區(qū)的溫度2)磨削導(dǎo)熱性差的材料(耐熱鋼、軸承鋼、不銹鋼)磨削燒傷3)應(yīng)合理選擇砂輪的硬度、結(jié)合劑和組織磨削燒傷 采用內(nèi)冷卻法 磨削燒傷 （二）減少磨削燒傷的工藝途徑采用開(kāi)槽砂輪采用開(kāi)槽砂輪間斷磨削受熱磨削燒傷機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量34三、表面層殘余應(yīng)力三、表面層殘

26、余應(yīng)力定義： 機(jī)械加工中工件表面層組織發(fā)生變化時(shí)，在表面層及其與基體材料的交界處會(huì)產(chǎn)生互相平衡的彈性力。這種應(yīng)力即為表面層的殘余應(yīng)力。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量35（一）表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生的原因（一）表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生的原因 1）冷態(tài)塑變）冷態(tài)塑變 工件表面受到擠壓與摩擦，表層產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑變，工件表面受到擠壓與摩擦，表層產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑變，基體仍處于彈性變形狀態(tài)。基體仍處于彈性變形狀態(tài)。切削后，表層產(chǎn)生殘切削后，表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，而在里層產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力余壓應(yīng)力，而在里層產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。 2）熱態(tài)塑變）熱態(tài)塑變 表層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力表層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生產(chǎn)生殘余

27、壓應(yīng)力 3）金相組織變化）金相組織變化 比容大的組織比容大的組織比容小的組織比容小的組織體積收縮，產(chǎn)生拉體積收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，反之，產(chǎn)生壓應(yīng)力。（密度小，比容大）應(yīng)力，反之，產(chǎn)生壓應(yīng)力。（密度小，比容大）機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量36磨削裂紋的產(chǎn)生磨削裂紋的產(chǎn)生 磨削裂紋和殘余應(yīng)力有著十分密切的關(guān)系。在磨削磨削裂紋和殘余應(yīng)力有著十分密切的關(guān)系。在磨削過(guò)程中，當(dāng)工件表面層產(chǎn)生的殘余應(yīng)力超過(guò)工件材料的強(qiáng)過(guò)程中，當(dāng)工件表面層產(chǎn)生的殘余應(yīng)力超過(guò)工件材料的強(qiáng)度極限時(shí)，工件表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋。磨削裂紋常與燒傷同度極限時(shí)，工件表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋。磨削裂紋常與燒傷同時(shí)出現(xiàn)。時(shí)出現(xiàn)。 機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面

28、質(zhì)量37 機(jī)械加工后工件表面層的殘余應(yīng)力是冷態(tài)塑性變形、熱態(tài)塑性變形和金相組織變化的綜合結(jié)果。 切削加工時(shí)起主要作用的往往是冷態(tài)塑性變形，表面層常產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力。（二）影響表層金屬殘余應(yīng)力的工藝因素（二）影響表層金屬殘余應(yīng)力的工藝因素機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量38（三）影響磨削殘余應(yīng)力的工藝因素（三）影響磨削殘余應(yīng)力的工藝因素 磨削加工中，塑性變形大且熱量大，工件表面溫度高，熱因素和塑性變形對(duì)磨削表面殘余應(yīng)力的影響均較大。若熱因素主導(dǎo)，工件表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力；若塑性變形主導(dǎo)，工件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力；當(dāng)工件表面溫度超過(guò)相變溫度且又冷卻充分時(shí)，工件表面出現(xiàn)淬火燒傷，此時(shí)金相組織變化起主要作用

29、，工件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。 精細(xì)磨削時(shí)，塑性變形起主導(dǎo)作用，工件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量39（四）工件最終工序加工方法的選擇（四）工件最終工序加工方法的選擇考慮零件具體工作條件及零件可能的破壞形式。交變載荷作用下，拉應(yīng)力造成微觀裂紋擴(kuò)大，導(dǎo)致零件斷裂破壞。壓應(yīng)力加工方法。滑動(dòng)表面，抵抗磨損，拉應(yīng)力加工方法。表3-3 各種加工方法在工件表面上殘留的內(nèi)應(yīng)力機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量40四、表面強(qiáng)化工藝四、表面強(qiáng)化工藝指通過(guò)冷壓加工的方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以減小表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的表面強(qiáng)化工藝。滾壓機(jī)軋輥表面強(qiáng)化滾壓機(jī)軋輥表

30、面強(qiáng)化機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量41（一） 噴丸強(qiáng)化機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量42 噴丸強(qiáng)化是利用大量快速運(yùn)動(dòng)的珠丸打擊被加工工件表面，使工件表面產(chǎn)生冷硬層和壓縮殘余應(yīng)力，珠丸擠壓工件表面的狀態(tài), 可顯著提高零件的疲勞強(qiáng)度。 珠丸珠丸可以是鑄鐵的，也可以是切成小段的鋼絲（使用一段時(shí)間后，自然變成球狀）。對(duì)于鋁質(zhì)工件，為避免表面殘留鐵質(zhì)微粒而引起電解腐蝕，宜采用鋁丸或玻璃丸。珠丸的直徑一般為0.24mm，對(duì)于尺寸較小、表面粗糙度值較小的工件，采用直徑較小的珠丸。 噴丸強(qiáng)化主要用于強(qiáng)化形狀復(fù)雜或不宜用其它方法強(qiáng)化的工件，如板彈簧、螺旋彈簧、連桿、齒輪、焊縫等。經(jīng)噴丸加工后的表面，硬化層深度

31、可達(dá)0.7mm，零件表面粗糙度值可由ra52.5m 減小到ra0.630.32m ，可幾倍甚至幾十倍幾倍甚至幾十倍地提高零件的使用壽命地提高零件的使用壽命。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量43（二）滾壓加工飛機(jī)起落架螺栓機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量44 滾壓加工是利用經(jīng)過(guò)淬火和精細(xì)研磨過(guò)的滾輪或滾珠，在常溫狀態(tài)下對(duì)金屬表面進(jìn)行擠壓，使受壓點(diǎn)產(chǎn)生彈性和塑性變形，表層的凸起部分向下壓，凹下部分向上擠，逐漸將前工序留下的波峰壓平，降低了表面粗糙度；同時(shí)它還能使工件表面產(chǎn)生硬化層和殘余壓應(yīng)力。因此提高了零件的承載能力和疲勞強(qiáng)度。 滾壓加工可以加工外圓、孔、平面及成型表面，通常在普通車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床或自動(dòng)

32、車(chē)床上進(jìn)行。典型的滾壓加工示意圖。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量45振動(dòng)會(huì)在工件加工表面出現(xiàn)振紋，降低了工件的加工精度和表面振動(dòng)會(huì)在工件加工表面出現(xiàn)振紋，降低了工件的加工精度和表面質(zhì)量；質(zhì)量； 振動(dòng)會(huì)引起刀具崩刃打刀現(xiàn)象并加速刀具或砂輪的磨損；振動(dòng)會(huì)引起刀具崩刃打刀現(xiàn)象并加速刀具或砂輪的磨損；振動(dòng)使機(jī)床連接部分松動(dòng)，影響運(yùn)動(dòng)副的工作性能，并導(dǎo)致機(jī)床振動(dòng)使機(jī)床連接部分松動(dòng)，影響運(yùn)動(dòng)副的工作性能，并導(dǎo)致機(jī)床喪失精度；喪失精度； 強(qiáng)烈的振動(dòng)及伴隨而來(lái)的噪聲，還會(huì)污染環(huán)境，危害操作者的身強(qiáng)烈的振動(dòng)及伴隨而來(lái)的噪聲，還會(huì)污染環(huán)境，危害操作者的身心健康。為減小加工過(guò)程中的振動(dòng)，有時(shí)不得不降低切削用量，使機(jī)

33、心健康。為減小加工過(guò)程中的振動(dòng)，有時(shí)不得不降低切削用量，使機(jī)械加工生產(chǎn)率降低。械加工生產(chǎn)率降低。一、機(jī)械加工中的振動(dòng)現(xiàn)象一、機(jī)械加工中的振動(dòng)現(xiàn)象1、振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工的影響、振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工的影響3.4 3.4 機(jī)械加工中的振動(dòng)機(jī)械加工中的振動(dòng)機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量46機(jī)械加工振動(dòng)機(jī)械加工振動(dòng)自激振動(dòng)自激振動(dòng)自由振動(dòng)自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)當(dāng)系統(tǒng)受到初始干擾力激勵(lì)破壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠彈性恢復(fù)力來(lái)維持的振動(dòng)稱(chēng)為自由振動(dòng)。由于總存在阻尼，自由振動(dòng)將逐漸衰減。(占5%)系統(tǒng)在周期性激振力(干擾力)持續(xù)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)，稱(chēng)為強(qiáng)迫振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程是諧振動(dòng)，只要有激振力存在振動(dòng)系統(tǒng)就不會(huì)

34、被阻尼衰減掉。(占35%)在沒(méi)有周期性干擾力作用的情況下，由振動(dòng)系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力所激發(fā)和維持的振動(dòng)，稱(chēng)為自激振動(dòng)。切削過(guò)程中產(chǎn)生的自激振動(dòng)也稱(chēng)為顫振。(占65%)機(jī)械加工中振動(dòng)的種類(lèi)及其主要特點(diǎn)機(jī)械加工中振動(dòng)的種類(lèi)及其主要特點(diǎn)機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量47（一）強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因（一）強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因系統(tǒng)外部的周期性干擾力系統(tǒng)外部的周期性干擾力機(jī)外振源（通過(guò)地基）、機(jī)內(nèi)震源機(jī)外振源（通過(guò)地基）、機(jī)內(nèi)震源旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量偏心旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷油泵排出的壓力油脈動(dòng)性油泵排出的壓力油脈動(dòng)性切削過(guò)程的間隙特性切削過(guò)程的間隙特性 往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)二、機(jī)械加工過(guò)程中的強(qiáng)

35、迫振動(dòng)與控制二、機(jī)械加工過(guò)程中的強(qiáng)迫振動(dòng)與控制機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量481）強(qiáng)迫振動(dòng)是由周期性激振力引起的，不會(huì)被阻尼衰減掉，振動(dòng)本身也不能使激振力變化。2）強(qiáng)迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率與外界激振力的頻率相同，而與系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。3）強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值既與激振力的幅值有關(guān)，又與工藝系統(tǒng)的特性有關(guān)。 激振力的影響。 a0 = f/k（二）（二）強(qiáng)迫振動(dòng)的特征強(qiáng)迫振動(dòng)的特征機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量49）當(dāng)）當(dāng)0時(shí)，時(shí)， 1， 0.60.7，準(zhǔn)靜態(tài)區(qū)，在該區(qū)增，準(zhǔn)靜態(tài)區(qū)，在該區(qū)增加系統(tǒng)靜剛度，可減小振動(dòng)。加系統(tǒng)靜剛度，可減小振動(dòng)。）當(dāng)）當(dāng) 1時(shí)，時(shí)， 會(huì)急劇增大，此現(xiàn)象稱(chēng)為會(huì)急劇增大，此現(xiàn)象稱(chēng)為

36、共振共振，0.7 1.4的區(qū)域稱(chēng)為共振區(qū)，在該區(qū)增大阻尼的區(qū)域稱(chēng)為共振區(qū)，在該區(qū)增大阻尼共振共振）當(dāng)）當(dāng) 1時(shí)，時(shí)， 0， 1.4區(qū)域稱(chēng)為慣性區(qū)，在該區(qū)域稱(chēng)為慣性區(qū)，在該區(qū)增加振動(dòng)體的質(zhì)量，可減小振動(dòng)振幅。區(qū)增加振動(dòng)體的質(zhì)量，可減小振動(dòng)振幅。2220)2()1 (1aa 頻率比的影響機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量50三、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)（顫振）三、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)（顫振） 在實(shí)際加工過(guò)程中，由于偶然的外界干擾（如工件材料硬度不均、加工余量有變化等），會(huì)使切削力發(fā)生變化，從而使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生自由振動(dòng)。系統(tǒng)的振動(dòng)必然會(huì)引起工件、刀具間的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化，這一變化若又引起切削力的波動(dòng)，則

37、使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)。因此通常將自激振動(dòng)看成是由振動(dòng)系統(tǒng)（工藝系統(tǒng)）和調(diào)節(jié)系統(tǒng)（切削過(guò)程）兩個(gè)環(huán)節(jié)組成的一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。 激勵(lì)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的交變力是由切削過(guò)程本切削過(guò)程本身身產(chǎn)生的，而切削過(guò)程同時(shí)又受工藝系統(tǒng)的振動(dòng)的控制，工藝系統(tǒng)的振動(dòng)一旦停止，動(dòng)態(tài)切削力也就隨之消失。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量51不衰減的振動(dòng)不衰減的振動(dòng)自激振動(dòng)自激振動(dòng)特點(diǎn)特點(diǎn)它由振動(dòng)過(guò)程本身引起它由振動(dòng)過(guò)程本身引起切削力周期性變化，從切削力周期性變化，從不具備交變特性的能源不具備交變特性的能源中周期獲得能量，使振中周期獲得能量，使振動(dòng)得以維持。動(dòng)得以維持。自激振動(dòng)由振動(dòng)系統(tǒng)本自激振動(dòng)由振動(dòng)系統(tǒng)本身參數(shù)決定，與強(qiáng)迫振

38、身參數(shù)決定，與強(qiáng)迫振動(dòng)顯著不同。動(dòng)顯著不同。自由振動(dòng)自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減，受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動(dòng)不會(huì)因阻尼而自激振動(dòng)不會(huì)因阻尼存在而衰減。存在而衰減。自激振動(dòng)的頻率接近于系統(tǒng)自激振動(dòng)的頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率，即顫振頻率取的固有頻率，即顫振頻率取決于振動(dòng)系統(tǒng)的固有特性。決于振動(dòng)系統(tǒng)的固有特性。這與自由振動(dòng)相似，而與強(qiáng)這與自由振動(dòng)相似，而與強(qiáng)迫振動(dòng)根本不同迫振動(dòng)根本不同e a1 a0 a2 ae-e+f自自=f固固取決于一周期獲得的能量取決于一周期獲得的能量取決于切削過(guò)程本身取決于切削過(guò)程本身自激振動(dòng)的特征自激振動(dòng)的特征 機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量52自激振動(dòng)的激振機(jī)理：再

39、生原理、振型耦合原理、負(fù)摩擦原理、滯后原理。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量53四、機(jī)械加工振動(dòng)的診斷技術(shù)四、機(jī)械加工振動(dòng)的診斷技術(shù)機(jī)械加工中產(chǎn)生振動(dòng)分兩大類(lèi)：強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振機(jī)械加工中產(chǎn)生振動(dòng)分兩大類(lèi)：強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)（顫振）。自激振動(dòng)（顫振）又分動(dòng)（顫振）。自激振動(dòng)（顫振）又分4種類(lèi)型。種類(lèi)型。機(jī)械加工振動(dòng)診斷機(jī)械加工振動(dòng)診斷：（1）分清強(qiáng)迫、自激振動(dòng)）分清強(qiáng)迫、自激振動(dòng)（2）進(jìn)一步分清自激振動(dòng)）進(jìn)一步分清自激振動(dòng)1強(qiáng)迫振動(dòng)診斷強(qiáng)迫振動(dòng)診斷診斷依據(jù)診斷依據(jù)：強(qiáng)迫振動(dòng)頻率和外界干擾力頻率相同：強(qiáng)迫振動(dòng)頻率和外界干擾力頻率相同（或整數(shù)倍）。（或整數(shù)倍）。強(qiáng)迫振動(dòng)診斷方法和診斷步驟強(qiáng)迫振動(dòng)診斷方

40、法和診斷步驟：(1)現(xiàn)場(chǎng)加工振動(dòng)信號(hào)提取現(xiàn)場(chǎng)加工振動(dòng)信號(hào)提取(2)頻譜分析頻譜分析(3)環(huán)境試驗(yàn)，查機(jī)外振源（停機(jī)）環(huán)境試驗(yàn)，查機(jī)外振源（停機(jī)）(4)空轉(zhuǎn)試驗(yàn)，查機(jī)內(nèi)振源（空轉(zhuǎn)，不加工）空轉(zhuǎn)試驗(yàn)，查機(jī)內(nèi)振源（空轉(zhuǎn)，不加工）(5)查干擾力源，確定機(jī)內(nèi)震源查干擾力源，確定機(jī)內(nèi)震源機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量54 （1)1)時(shí)域分析法時(shí)域分析法（直觀） 了解信號(hào)的幅值和時(shí)間的關(guān)系，確定振動(dòng)的程度，設(shè)備是否有故障及嚴(yán)重程度。不能確定故障部位（特征量的統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析等、均值、有效值、均方根值、方差等）。（2)2)頻域分析法頻域分析法(了解信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)，尋找故障源) 幅值譜分析-應(yīng)用傅里葉變換、傅

41、里葉傅里葉積分將時(shí)域信號(hào)變?yōu)轭l域信號(hào)。 功率譜分析-在頻域中對(duì)信號(hào)能量或功率分布情況的描述。 濾波譜-分析平穩(wěn)性故障信號(hào) 解調(diào)譜-分析沖擊性故障信號(hào)機(jī)械振動(dòng)故障診斷信號(hào)分析方法機(jī)械振動(dòng)故障診斷信號(hào)分析方法機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量552控制自激振動(dòng)的途徑控制自激振動(dòng)的途徑抑制自激振動(dòng)途徑抑制自激振動(dòng)途徑v=3070m/min自振f自振；保證ra時(shí)f提高機(jī)床抗振性提高刀具抗振性（采用消振刀具）提高工件安裝剛性根據(jù)振型耦合原理，工藝系統(tǒng)的振動(dòng)還受到各振型的剛度比及其組合的影響。合理調(diào)整它們之間的關(guān)系，就可以有效地提高系統(tǒng)的抗振性，抑制自激振動(dòng)。（削扁鏜桿試驗(yàn)）提高工藝系統(tǒng)抗振性提高工藝系統(tǒng)抗振

42、性合理選擇切削用量合理選擇切削用量合理選擇刀具參數(shù)合理選擇刀具參數(shù)采用變速切削采用變速切削采用采用減振裝置減振裝置合理調(diào)整主振模態(tài)合理調(diào)整主振模態(tài)剛度比及其組合剛度比及其組合前角、主偏角自振后角自振；但太小時(shí)自振抑制再生顫振方法用于工藝系統(tǒng)剛性較好的場(chǎng)合。機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量56減振裝置減振裝置1） 阻尼器的原理及應(yīng)用阻尼器的原理及應(yīng)用 利用固體或液體的阻利用固體或液體的阻尼來(lái)消耗振動(dòng)的能量，尼來(lái)消耗振動(dòng)的能量，實(shí)現(xiàn)減振。實(shí)現(xiàn)減振。2） 吸振器的原理及應(yīng)用吸振器的原理及應(yīng)用動(dòng)力吸振器動(dòng)力吸振器摩擦減震器摩擦減震器沖擊吸振器沖擊吸振器機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量57阻尼器減振裝置機(jī)械

43、制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量58 用于鏜刀桿的 動(dòng)力吸振器 沖擊式吸振器 1自由質(zhì)量 2彈簧 3螺釘機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量59n加工表面質(zhì)量（表面粗糙度、波度、紋理方向、表面缺陷）及其對(duì)使用性能的影響n影響加工表面粗糙度的工藝因素（幾何、物理）及其改善措施n影響表層金屬力學(xué)物理性能（冷作硬化、表層金相組織變化、殘余應(yīng)力，表面強(qiáng)化工藝）的工藝因素及其改善措施n機(jī)械加工中的振動(dòng)：強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)習(xí)題習(xí)題p140頁(yè)頁(yè)第第1，3，7，16，18，21，22題題本章小結(jié)本章小結(jié)機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量60機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量61機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量62圖圖 加工變質(zhì)層加

44、工變質(zhì)層機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量63圖3-6 車(chē)削、刨削時(shí)殘留面積高度機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量64圖3-7 加工塑性材料時(shí)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量65機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量66砂輪上的磨粒機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量67 圖3-23 內(nèi)冷卻裝置1錐形蓋 2通道孔 3砂輪中心孔 4有徑向小孔的薄壁套機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量68 圖3-24 開(kāi)槽砂輪 a） 槽均勻分布 b）槽均勻分布 機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量69圖3-19 切削熱在表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的示意圖機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量70圖3-25 滾壓加工原理機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量71機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量72機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量73圖圖3-32 自激振動(dòng)系統(tǒng)的組成自激振動(dòng)系統(tǒng)的組成機(jī)械制造工藝3機(jī)械加工表面質(zhì)量74 如圖4-27a所示為單自由度機(jī)械加工振動(dòng)模型。設(shè)工件系統(tǒng)為絕對(duì)剛體，振動(dòng)系統(tǒng)與刀架相連，且只在y方向作單自由度振動(dòng)。 在背向力fp作用下，刀具作切入、切出運(yùn)動(dòng)（振動(dòng)）。刀架振動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)還有f彈作用在它上面。y越大，f彈