機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)課件(共-58張)

1、本章要點(diǎn)機(jī)械加工誤差分析機(jī)械加工表面質(zhì)量第6章 機(jī)械加工誤差及表面質(zhì)量本章要點(diǎn)機(jī)械加工誤差分析機(jī)械加工表面質(zhì)量第6章 機(jī)械加工誤機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第6章 機(jī)械加工誤差及表面質(zhì)量The machining error and surface quality 6.1 機(jī)械加工誤差分析Mechanical processing and error analysis機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第6章 機(jī)械加工誤差及表面質(zhì)量6.1 機(jī)械6. 1.1 加工誤差的基本概念 加工精度：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的相互關(guān)系）與理想幾何參數(shù)接近程度。符合程度愈高，加工精度愈高。 加工誤差：零件加工后的實(shí)際值與理

2、想值之差稱為加工誤差。 常用加工誤差的大小來評(píng)價(jià)加工精度的高低 加工誤差越小，加工精度越高 零件的加工精度包括 尺寸精度、形狀精度、位置精度 通常尺寸精度要求高形位精度要求也越高6. 1.1 加工誤差的基本概念 加工精度：零件加工后實(shí)際6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。式中 R 球頭刀半徑； h 允許的殘留高度。例2：用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開線齒輪例1：在數(shù)控銑床上采用球頭刀銑削復(fù)雜形面零件(圖2-5)SRh圖 空間曲面數(shù)控加工（1）加工原理誤差1、工藝系統(tǒng)的幾何誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)

3、加工質(zhì)量的影響加工原理6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響機(jī)床幾何誤差機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差水平面內(nèi)直線度垂直面內(nèi)直線度前后導(dǎo)軌平行度徑向圓跳動(dòng)軸向竄動(dòng)傾角擺動(dòng)內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差（2）機(jī)床誤差 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響機(jī)床幾何6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。主軸回轉(zhuǎn)誤差可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和傾角擺動(dòng)三種基本型式。b）軸向圓跳動(dòng)a）徑向圓跳動(dòng)c）傾角擺動(dòng)圖 主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式 徑向圓跳動(dòng)主軸回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于平均回轉(zhuǎn)軸線在徑向的變動(dòng)

4、量。它主要影響圓柱面的精度。 軸向竄動(dòng)回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的軸向運(yùn)動(dòng)。它主要影響端面形狀和軸向尺寸精度。 傾角擺動(dòng)回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角度，但其交點(diǎn)位置固定不變的運(yùn)動(dòng)。在不同橫截面內(nèi)，軸心運(yùn)動(dòng)誤差軌跡相似，它影響圓柱面與端面加工精度。主軸回轉(zhuǎn)誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 主軸回 主軸采用滑動(dòng)軸承的車床類，主軸受力方向一定，主軸頸圓度誤差影響較大，軸承內(nèi)徑圓度誤差沒影響。鏜床主軸受力隨鏜刀旋轉(zhuǎn)方向不斷變化，受軸承孔誤差影響大圖 主軸采用滑動(dòng)軸承的徑向跳動(dòng)軸承誤差的影響6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 主軸采用滑動(dòng)軸承的車床類，主軸受力方

5、向一定，主軸滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響主軸精度因素也較復(fù)雜 除軸承本身精度外，與配合件精度有很大關(guān)系如主軸軸頸、支承座孔等精度6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響主軸精度因素也較復(fù)雜 除軸6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響使主軸的回轉(zhuǎn)精度不依賴于主軸圖 外圓磨床上采用固定頂尖磨削外圓柱面 圖 鏜模鏜孔 提高主軸部件的制造精度。 提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，以消除間隙6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響使主軸6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度是指機(jī)床導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合

6、程度，這兩者之間的偏差值則稱為導(dǎo)向誤差。包括：導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度 前后導(dǎo)軌平行度（扭曲）機(jī)床導(dǎo)軌誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響導(dǎo)軌導(dǎo)YyoDR水平面導(dǎo)軌水平面內(nèi)直線度圖 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度y （以臥式車床為例）y將直接反映在工件加工表面法線方向（誤差敏感方向）上，誤差R =y，對(duì)加工精度影響最大。刀尖在水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡造成工件軸向形狀誤差。6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響YyoDR水平面導(dǎo)軌水平面內(nèi)直線度圖 導(dǎo)軌在水平圖 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差z垂直平面導(dǎo)軌垂直面直線度ZdRRd/22)

7、在垂直面內(nèi)的直線度z z對(duì)工件的尺寸和形狀誤差影響比y小得多對(duì)臥式車床R z2/D 若設(shè)z= 0.1mm,D=40mm，則R =0.00025mm，影響可忽略不計(jì)。 而對(duì)平面磨床、龍門刨床誤差將直接反映在工件上。6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響圖 導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差z垂直平面導(dǎo)軌垂直面直線度 一般車床H/B2/3，外圓磨床HB，因此該項(xiàng)原始誤差對(duì)加工精度的影響很大，不可忽略，當(dāng)很小時(shí)，該誤差不顯著。圖 導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差R前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲） 前后導(dǎo)軌不平行時(shí)，加工半徑誤差 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 一般車床H/B2/3，外圓磨床HB，

8、因此該項(xiàng)原始誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差 在車螺紋、插齒、滾齒等加工時(shí)，刀具與工件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。要滿足這一要求，機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈的誤差必須控制在允許的范圍內(nèi)。（1）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差定義 指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藞?zhí)行元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。（2）機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差描述 傳動(dòng)鏈末端元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差。它的大小對(duì)車、磨、銑螺紋，滾、插、磨（展成法磨齒）齒輪等加工會(huì)影響分度精度，造成加工表面的形狀誤差，如螺距精度、齒距精度等。 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響機(jī)床傳動(dòng)6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響（3）減少傳動(dòng)鏈誤差的措施1）盡量

9、縮短傳動(dòng)鏈。 2）提高傳動(dòng)件的制造和安裝精度，尤其是末端零件的精度。 3）盡可能采用降速運(yùn)動(dòng)，且傳動(dòng)比最小的一級(jí)傳動(dòng)件應(yīng)在最后。 4）消除傳動(dòng)鏈中齒輪副的間隙。 5）采用誤差校正（補(bǔ)償）機(jī)構(gòu)。6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響（3）減6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響刀具誤差 一般刀具(如普通車刀、單刃鏜刀和平面銑刀等)的制造誤差，對(duì)加工精度沒有直接影響。一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成刀具定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、拉刀等)的尺寸誤差直接影響加工工件的尺寸精度。刀具在安裝使用中不當(dāng)將產(chǎn)生跳動(dòng)，也將影響加工形狀精度。 成形刀具(如成形車刀、成形銑刀及齒輪刀具等)的制

10、造誤差和磨損，主要影響被加工表面的形狀精度。展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等）的切削刃形狀必須是加工表面的共軛曲線。因此，切削刃的形狀誤差會(huì)影響加工表面的形狀精度。（3）工藝系統(tǒng)其他幾何誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響刀具誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響L0.056F710F7k620H 7g 6YZ圖 鉆徑向孔的夾具 夾具誤差影響加工位置精度。 與夾具有關(guān)的影響位置誤差因素包括： 通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的1/3。夾具誤差1）定位誤差和夾緊誤差2）制造誤差；3）裝配后的相對(duì)尺寸誤差；4）磨損6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生

11、的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響L0.6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響調(diào)整誤差 測(cè)量誤差。試切時(shí)與正式切削時(shí)切削厚度不同造成的誤差。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差。定程機(jī)構(gòu)誤差。樣件或樣板誤差。測(cè)量有限試件造成的誤差。a）b）圖 試切法與調(diào)整法試切法（圖 a）調(diào)整法（圖 b）測(cè)量誤差 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響調(diào)整誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、慣性力、重力、傳動(dòng)力等的作用下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了刀具和工件之間的正確的相對(duì)位置，使工件的加工精度下降。 圖 受力變形對(duì)工件精度的影響2、 工藝系統(tǒng)受力變形引

12、起的誤差6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 工件加工表面在切削力法向分力Fp的作用下，刀具相對(duì)工件在該方向上位移y的比值。（1）工藝系統(tǒng)剛度式中 k工藝系統(tǒng)剛度； Fp吃刀抗力； y 工藝系統(tǒng)位移（切削合力作用下的位移）。6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 （3）減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施提高關(guān)鍵零部件剛度合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響（3）減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施提高關(guān)鍵零部件剛度合理提高工藝系統(tǒng)中零件間的配合質(zhì)量以提高接觸剛度。 給機(jī)床部件預(yù)加載荷提

13、高工件定位基準(zhǔn)面的精度和減小它的表面粗糙度。提高接觸剛度采用合理裝夾和加工方式圖 支座零件不同安裝方法6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響提高工藝系統(tǒng)中零件間的配合質(zhì)量以提高接觸剛度。 圖 車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，采用中心架和跟刀架采用輔助支承6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響圖 車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，采用中心架和跟刀架采用輔助支承6. 1.2 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約4070%。工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱工藝系統(tǒng)熱源3、 工藝系統(tǒng)的熱變形引起的誤差 溫度場(chǎng)工藝系統(tǒng)各部

14、分溫度分布 熱平衡單位時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等，系統(tǒng)各部分溫度保持在一相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值上溫度場(chǎng)與工藝系統(tǒng)熱平衡6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響在精密加6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長(zhǎng) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度場(chǎng)和變形不均勻，對(duì)加工精度影響顯著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 / h0 1 2 3 450150100200位移 /m20406080溫升 / YX前軸承溫升圖 車床受熱變形a） 車床受熱變形形態(tài)b） 溫升與變形曲線機(jī)床熱變形特點(diǎn)車床熱變形（2）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 體

15、積大 圓柱類工件熱變形 而6級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng)0.02mm，可見熱變形的嚴(yán)重性式中 L， D 長(zhǎng)度和直徑熱變形量； L，D 工件原有長(zhǎng)度和直徑； 工件材料線膨脹系數(shù)（鋼： ）； t 溫升。 長(zhǎng)度： 直徑： 例：絲杠長(zhǎng)2m，加工過程溫升約3，熱伸長(zhǎng)量為：工件比較均勻地受熱（3）工件熱變形對(duì)加工精度的影響 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 圓柱類工件熱變形 而6級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng)0.0式中 X 變形撓度； L，S 工件原有長(zhǎng)度和厚度； 工件材料線膨脹系數(shù)； t 溫升。 板類工件單面加工時(shí)的熱變形圖 平面加工熱變形X/ 4LS此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求結(jié)果：加工時(shí)上表面升溫，工件

16、向上拱起，磨削時(shí)將中凸部分磨平，冷卻后工件下凹。例：高600mm，長(zhǎng)2000mm的床身，若上表面溫升為3，則變形量為：工件不均勻受熱6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響式中 X 變形撓度； 板類工件單面加工時(shí)的熱6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 體積小，熱容量小，達(dá)到熱平衡時(shí)間較短 溫升高，變形不容忽視（達(dá)0.03 0.05mm） 特點(diǎn)(min)圖 車刀熱變形曲線連續(xù)切削升溫曲線冷卻曲線間斷切削升溫曲線（m）maxb0c0.63max（4）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響 體積小6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加

17、工質(zhì)量的影響（5）減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑 例：立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決：采用熱空氣加熱立柱后壁。圖 均衡立柱前后壁溫度場(chǎng) 減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開。隔離熱源。充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。減少熱源發(fā)熱和隔離熱源均衡溫度場(chǎng)6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響（5）減6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響圖 支承距影響熱變形L1L2 熱對(duì)稱結(jié)構(gòu) 合理選擇裝配基準(zhǔn)高速空運(yùn)轉(zhuǎn)人為加熱采用合理結(jié)構(gòu)加速達(dá)到熱平衡6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響圖 6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響圖 鑄件殘余應(yīng)力引起變形圖 冷校直引起的殘余應(yīng)

18、力壓拉加載壓壓拉拉卸載增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序合理安排工藝過程改善零件結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因 毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力減小內(nèi)應(yīng)力措施 冷校直帶來的殘余應(yīng)力切削加工帶來的殘余應(yīng)力4、 工件內(nèi)應(yīng)力所引起的加工誤差A(yù)BC6. 1.2 加工誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工質(zhì)量的影響圖 鑄圖 反拉法切削細(xì)長(zhǎng)軸 a) 正向進(jìn)給 b) 反向進(jìn)給1. 減少誤差法6. 1.3 減少加工誤差的措施圖 反拉法切削細(xì)長(zhǎng)軸1. 減少誤差法6. 1.3 圖 絲杠加工誤差補(bǔ)償裝置1 工件 2 螺母 3 母絲杠 4 杠桿 5 校正尺 6 觸頭 7 校正曲線 附加位移螺母附加轉(zhuǎn)動(dòng)2. 誤差補(bǔ)償法6. 1.3 減少加工誤差的措施圖

19、絲杠加工誤差補(bǔ)償裝置 附加位移螺母附加轉(zhuǎn)動(dòng)2. 4. 誤差轉(zhuǎn)移法a）b）圖 轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移 1. 如鏜孔時(shí)鏜桿與主軸采用浮動(dòng)連接，使用鏜模將機(jī)床 誤差轉(zhuǎn)移到新裝置上加以控制； 2. 轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到誤差不敏感方向6. 1.3 減少加工誤差的措施4. 誤差轉(zhuǎn)移法a）b）圖 轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移5. 就地加工法（自干自）機(jī)床零件裝到工作位置上再精加工，消除誤差影響。如牛頭刨、龍門刨工作臺(tái)面裝配在自身機(jī)床上進(jìn)行“自刨自”精加工，以保證對(duì)滑枕、橫梁的平行度；平面磨床工作臺(tái)面在裝配后作“自磨自”精加工；在機(jī)床上修正卡盤平面的平直度，卡爪的同軸度a）b）圖 轉(zhuǎn)塔車床6. 1.3

20、減少加工誤差的措施5. 就地加工法（自干自）機(jī)床零件裝到工作位置上再精加工， 誤差復(fù)映，引起本工序誤差； 定位誤差擴(kuò)大，引起本工序誤差。 解決這個(gè)問題，最好是采用分組調(diào)整均分誤差的辦法。這種辦法的實(shí)質(zhì)就是把原始誤差按其大小均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n，然后按各組分別調(diào)整加工。6. 均分原始誤差6. 1.3 減少加工誤差的措施 誤差復(fù)映，引起本工序誤差；6. 均分原始誤差6.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)6.2 機(jī)械加工表面質(zhì)量Machining surface quality第6章 機(jī)械加工誤差及表面質(zhì)量The machining error and surface quality 機(jī)械

21、制造技術(shù)基礎(chǔ)6.2 機(jī)械加工表面質(zhì)量第6章 機(jī)械加工誤6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念 加工表面質(zhì)量是指機(jī)器零件加工后表面層的狀態(tài)。表面質(zhì)量表面幾何形狀誤差表面層金屬材料性能方面質(zhì)量表層加工硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力表面粗糙度波度紋理方向傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念 加工表面質(zhì)量是指6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念 加工表面的幾何形狀誤差表面粗糙度 波長(zhǎng)/波高50波度 波長(zhǎng)/波高=501000；且具有周期特性紋理方向表面缺陷 加工表面出現(xiàn)的缺陷，例如沙眼、氣孔、裂痕等6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念 加工表面的6. 2.1 機(jī)

22、械加工表面質(zhì)量的基本概念 表面層金屬的冷作硬化（簡(jiǎn)稱冷硬）：零件在機(jī)械加工中表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷態(tài)塑性變形后，引起的強(qiáng)度和硬度都有所提高的現(xiàn)象。 表面層金相組織的變化：由于切削熱引起工件表面溫升過高，表面層金屬發(fā)生金相組織變化的現(xiàn)象。 表面層殘余應(yīng)力：由于加工過程中切削變形和切削熱的影響，工件表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。表面層的物理性質(zhì)6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念 表面層金屬6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念2、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 （一）表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響（二）表面質(zhì)量對(duì)耐疲勞性的影響（三）表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響（四）表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響（五）表面質(zhì)量對(duì)其他方

23、面影響6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念2、表面質(zhì)量對(duì)零件6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念2、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 零件表面質(zhì)量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響對(duì)耐磨性影響對(duì)耐腐蝕性能的影響對(duì)工作精度的影響粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度粗糙度越大、工作精度降低殘余應(yīng)力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之則降低耐腐蝕性6. 2.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的基本概念2、表面質(zhì)量對(duì)零件圖 車削時(shí)殘留面積的高度直線刃車刀圓弧刃車刀影響因素：frRmaxvfrb）Rmaxfa）vf1、切削加工后的

24、表面粗糙度刀具幾何因素的影響6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素圖 車削時(shí)殘留面積的高度直線刃車刀圓弧刃車刀影響因素：f 切削速度影響最大：v = 2050m/min范圍，易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，表面粗糙度最差。圖 切削45鋼時(shí)切削速度與粗糙度關(guān)系100120v（m/min）020406080140表面粗糙度Rz（m）481216202428收縮系數(shù)Ks1.52.02.53.0積屑瘤高度 h（m） 0200400600hKsRz切削用量的影響6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素 切削速度影響最大：v = 2050m/min范圍，易產(chǎn)生 適當(dāng)增大刀具的前角可以減小切削時(shí)的塑性變形程度； 合理選擇

25、潤(rùn)滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量以減小切削時(shí)的塑性變形和抑制積屑瘤、鱗刺的生成，也是減小表面粗糙度值的有效措施。脆性材料：加工粗糙度比較接近理論粗糙值。韌性材料：工件材料韌性愈大，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。故對(duì)中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。 工件材料的影響刀具幾何角度、刃磨質(zhì)量，切削液等的影響6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素 適當(dāng)增大刀具的前角可以減小切削時(shí)的塑性變形程6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素2、磨削加工后的表面粗糙度 (1).磨削用量對(duì)表面粗糙度的影響 砂輪轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)越多，表

26、面粗糙度值就越小。 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。工件的轉(zhuǎn)速增大，通過加工表面的磨粒數(shù)減少，因此表面粗糙度值增大。 砂輪的縱向進(jìn)給量減小，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。切削深度增大，塑性變形隨之增大，表面粗糙度增大。6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素2、磨削加工后的表面6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素（2）. 砂輪粒度和砂輪修整對(duì)表面粗糙度的影響砂輪的粒度 砂輪的粒度號(hào)數(shù)越大，磨粒的尺寸越小，參加磨削的磨粒就越多，磨削出的表面就越光滑。砂輪的磨粒 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。則砂輪單位面積上參加磨削的磨

27、粒越多，磨削表面上的刻痕就越細(xì)密均勻，表面粗糙度值就越小。砂輪修整 砂輪修整除了使砂輪具有正確的幾何形狀外，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)磨削表面的粗糙度影響很大。6. 2.2 影響加工表面粗糙度的因素（2）. 砂輪粒度和6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介振動(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； 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)床喪失精度； 強(qiáng)烈的振動(dòng)及伴隨而來的噪聲，還會(huì)污染環(huán)境，危害操作者的身心健康。為減小加工過程中的振動(dòng)，有時(shí)不得不降低切削用量，使機(jī)械加工

28、生產(chǎn)率降低。1、振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工的影響6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介振動(dòng)會(huì)在工件加工表面出現(xiàn)振紋6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介機(jī)械加工振動(dòng)自激振動(dòng)自由振動(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)力來維持的振動(dòng)稱為自由振動(dòng)。由于總存在阻尼，自由振動(dòng)將逐漸衰減，如圖8-14a所示。(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)，稱為強(qiáng)迫振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)過程是諧振動(dòng)，只要有激振力存在振動(dòng)系統(tǒng)就不會(huì)被阻尼衰減掉。如圖8-14b所示。(占35%)在沒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)，稱為自激振動(dòng)。切削過程中產(chǎn)生的自激振動(dòng)也

29、稱為顫振。(占65%)6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介機(jī)械加工振動(dòng)自激振動(dòng)自由振動(dòng)6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介2、自由振動(dòng)工藝系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠彈性恢復(fù)力來維持的振動(dòng)稱為自由振動(dòng)。 由于系統(tǒng)中總存在由阻尼，自由振動(dòng)將逐漸衰弱，對(duì)加工影響不大。6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介2、自由振動(dòng)6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生原因 由外界周期性的干擾力（激振力）作用引起 強(qiáng)迫振動(dòng)振源：機(jī)外機(jī)內(nèi)。機(jī)外：振源均通過地基把振動(dòng)傳給機(jī)床。機(jī)內(nèi)： 1）回轉(zhuǎn)零部件質(zhì)量的不平衡 2）機(jī)床傳動(dòng)件的制造誤差和缺陷 3）切削過程中的沖擊 頻率特征：與干擾力的頻率相同，或是干擾力頻率整倍

30、數(shù) 幅值特征：與干擾力幅值、工藝系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性有關(guān)。當(dāng)干擾力頻率接近或等于工藝系統(tǒng)某一固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振 相角特征：強(qiáng)迫振動(dòng)位移的變化在相位上滯后干擾力一個(gè)角，其值與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及干擾力頻率有關(guān)。強(qiáng)迫振動(dòng)的特征6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生原因 由外界周期6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介三、 減小強(qiáng)迫振動(dòng)的措施減小激振力 調(diào)整振源頻率 提高工藝系統(tǒng)的剛度和阻尼采取隔振措施 采用減振裝置。6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介三、 減小強(qiáng)迫振動(dòng)的措施減小6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介4自激振動(dòng)的產(chǎn)生及特征 在實(shí)際加工過程中，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

31、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)（切削過程）兩個(gè)環(huán)節(jié)組成的一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，如圖所示。 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程本身產(chǎn)生的，而切削過程同時(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。6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介4自激振動(dòng)的產(chǎn)生及特征 6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介自激振動(dòng)特點(diǎn)不衰減的振動(dòng)它由振動(dòng)過程本身引起切削力周期性變化，從不具備交變特性的能源中周期獲得能量，使振動(dòng)得以維持

32、。自激振動(dòng)由振動(dòng)系統(tǒng)本身參數(shù)決定，與強(qiáng)迫振動(dòng)顯著不同。自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動(dòng)不會(huì)因阻尼存在而衰減。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)迫振動(dòng)根本不同E A1 A0 A2 AE-E+f自=f固取決于一周期獲得的能量取決于切削過程本身6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介自激振動(dòng)它由振動(dòng)過程本身引起6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介抑制自激振動(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

33、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)抗振性合理選擇切削用量合理選擇刀具參數(shù)采用變速切削采用減振裝置合理調(diào)整主振模態(tài)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。6. 2.3 機(jī)械加工振動(dòng)簡(jiǎn)介抑制自激振動(dòng)途徑V=3071 原始誤差是指產(chǎn)生加工誤差的“源誤差”，即（ ）。 機(jī)床誤差 夾具誤差 刀具誤差 工藝系統(tǒng)誤差2 誤差的敏感方向是（ ）。 主運(yùn)動(dòng)方向 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向 過刀尖的加工表面的法向 過刀尖的加工表面的切向3 在車床上就地車削（或磨削）三爪卡盤的卡爪是為了（ ）。 提高主軸回轉(zhuǎn)精度 降低三爪卡盤

34、卡爪面的表面粗糙度 提高裝夾穩(wěn)定性 保證三爪卡盤卡爪面與主軸回轉(zhuǎn)軸線同軸4 工藝系統(tǒng)剛度等于工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)剛度（ ）。 之和 倒數(shù)之和 之和的倒數(shù) 倒數(shù)之和的倒數(shù)1 原始誤差是指產(chǎn)生加工誤差的“源誤差”，即（ ）。5 影響切削殘留面積高度的因素主要包括（ ）等。 切削速度 進(jìn)給量 刀具主偏角 刀具刃傾角6 影響切削加工表面粗糙度的主要因素有（ ）等。 切削速度 切削深度 進(jìn)給量 工件材料性質(zhì)7 影響外圓磨削表面粗糙度的磨削用量有（ ）。 砂輪速度 工件速度 磨削深度 縱向進(jìn)給量8 消除或減小加工硬化的措施有 ( )等。 加大刀具前角 改善工件的切削加工性 提高刀具刃磨質(zhì)量 降低切削速度9 避免磨削燒傷、磨削裂紋的措施有