第一節(jié)表面質(zhì)量的概念表面質(zhì)量演示文稿

第一節(jié)表面質(zhì)量的概念表面質(zhì)量演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共26頁(yè)。優(yōu)選第一節(jié)表面質(zhì)量的概念表面質(zhì)量當(dāng)前2頁(yè)，總共26頁(yè)。表面質(zhì)量的含義加工表面的物理力學(xué)性能的變化：表面層因塑性變形引起的加工硬化（冷作硬化）；表面層因力或熱的作用產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；表面層因切削熱或磨削熱的作用引起的金相組織變化；當(dāng)前3頁(yè)，總共26頁(yè)。表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響對(duì)零件耐磨性的影響：表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響刀紋方向?qū)δ湍バ缘挠绊懤渥饔不瘜?duì)耐磨性的影響殘余應(yīng)力對(duì)耐磨性的影響表面為壓應(yīng)力時(shí)，耐磨性高。對(duì)零件耐疲勞性的影響：表面粗糙度對(duì)耐疲勞性的影響殘余應(yīng)力對(duì)耐疲勞性的影響冷作硬化對(duì)耐疲勞性的影響表面為壓應(yīng)力時(shí)，耐疲勞性好。冷作硬化程度↗→阻止疲勞裂紋的產(chǎn)生，耐疲勞性↗冷作硬化程度↗↗→耐疲勞性↘當(dāng)前4頁(yè)，總共26頁(yè)。表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響對(duì)零件耐腐蝕性的影響Ra值↗耐腐蝕性↙表面壓應(yīng)力表面致密耐腐蝕性↗對(duì)零件配合精度的影響實(shí)驗(yàn)研究表明：零件尺寸大于50mm時(shí)，推薦：Ra=(0.1~0.15)T零件尺寸在18~50mm時(shí)，推薦：Ra=(0.15~0.20)T零件尺寸小于18mm時(shí)，推薦：Ra=(0.20~0.25)T一定的精度應(yīng)有相應(yīng)的表面粗糙度！一定的尺寸公差要有相應(yīng)的表面粗糙度！Ra值↗→改變配合性質(zhì)當(dāng)前5頁(yè)，總共26頁(yè)。第二節(jié)影響表面質(zhì)量的因素切削加工中影響表面粗糙度的因素幾何因素：考慮刀尖圓弧角：Ra值↗當(dāng)前6頁(yè)，總共26頁(yè)。切削加工中影響表面粗糙度的因素物理因素切削速度：v↗→Ra↙工件材料性質(zhì)：脆性材料更易達(dá)到要求，材料金相組織越粗大，加工后Ra越大。刀具幾何形狀、材料：前角↗Ra值↙冷卻潤(rùn)滑：工藝系統(tǒng)的振動(dòng)：當(dāng)前7頁(yè)，總共26頁(yè)。Ra值↗40-60粒度號(hào)↗↗磨削加工中影響表面粗糙度的因素磨削用量砂輪的特性粒度：粒度號(hào)↗Ra值↙砂輪的硬度：硬度↗難脫落Ra值↗硬度↙易脫落不易保持形狀精度↙中軟砂輪的修整：金剛石筆的縱向進(jìn)給量越小，磨粒的等高性越好，Ra越小。冷卻當(dāng)前8頁(yè)，總共26頁(yè)。影響表面層物理力學(xué)性能的因素表面層的加工硬化機(jī)械加工中，金屬被加工表面層受切削力的作用產(chǎn)生塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生滑移剪切，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，引起表面層的強(qiáng)度和硬度提高、塑性下降的現(xiàn)象，稱加工硬化。評(píng)定指標(biāo)：表面層的顯微硬度HV硬化層深度h硬化程度N影響因素：刀具：切削刃鈍圓半徑及磨損切削用量：進(jìn)給量和切削速度工件材料：塑性越大，冷硬越嚴(yán)重當(dāng)前9頁(yè)，總共26頁(yè)。表面層的金相變化加工中產(chǎn)生θ℃達(dá)到相變溫度產(chǎn)生相變燒傷的形式：退火燒傷回火燒傷淬火燒傷工件表面溫度超過(guò)相變溫度AC3，但無(wú)冷卻液，馬氏體→奧氏體，工件表面被退火。工件干磨時(shí)易發(fā)生這種燒傷。工件表面溫度未達(dá)到相變溫度AC3，但超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，工件表層組織為硬度較低的回火屈氏體或索氏體。工件表面溫度超過(guò)相變溫度AC3，冷卻充分，工件表面被二次淬火。但淬透層很薄，其下層仍為回火屈氏體或索氏體。當(dāng)前10頁(yè)，總共26頁(yè)。表面層的金相變化影響磨削燒傷的因素：磨削用量aP↗工件表層溫度↗↗燒傷↗↗V砂輪↗工件表層溫度↗燒傷↗f↗工件表層溫度↙燒傷↙V工件↗工件表層溫度↙熱源作用時(shí)間↙燒傷↙工件材料：導(dǎo)熱性差的材料，易燒傷。砂輪特性：較軟砂輪、彈性結(jié)合劑、開槽砂輪冷卻當(dāng)前11頁(yè)，總共26頁(yè)。影響表面層物理力學(xué)性能的因素表面層的殘余應(yīng)力冷態(tài)塑性變形熱態(tài)塑性變形局部金相組織變化在切削力的作用下，已加工面受后刀面的擠壓，使晶格扭曲，表層金屬比容積增大，體積膨脹，而內(nèi)層金屬又阻止其伸長(zhǎng)。故加工后表面層殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力(-)，里層為拉應(yīng)力(+)。在切削熱的作用下，已加工面產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)表層產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。加工后，表層已產(chǎn)生的熱塑性變形收縮受到內(nèi)層金屬的阻礙。故加工后表面層殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力(+)，里層為壓應(yīng)力(-)。不同的金相組織有不同的密度，如ρM=7.75g/cm3ρA=7.96g/cm3、ρP=7.78g/cm3、ρF=7.88g/cm3當(dāng)金相組織變化時(shí)，由于密度不同，體積會(huì)發(fā)生變化。如果表層金屬膨脹則殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力(-)，反之，如果表層金屬體積縮小則產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力(+)。例如：淬火鋼表面回火，表層金屬由馬氏體轉(zhuǎn)變成屈氏體或索氏體，密度由7.75變?yōu)?.78g/cm3當(dāng)前12頁(yè)，總共26頁(yè)。第三節(jié)控制加工表面質(zhì)量的措施采用光整加工方法降低表面粗糙度表面強(qiáng)化工藝改善物理力學(xué)性能滲氮、滲碳等化學(xué)熱處理：表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力激光表面處理技術(shù)機(jī)械強(qiáng)化工藝：滾壓加工；噴丸強(qiáng)化；液體磨料強(qiáng)化；當(dāng)前13頁(yè)，總共26頁(yè)。第四節(jié)機(jī)械加工中的振動(dòng)自由振動(dòng)：當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)的平衡被破環(huán)，只靠系統(tǒng)的彈性恢復(fù)力來(lái)維持的振動(dòng)。

有阻尼自由振動(dòng):系統(tǒng)的頻率只與振動(dòng)系統(tǒng)的剛度k和質(zhì)量m有關(guān)，而與振動(dòng)的初始條件無(wú)關(guān)，也和振幅的大小無(wú)關(guān),稱為系統(tǒng)的固有圓頻率。因?yàn)榇嬖谧枘?，自由振?dòng)振幅逐漸衰減的，最后振動(dòng)停止。振動(dòng)：物體在某一位置附近做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（一）振動(dòng)的分類一、機(jī)械加工中的振動(dòng)及分類當(dāng)前14頁(yè)，總共26頁(yè)。強(qiáng)迫振動(dòng)：由于外界周期性激振力引起和維持的振動(dòng)；危害大。振動(dòng)頻率：外界激振力的頻率

自激振動(dòng)：由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期振動(dòng)，危害大。在一定條件下，由于振動(dòng)系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種穩(wěn)定的周期性振動(dòng)。振動(dòng)頻率：近似或等于固有頻率一、機(jī)械加工中的振動(dòng)及分類當(dāng)前15頁(yè)，總共26頁(yè)。影響零件的表面質(zhì)量：低頻：波度；高頻：增大微觀不平度影響生產(chǎn)率：剛度不足，切削用量、生產(chǎn)率下降影響機(jī)床、夾具、刀具的壽命：刀具增加附加動(dòng)載荷->刀具磨損->崩刃增大機(jī)床、夾具的間隙：剛度、精度、壽命下降振動(dòng)的噪聲污染工作環(huán)境振動(dòng)的利用：振動(dòng)磨削、振動(dòng)研拋、超聲波加工---提高表面質(zhì)量（二）機(jī)械振動(dòng)對(duì)機(jī)械加工的影響當(dāng)前16頁(yè)，總共26頁(yè)。強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因系統(tǒng)外部的周期性干擾力：機(jī)床附近的振源->地基->系統(tǒng)所以隔振地基高速回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量不平衡：形狀不對(duì)稱，材質(zhì)不均勻，加工、裝配誤差—偏心v↑Fj↑砂輪、齒輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子、帶輪……往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力：牛頭刨、平面磨傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷：齒輪的嚙合沖擊、帶的接頭不良、V帶的厚度不均、軸承滾動(dòng)體大小不一。鏈條運(yùn)動(dòng)的不均勻等切削過(guò)程的間歇性：銑削、拉削：切入和切出的沖擊液壓系統(tǒng)中的沖擊現(xiàn)象：脈動(dòng)液壓油二、機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)當(dāng)前17頁(yè)，總共26頁(yè)。二、機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)的數(shù)學(xué)描述當(dāng)前18頁(yè)，總共26頁(yè)。物體受力分析：外力：Px=Posinωt

彈性力：kx阻尼力：cx’強(qiáng)迫振動(dòng)的數(shù)學(xué)描述當(dāng)前19頁(yè)，總共26頁(yè)。其中第一項(xiàng)為齊次方程的通解，代表有阻尼自由振動(dòng)，振幅衰減，為一瞬態(tài)過(guò)程；第二項(xiàng)代表非齊次方程的特解，是等幅強(qiáng)迫振動(dòng)，為一穩(wěn)態(tài)過(guò)程。強(qiáng)迫振動(dòng)的數(shù)學(xué)描述當(dāng)前20頁(yè)，總共26頁(yè)。由外界激振力引起的，不因阻尼的存在而衰減的等幅周期振動(dòng)，除非外界激振力消失，振動(dòng)才停止；振動(dòng)頻率與干擾力頻率相等；振幅：主要取決于激振力的大小及頻率比和阻尼比，而與初始條件無(wú)關(guān)。動(dòng)態(tài)放大系數(shù)η=A/A2=準(zhǔn)靜態(tài)區(qū)、共振區(qū)和慣性區(qū)振幅與各參數(shù)之間的關(guān)系：干擾力幅值Po↑→A2↑

系統(tǒng)剛度k↑→A2↓

阻尼系數(shù)c↑→A2↓強(qiáng)迫振動(dòng)的特征減小Po，消除振源激振力隔振，尤其是外界振源提高阻尼系數(shù)c，變化頻率比λ，使其遠(yuǎn)離1。消除強(qiáng)迫振動(dòng)的措施：當(dāng)前21頁(yè)，總共26頁(yè)。自激振動(dòng)系統(tǒng)包含四個(gè)環(huán)節(jié)：①不變（非振）的能源機(jī)構(gòu)；②控制進(jìn)入振動(dòng)系統(tǒng)能量的調(diào)節(jié)系統(tǒng)；③振動(dòng)系統(tǒng)；④振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反饋，控制進(jìn)入系統(tǒng)能量的大小。機(jī)械加工中的自激振動(dòng)自激振動(dòng)的產(chǎn)生：無(wú)周期外力，由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與系統(tǒng)固有頻率接近。只開機(jī)不切削，工藝系統(tǒng)無(wú)自激振動(dòng)。當(dāng)前22頁(yè)，總共26頁(yè)。自激振動(dòng)為不衰減的振動(dòng)，外部干擾只起初始作用；自激振動(dòng)的頻率等于或接近于系統(tǒng)固有頻率；自激振動(dòng)能否產(chǎn)生、振動(dòng)大小，取決于每一振動(dòng)周期內(nèi)輸入與消耗能量的對(duì)比情況。自激振動(dòng)的特點(diǎn)當(dāng)前23頁(yè)，總共26頁(yè)。負(fù)摩擦自振原理負(fù)摩擦特性：徑向切削分力Fy隨切削速度的增大先增后減