new機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第7章2ppt課件

1、7.4.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量概述機(jī)械加工表面質(zhì)量概述表面質(zhì)量是指零件加工后的表面層狀態(tài)表面質(zhì)量是指零件加工后的表面層狀態(tài)表面質(zhì)量影響零件的工作性能、可靠性、表面質(zhì)量影響零件的工作性能、可靠性、壽命壽命加工表面質(zhì)量表面粗糙度表面粗糙度表面波度表面波度表面物理力學(xué)表面物理力學(xué)性能的變化性能的變化表面微觀幾表面微觀幾何形狀特征何形狀特征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)力表面層金相表面層金相組織的變化組織的變化表面粗糙度對零件耐磨性的影響表面粗糙度對零件耐磨性的影響 表面粗糙度太大和太小都不耐磨表面粗糙度太大和太小都不耐磨v表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)，表面粗糙度的

2、最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)，v載荷加大時，磨損曲線向上、向右移動，最佳表面載荷加大時，磨損曲線向上、向右移動，最佳表面粗糙度值也隨之右移。粗糙度值也隨之右移。 1. 表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響 RaSrP耐磨性差耐磨性差如圖如圖7-30所示所示q表面紋理形狀對耐磨性的影響表面紋理形狀對耐磨性的影響 運動方向與刀紋方向一致的運動方向與刀紋方向一致的, , 耐磨性較好；耐磨性較好；運動方向與刀紋方向垂直的運動方向與刀紋方向垂直的, , 耐磨性較差；耐磨性較差； 圓弧狀、凹坑狀的優(yōu)于尖峰狀的；圓弧狀、凹坑狀的優(yōu)于尖峰狀的；q刀紋方向?qū)δ湍バ缘挠绊懙都y方向?qū)δ湍バ缘挠绊憴M向橫向縱向縱向表面層的冷作

3、硬化對零件耐磨性的影響表面層的冷作硬化對零件耐磨性的影響適當(dāng)?shù)睦渥饔不m當(dāng)?shù)睦渥饔不@微硬度顯微硬度零件的耐磨性零件的耐磨性過度的冷作硬化過度的冷作硬化金屬組織金屬組織“疏松疏松”表面產(chǎn)生裂紋表面產(chǎn)生裂紋在相對運動中可能會產(chǎn)生金屬剝落在相對運動中可能會產(chǎn)生金屬剝落零件磨損零件磨損工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長、纖維化甚至碎化，格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長、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)象稱為加工硬化，又從而使表面層的強(qiáng)度和硬度增加，這種現(xiàn)象稱為加工

4、硬化，又稱冷作硬化和強(qiáng)化。稱冷作硬化和強(qiáng)化。2. 表面質(zhì)量對零件配合性質(zhì)的影響表面質(zhì)量對零件配合性質(zhì)的影響表面粗糙度的大小影響表面的配合質(zhì)量表面粗糙度的大小影響表面的配合質(zhì)量 在間隙配合時在間隙配合時, , 太大的表面粗糙度使運動后的間隙太大的表面粗糙度使運動后的間隙越來越大；越來越大； 過盈配合時過盈配合時, , 減小了過盈量減小了過盈量, , 使配合不穩(wěn)定使配合不穩(wěn)定. .3. 表面質(zhì)量對零件疲勞性能的影響表面質(zhì)量對零件疲勞性能的影響表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好；越好；表面粗糙度對零件疲勞強(qiáng)度的影響表面粗糙度對零件疲勞強(qiáng)度的影

5、響表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。 殘余應(yīng)力與冷作硬化對疲勞強(qiáng)度的影響殘余應(yīng)力與冷作硬化對疲勞強(qiáng)度的影響 l殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力阻止的裂紋擴(kuò)展阻止的裂紋擴(kuò)展延緩疲勞裂紋的擴(kuò)延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展展零件的疲勞強(qiáng)度。零件的疲勞強(qiáng)度。拉應(yīng)力和壓應(yīng)力拉應(yīng)力和壓應(yīng)力l殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展擴(kuò)展降低疲勞強(qiáng)度降低疲勞強(qiáng)度l適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。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)力殘余應(yīng)力: : 4. 4. 表面質(zhì)量對零件抗腐蝕性能的影響表面質(zhì)量對零件抗腐蝕性能的影響表面粗糙

6、度對零件耐腐蝕性能的影響表面粗糙度對零件耐腐蝕性能的影響表面殘余應(yīng)力對零件耐腐蝕性能的影響表面殘余應(yīng)力對零件耐腐蝕性能的影響 減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。零件表面越粗糙零件表面越粗糙凹谷越深凹谷越深越容易積聚腐蝕性物越容易積聚腐蝕性物質(zhì)質(zhì)耐腐蝕性耐腐蝕性表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入零件的耐腐蝕性零件的耐腐蝕性表面質(zhì)量對零件使用性能的影響表面質(zhì)量對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

7、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疲勞強(qiáng)對疲勞強(qiáng)度的影響度的影響對耐磨性對耐磨性影響影響對耐腐蝕性對耐腐蝕性能的影響能的影響對配合質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響的影響粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度疲勞強(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)力壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之則降低耐腐蝕性反之則降低耐腐蝕性產(chǎn)生表面粗糙度的主要原因可歸納為兩方面：產(chǎn)生表面粗糙度的主要原因可歸納為兩方面：幾何因素幾何因素刀刃和工件

8、相對運動軌跡所形成的表面刀刃和工件相對運動軌跡所形成的表面粗糙度粗糙度物理因素物理因素和被加工材料性質(zhì)及切削機(jī)理有關(guān)的因和被加工材料性質(zhì)及切削機(jī)理有關(guān)的因素素（1產(chǎn)生表面粗糙度的幾何因素產(chǎn)生表面粗糙度的幾何因素(7-42 ）rrfHctgctg28fHr（7-43）,rrrkkf刀尖圓弧半徑主偏角副偏角進(jìn)給量frHvfrb）Hfa）vfrr第三塑性變形區(qū)第三塑性變形區(qū): : 已加工表面與刀具后刀面的磨擦已加工表面與刀具后刀面的磨擦, , 使工件使工件表面纖維化、加工硬化表面纖維化、加工硬化, , 加大了表面粗糙度加大了表面粗糙度積屑瘤積屑瘤: : 積屑瘤的生成與脫落周期使得已加工表面連續(xù)不斷積

9、屑瘤的生成與脫落周期使得已加工表面連續(xù)不斷的出現(xiàn)溝痕的出現(xiàn)溝痕, , 這也是為什么精加工時必須在高速和低速情況這也是為什么精加工時必須在高速和低速情況下的原因下的原因鱗刺鱗刺: : 切屑在刀具前刀面周期性的停留切屑在刀具前刀面周期性的停留, , 而且和工件本體互而且和工件本體互相牽制相牽制, , 最后在切削力的作用下發(fā)生撕裂最后在切削力的作用下發(fā)生撕裂, , 形成鱗刺形成鱗刺 實際表面粗糙度與上述理論值之間有很大出入實際表面粗糙度與上述理論值之間有很大出入, , 主要與主要與切削過程的物理因素有關(guān)切削過程的物理因素有關(guān)（2產(chǎn)生表面粗糙度的物理因素產(chǎn)生表面粗糙度的物理因素l切削用量的影響切削用量

10、的影響選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面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。粗糙度。切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小小進(jìn)給量過小，表面粗糙度會有增大的趨勢進(jìn)給量過小，表面粗糙度會有增大的趨勢進(jìn)給量進(jìn)給量表面粗糙度表面粗糙度l工件材料的性質(zhì)工件材料的性質(zhì)塑性材料：塑性塑性材料：塑性塑性變形大塑性變形大撕裂作用撕裂作用表面粗表面粗糙度加大，糙度加大，脆性材料：加工脆性材料時，其切屑呈碎粒狀，由于脆性材料：加工脆性材料時，其切屑呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點，使表面粗糙切屑的崩碎而在加工表面

11、留下許多麻點，使表面粗糙加大。加大。措施：措施：對中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，對中碳鋼和低碳鋼材料的工件，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)處理?；蛘{(diào)質(zhì)處理。切削變形切削變形表面粗糙表面粗糙度度。適當(dāng)增大刀具前角；適當(dāng)增大刀具前角；合理選擇冷卻潤滑液；合理選擇冷卻潤滑液；提高刀具刃磨質(zhì)量；提高刀具刃磨質(zhì)量；l其他因素其他因素v 砂輪速度砂輪速度v，Rav 工件速度工件速度vw，Ra v 砂輪縱向進(jìn)給砂輪縱向進(jìn)給f，Ra v 磨削深度磨削深度ap，Ra 磨削用量對表面粗糙度的影響vw = 40(m/min)

12、f = 2.36(m /min)ap = 0.01(mm)v = 50(m/s)f = 2.36(m /min)ap = 0.01(mm)v(m/s), vw(m/min)Ra(m)0304050600.51.0a）ap(mm)00.010.40.8Ra(m)00.20.60.020.030.04b）磨削用量影響磨削用量影響光磨次數(shù)-Ra關(guān)系Ra(m)01020300.020.040.06光磨次數(shù)粗粒度砂輪(WA60KV)細(xì)粒度砂輪(WA/GCW14KB)v光磨次數(shù)光磨次數(shù)，Ra3.磨削加工中影響表面粗糙度的因素磨削加工中影響表面粗糙度的因素 磨削速度越高，參與切削的磨粒數(shù)增多，可以增磨削速度

13、越高，參與切削的磨粒數(shù)增多，可以增加工件單位面積上的刻痕數(shù)，又因高速磨削時塑性變形不充分加工件單位面積上的刻痕數(shù)，又因高速磨削時塑性變形不充分表面粗糙度值小表面粗糙度值小圓周進(jìn)給速度與縱向進(jìn)給量小，單位切削面積上通過圓周進(jìn)給速度與縱向進(jìn)給量小，單位切削面積上通過的磨粒數(shù)就多，表面粗糙度值下降。的磨粒數(shù)就多，表面粗糙度值下降。光磨次數(shù)增加光磨次數(shù)增加表面粗糙度值表面粗糙度值。磨削速度磨削速度 光磨次數(shù)光磨次數(shù)工件的圓周進(jìn)給速度與縱向進(jìn)給量工件的圓周進(jìn)給速度與縱向進(jìn)給量磨削深度與工件速度增大時，將使塑性變形加劇，因磨削深度與工件速度增大時，將使塑性變形加劇，因而使表面粗糙度值增大。而使表面粗糙度值

14、增大。 砂輪的粒度：砂輪的粒度號愈大，磨粒越細(xì)，表面粗砂輪的粒度：砂輪的粒度號愈大，磨粒越細(xì)，表面粗糙度就越小。糙度就越小。砂輪的影響砂輪的影響砂輪的硬度：太硬太軟均不好，太硬，鈍化的磨粒不砂輪的硬度：太硬太軟均不好，太硬，鈍化的磨粒不易脫落；太軟，磨粒脫落太快；均會使表面粗糙度值易脫落；太軟，磨粒脫落太快；均會使表面粗糙度值加大。加大。砂輪的修整：修整質(zhì)量越高，表面粗糙度值小，外表砂輪的修整：修整質(zhì)量越高，表面粗糙度值小，外表粗糙度越好。粗糙度越好。可沖掉碎落的磨粒，減小摩擦，降低溫度，減小塑性可沖掉碎落的磨粒，減小摩擦，降低溫度，減小塑性變形，減小表面粗糙度。變形，減小表面粗糙度。冷卻潤滑

15、液影響冷卻潤滑液影響l工件材料太硬：磨粒易鈍化，鈍化的磨粒不能及時工件材料太硬：磨粒易鈍化，鈍化的磨粒不能及時脫落，工件表面受到強(qiáng)烈的摩擦和擠壓作用，塑性變脫落，工件表面受到強(qiáng)烈的摩擦和擠壓作用，塑性變形加劇，使表面粗糙度值增大；形加劇，使表面粗糙度值增大；l工件材料太軟：砂輪易堵塞，表面粗糙度值增大；工件材料太軟：砂輪易堵塞，表面粗糙度值增大；l工件材料的韌性大和導(dǎo)熱性差：會使磨粒早期崩落，工件材料的韌性大和導(dǎo)熱性差：會使磨粒早期崩落，而破壞了微刃的等高性，使表面粗糙度值增大而破壞了微刃的等高性，使表面粗糙度值增大工件材料影響工件材料影響1.影響加工表面冷作硬化的因素影響加工表面冷作硬化的因

16、素l冷作硬化及其評定參數(shù)冷作硬化及其評定參數(shù)定義：定義：切削過程中，工件表面層由于受力的作用而切削過程中，工件表面層由于受力的作用而產(chǎn)生塑性變形，使晶格嚴(yán)重扭曲、拉長、纖產(chǎn)生塑性變形，使晶格嚴(yán)重扭曲、拉長、纖維化及破碎，引起加工表面層硬度增加，即維化及破碎，引起加工表面層硬度增加，即冷作硬化或強(qiáng)化）冷作硬化或強(qiáng)化） 衡量表面層加工硬化的指標(biāo)衡量表面層加工硬化的指標(biāo)1 1表面層的顯微硬度表面層的顯微硬度HVHV；2 2硬化層深度硬化層深度h h；3 3硬化程度硬化程度NN衡量表面層加工硬化程度的指標(biāo)有下列三項：衡量表面層加工硬化程度的指標(biāo)有下列三項：N=(HV-HV0)/HV0100l影響冷作硬

17、化的主要因素影響冷作硬化的主要因素（1 1刀具的影響刀具的影響刀刃鈍圓半徑大刀刃鈍圓半徑大擠壓擠壓塑性變形塑性變形冷硬冷硬；（2 2切削用量的影響切削用量的影響切削速度增大切削速度增大刀具與工件的刀具與工件的作用時間縮短作用時間縮短冷硬層深度冷硬層深度切削速度增大切削速度增大切削熱作用時間切削熱作用時間也縮短也縮短冷硬程度冷硬程度刀具磨損刀具磨損摩擦摩擦塑性變形塑性變形冷硬冷硬。塑性越大，冷硬現(xiàn)象塑性越大，冷硬現(xiàn)象越嚴(yán)重。越嚴(yán)重。（3 3工件材料的影響工件材料的影響進(jìn)給量增大進(jìn)給量增大切削力切削力塑性變形加劇塑性變形加劇冷硬冷硬v現(xiàn)象現(xiàn)象 切削熱使被加工工件表面溫度超過金屬的相切削熱使被加工工

18、件表面溫度超過金屬的相變溫度后變溫度后, , 使表層金屬的金相組織發(fā)生變化；使表層金屬的金相組織發(fā)生變化；2.影響表面層金相組織的因素影響表面層金相組織的因素磨削燒傷磨削燒傷磨削加工時，當(dāng)被磨工件的表面層溫度達(dá)到相變臨界磨削加工時，當(dāng)被磨工件的表面層溫度達(dá)到相變臨界點時，表層金屬就發(fā)生金相組織變化，強(qiáng)度和硬度降點時，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。低、產(chǎn)生殘余應(yīng)力、甚至出現(xiàn)微觀裂紋。淬火鋼在磨削時，由于磨削條件不同，產(chǎn)生的磨削燒淬火鋼在磨削時，由于磨削條件不同，產(chǎn)生的磨削燒傷有三種形式。傷有三種形式。工件表面層溫度只是超過原來的回火溫度，則表層原工件

19、表面層溫度只是超過原來的回火溫度，則表層原來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^來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)象稱為回低的回火組織索氏體或屈氏體），這種現(xiàn)象稱為回火燒傷火燒傷.1)回火燒傷回火燒傷2)淬火燒傷淬火燒傷磨削時工件表面溫度超過相變溫度時，則馬氏體轉(zhuǎn)變磨削時工件表面溫度超過相變溫度時，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。為奧氏體。在冷卻液作用下，工件最外層金屬會出現(xiàn)二次淬火馬在冷卻液作用下，工件最外層金屬會出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，但很??；氏體組織，但很?。槐韺酉聻橛捕容^低的回火索氏體和屈氏體。表面層總表層下為硬度較低的回火索氏體和屈氏體。

20、表面層總的硬度是降低的，這種現(xiàn)象稱為淬火燒傷。的硬度是降低的，這種現(xiàn)象稱為淬火燒傷。3退火燒傷退火燒傷 磨削時，當(dāng)工件表面層溫度超過相變溫度時，磨削時，當(dāng)工件表面層溫度超過相變溫度時，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。 若此時無冷卻液，表層金屬空冷冷卻比較緩慢若此時無冷卻液，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)象稱為退火燒傷。現(xiàn)象稱為退火燒傷。l改善磨削燒傷的途徑改善磨削燒傷的途徑（1正確選擇砂輪 砂輪不能太硬；選用彈性結(jié)合劑；磨塑性材料宜選用粗磨粒砂輪。 （2合理選擇磨削用量 減小徑向進(jìn)給量；適當(dāng)增大軸向

21、進(jìn)給量。（3改善冷卻條件 高壓大流量冷卻、噴霧冷卻、內(nèi)冷卻。盡可能的減少磨削熱的產(chǎn)生；盡可能的減少磨削熱的產(chǎn)生；改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件。改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件。3.影響加工表面殘余應(yīng)力的因素影響加工表面殘余應(yīng)力的因素l產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因由于塑性變形只在表面層產(chǎn)生，表面層金屬比容增大，由于塑性變形只在表面層產(chǎn)生，表面層金屬比容增大，體積膨脹體積膨脹里層基體材料的阻礙里層基體材料的阻礙（1表面層金屬的冷態(tài)塑性變形表面層金屬的冷態(tài)塑性變形表層材料產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，表層材料產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，里層材料則產(chǎn)生與之相平衡的殘余拉應(yīng)力。里層材料則產(chǎn)生與之相平衡

22、的殘余拉應(yīng)力。在切削或磨削過程中，工件加工表面受到刀具或砂輪在切削或磨削過程中，工件加工表面受到刀具或砂輪磨粒刀面的擠壓和摩擦后，產(chǎn)生拉伸塑性變形磨粒刀面的擠壓和摩擦后，產(chǎn)生拉伸塑性變形（2表面層金屬的熱態(tài)塑性變形表面層金屬的熱態(tài)塑性變形在切削或磨削過程中，工件表面層的溫度比里層高，在切削或磨削過程中，工件表面層的溫度比里層高，表面層的熱膨脹大，但受到里層金屬的阻礙。表面層的熱膨脹大，但受到里層金屬的阻礙。加工后零件冷卻至室溫時，表面層金屬的收縮加工后零件冷卻至室溫時，表面層金屬的收縮里里層金屬的牽制層金屬的牽制表面層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力表面層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力里層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。里層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。（

23、3表面層金屬金相組織的變化表面層金屬金相組織的變化表面層金屬金相組織變化表面層金屬金相組織變化當(dāng)體積膨脹時當(dāng)體積膨脹時基體金屬基體金屬阻礙阻礙殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力體積變化體積變化密度變化密度變化表層金屬表層金屬里層金屬里層金屬當(dāng)體積收縮時當(dāng)體積收縮時基體金屬基體金屬阻礙阻礙殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力殘余壓應(yīng)力殘余壓應(yīng)力表層金屬表層金屬里層金屬里層金屬在切削或磨削的過程中，若工件表面層金屬溫度高于材料的在切削或磨削的過程中，若工件表面層金屬溫度高于材料的相變溫度，將引起金相組織的變化。相變溫度，將引起金相組織的變化。馬氏體馬氏體=7.75 t/m3 奧氏體奧氏體=7.96 t/m3

24、鐵素體鐵素體=7.88 t/m3珠光體珠光體=7.78 t/m3表層材料產(chǎn)生殘余壓拉應(yīng)力，表層材料產(chǎn)生殘余壓拉應(yīng)力，里層材料產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。里層材料產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇受交變載荷作用，最終工序應(yīng)選擇使該表面產(chǎn)生殘受交變載荷作用，最終工序應(yīng)選擇使該表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工方法。余壓應(yīng)力的加工方法。工件加工最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要，因為工件加工最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要，因為最終工序在被加工工件表面上留下的殘余應(yīng)力將直最終工序在被加工工件表面上留下的殘余應(yīng)力將直接影響機(jī)器零件的使用性能。接影響機(jī)器零件的使用性能。工件

25、加工最終工序加工方法的選擇與機(jī)器零件的失效工件加工最終工序加工方法的選擇與機(jī)器零件的失效形式密切相關(guān)。形式密切相關(guān)。選擇考慮：選擇考慮：具體工作條件和可能的破壞形式。具體工作條件和可能的破壞形式。表10表表1010機(jī)械加工過程中振動的危害機(jī)械加工過程中振動的危害v 影響加工表面粗糙度，振動頻率較低時會產(chǎn)生波度v 影響生產(chǎn)效率 v 加速刀具磨損，易引起崩刃v 影響機(jī)床、夾具的使用壽命v 產(chǎn)生噪聲污染，危害操作者健康自由振動自由振動強(qiáng)迫振動強(qiáng)迫振動自激振動自激振動7.5機(jī)械加工過程中的振動機(jī)械加工過程中的振動7.5.1機(jī)械加工過程中振動概述機(jī)械加工過程中振動概述特點：特點： 1 1交變力的存在決定

26、振動的進(jìn)行；交變力的存在決定振動的進(jìn)行； 2 2振動頻率等于激振力頻率或是它的整倍數(shù)；振動頻率等于激振力頻率或是它的整倍數(shù)； 3 3激振力頻率接近系統(tǒng)固有頻率且小阻尼時，系統(tǒng)激振力頻率接近系統(tǒng)固有頻率且小阻尼時，系統(tǒng)產(chǎn)生共振。產(chǎn)生共振。由外界周期性干擾激振力引起的一種不由外界周期性干擾激振力引起的一種不衰減振動。衰減振動。定義：定義：1 1機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡引起的振動。機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡引起的振動。2 2機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)缺陷引起的振動。機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)缺陷引起的振動。3 3切削過程中的沖擊引起的振動。切削過程中的沖擊引起的振動。4 4往復(fù)運動部件的慣性力引起的振動。往復(fù)運動部件的慣性力引起的振動。

27、振源：機(jī)外機(jī)內(nèi)振源：機(jī)外機(jī)內(nèi)機(jī)內(nèi)振源有：機(jī)內(nèi)振源有：1.切削加工過程中強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的原因切削加工過程中強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的原因 對在加工現(xiàn)場拾取的振動信號進(jìn)行頻譜分析，以對在加工現(xiàn)場拾取的振動信號進(jìn)行頻譜分析，以確定強(qiáng)迫振動的頻率成分。確定強(qiáng)迫振動的頻率成分。 對機(jī)床加工中所有可能出現(xiàn)的強(qiáng)迫振源頻率進(jìn)行對機(jī)床加工中所有可能出現(xiàn)的強(qiáng)迫振源頻率進(jìn)行估算，列出振源頻率數(shù)據(jù)表備查。估算，列出振源頻率數(shù)據(jù)表備查。 將經(jīng)過頻譜分析得到的強(qiáng)迫振動的頻率與振源頻將經(jīng)過頻譜分析得到的強(qiáng)迫振動的頻率與振源頻率數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較，找出強(qiáng)迫振動的振源。率數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較，找出強(qiáng)迫振動的振源。強(qiáng)迫振源的查找方法強(qiáng)迫振源的查找方法

28、7.5.3機(jī)械加工過程中的自激振動機(jī)械加工過程中的自激振動（顫振）（顫振）偶然因素偶然因素切削力變化切削力變化振動振動產(chǎn)生激振力產(chǎn)生激振力維持振動維持振動電動機(jī)(能源)交變切削力F(t)振動位移X(t)自激振動閉環(huán)系統(tǒng)機(jī)床振動系統(tǒng)（彈性環(huán)節(jié)）調(diào)節(jié)系統(tǒng)（切削過程）自激振動：由振動系統(tǒng)自身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維自激振動：由振動系統(tǒng)自身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種周期性振動。持的一種周期性振動。 激勵機(jī)床系統(tǒng)產(chǎn)生振動的交變力由切削過程產(chǎn)生，而激勵機(jī)床系統(tǒng)產(chǎn)生振動的交變力由切削過程產(chǎn)生，而切削過程同時又受到機(jī)床系統(tǒng)振動的影響，機(jī)床系統(tǒng)的切削過程同時又受到機(jī)床系統(tǒng)振動的影響，機(jī)床系統(tǒng)的振動一旦停止，交變切

29、削力也就隨之消失。振動一旦停止，交變切削力也就隨之消失。電動機(jī)(能源)交變切削力F(t)振動位移X(t)自激振動閉環(huán)系統(tǒng)機(jī)床振動系統(tǒng)（彈性環(huán)節(jié)）調(diào)節(jié)系統(tǒng)（切削過程）特征：特征：自激振動的頻率等于或接近于系統(tǒng)的的某一固有頻自激振動的頻率等于或接近于系統(tǒng)的的某一固有頻率，率， 與強(qiáng)迫振動有根本區(qū)別。與強(qiáng)迫振動有根本區(qū)別。自激振動振幅的增大或減小決自激振動振幅的增大或減小決定于每一振動周期中振動系統(tǒng)所定于每一振動周期中振動系統(tǒng)所獲得的能量與所消耗的能量之差。獲得的能量與所消耗的能量之差。自激振動因阻尼存在而衰減。自激振動因阻尼存在而衰減。自激振動系統(tǒng)能量關(guān)系A(chǔ) B C能量EQEE0振幅 維持自激振動

30、的能量來自機(jī)床電動機(jī)維持自激振動的能量來自機(jī)床電動機(jī) 機(jī)械加工過程中產(chǎn)生自激振動的條件機(jī)械加工過程中產(chǎn)生自激振動的條件刀具振入時，其運動方向與徑向刀具振入時，其運動方向與徑向力方向相反，力方向相反，F(xiàn)yFy作負(fù)功；作負(fù)功；即振動系統(tǒng)要消耗能量即振動系統(tǒng)要消耗能量E E消耗；消耗；刀具振出時，其運動方向與徑向刀具振出時，其運動方向與徑向力方向相同，力方向相同，F(xiàn)yFy作正功；作正功；即振動系統(tǒng)要吸收能量即振動系統(tǒng)要吸收能量E E吸收；吸收；設(shè)工件系統(tǒng)為絕對剛體，振動系設(shè)工件系統(tǒng)為絕對剛體，振動系統(tǒng)與刀架相連，且只在統(tǒng)與刀架相連，且只在y y方向作方向作單自由度振動。單自由度振動。圖圖7-35 車

31、削外圓單自由度振動系統(tǒng)模型車削外圓單自由度振動系統(tǒng)模型（2 2當(dāng)當(dāng)E E吸收吸收=E=E消耗時，因?qū)嶋H機(jī)械加工系統(tǒng)中存消耗時，因?qū)嶋H機(jī)械加工系統(tǒng)中存在阻尼，刀架系統(tǒng)在振入過程中，為克服阻尼還需在阻尼，刀架系統(tǒng)在振入過程中，為克服阻尼還需消耗能量，故刀架振動系統(tǒng)每振動一次，刀架系統(tǒng)消耗能量，故刀架振動系統(tǒng)每振動一次，刀架系統(tǒng)便會損失一部分能量。因而，刀架系統(tǒng)也不會有自便會損失一部分能量。因而，刀架系統(tǒng)也不會有自激振動產(chǎn)生。激振動產(chǎn)生。（1 1當(dāng)當(dāng)E E吸收吸收EE消耗時，由于刀架振動系統(tǒng)吸收消耗時，由于刀架振動系統(tǒng)吸收的能量小于消耗的能量，故不會產(chǎn)生自激振動。的能量小于消耗的能量，故不會產(chǎn)生自激振動。（3 3當(dāng)當(dāng)E E吸收吸收E E