【正文】 材料則阻礙這種變形 ， 因而： 在表面層產(chǎn)生 殘余壓應(yīng)力 ， 在里層則產(chǎn)生 殘余拉應(yīng)力 。 有的磨削裂紋也可能不在工件的外表面 ， 而是在表面層下成為肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷 。 另一種方法是在磨削過程中連續(xù)測量磨削區(qū)溫度 ， 然后控制磨削參數(shù) 。 滾壓 用工具鋼淬硬制成的鋼滾輪或鋼珠在零件上進行滾壓 ， 如圖 (b)，使表層材料產(chǎn)生塑性流動 ， 形成新的光潔表面 。 光整加工工藝方法有衍磨 、 超精加工 、 研磨 、 拋光等 。 除了力之外 ， 凡是隨時間變化的位移 、 速度及加速度 ， 也可以激起系統(tǒng)的振動 。 機械加工中的自激振動 （ 1）自激振動是由振動過程本身引起切削力周期性變化，又由這個周期性變化的切削力反過來加強和維持振動，使振動系統(tǒng)補充了由阻尼作用消耗的能量，讓振動維持下去。 所以可通過切削試驗來研究工藝系統(tǒng)的自激振動 。 機外振源均通過地基把振動傳給機床 。 圖 477 重疊系數(shù) a p fa B 振動方向 XD f a）切削 b）磨削 κ r κ r ， dab B fbB?????（ 切 削 ） （ 磨 削 ）（ 434） ? 減小重疊系數(shù)方法 圖 478 車刀消振棱 ～ 5176。 應(yīng)對生產(chǎn)現(xiàn)場中發(fā)生的一些表面質(zhì)量問題從理論上作出解釋 ， 學(xué)會分析表面質(zhì)量的方法 ， 能采取改善表面質(zhì)量的工藝實施 ， 解決生產(chǎn)實際問題 。 本章應(yīng) 著重理解和掌握 表面質(zhì)量的一些基本概念 。 此時 ， 切入半周期內(nèi)的平均切削厚度比切出半周期內(nèi)的小 ， 有能量獲得 ， 振動能夠維持 。 ? 由于系統(tǒng)中總存在由阻尼 ， 自由振動將逐漸衰弱 ， 對加工影響不大 。 這個過程就是區(qū)別于強迫振動的自激振動 。當(dāng)這個頻率比等于或接近 1時，振幅達到最大值，出現(xiàn) “ 共振 ” 現(xiàn)象。 機械加工過程中產(chǎn)生的振動 ， 也和其它的機械振動一樣 ， 按其產(chǎn)生的原因可分為 自由振動 、 強迫振動和自激振動 三大類 。 光整加工工藝所使用的工具都是浮動連接 ， 由加工面自身導(dǎo)向 ， 而相對于工件的定位基準(zhǔn)沒有確定的位置 ， 所使用的機床也不需要具有非常精確的成形運動 。 如圖 （ a） ，可以用于任何復(fù)雜形狀的零件 。 解決的原則： 一是減少磨削熱的發(fā)生 ， 二是加速磨削熱的傳出 。 磨削裂紋的產(chǎn)生 ! 磨削加工中熱態(tài)塑性變形和金相組織變化的影響較大 ， 故大多數(shù)磨削零件的表面層往往有 殘余拉應(yīng)力 。 表面顯微硬度 表面深度 機械加工后表面層的殘余應(yīng)力 殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因 ! 在機械加工中，工件表面層金屬相對基體金屬發(fā)生形狀、體積的變化或金相組織變化時，工件表面層中將殘留相互平衡的殘余應(yīng)力。 ③ 退火燒傷 不用冷卻液進行干磨削時 ， 磨削區(qū)溫度超過相變溫度 ， 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏作 ， 因工件冷卻緩慢測表層硬度急劇下降 ， 這時工件表層被退火 。 進給量增大時 ， 切削力增大 ， 塑性變形程度也增大 ， 因此硬化現(xiàn)象增大 。 力越大 ， 塑性變形越大 ， 則硬化程度越大；速度越大 ， 塑性變形越不充分 ， 則硬化程度越?。蛔冃螘r的溫度不僅影響塑性變形程度 ，還會影響變形后金相組織的恢復(fù)程度 。 圖 塑性材料加工后的表面實際 輪廓和理論輪廓 觀看動畫 磨削加工后的表面粗糙度 影響磨削后表面粗糙度的因素也可歸納為三方面： （ 1） 與磨削過程和砂輪結(jié)構(gòu)有關(guān)的幾何因素 ， 砂輪上磨粒的微刃形狀和分布對于磨削后的表面粗糙度是有影響的 。 ,κr=75176。 表面冷硬和金相組織變化都會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 。 表面層產(chǎn)生金相組織變化 時 ， 由于改變了基體材料原來的硬度 ，因而也直接影響其耐磨性 。 表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 對零件耐磨性的影響 在摩擦副的材料 、 熱處理情況和潤滑條件已經(jīng)確定的情況下 ， 零件的表面質(zhì)量對耐磨性能起決定性的作用 ， 如圖 82所示 。 本章旨在研究零件表面層在加工中的變化和發(fā)生變化的機理 ， 掌握機械加工中各種工藝因素對表面質(zhì)量的影響規(guī)律 ， 運用這些規(guī)律來控制加工中的各種影響因素 ， 以滿足表面質(zhì)量的要求 。 表面波度： 是介于加工精度 （ 宏觀幾何形狀誤差 L3/H31000） 和表面粗糙度之間的一種帶有周期性的幾何形狀誤差 ， 其波高與波長的比值在 40＜ L2／ H2＜ 1000的范圍 。 接觸面的表面粗糙度有最佳值。 但冷硬層過深或過硬則容易產(chǎn)生裂紋 ， 反而會降低疲勞強度 。 對零件的其它影響 表面質(zhì)量對零件的 配合質(zhì)量、密封性能及摩擦系數(shù) 都有很大的影響。 （ 1） 幾何因素 形成粗糙度的幾何因素是由刀具相對于工件作進給運動時在加工表面上遺留下來的切削層殘留面積 ； （ 2） 物理因素 （ 3） 切削用量 、 冷卻潤滑液和刀具材料等因素的影響 。 （ 3） 工藝系統(tǒng)的振動因素 為了降低表面粗糙度值 ， 應(yīng)考慮以下主要影響因素： 砂輪的粒度 、 砂輪的修整 、 砂輪速度 、 工件速度 、 徑向進給量 、 軸向進給量 。切削溫度越高 、 高溫持續(xù)時間越長 、 強化程度越大 ， 則回復(fù)作用也就越強 。 機械加工后表面層金相組織的變化 8． 3． 2． l 金相組織變化的原因 (1) 磨削加工時 : 切削力比其它加工方法大數(shù)十倍 ， 切削速度也特別高 ,由于砂輪導(dǎo)熱性差 、 切屑數(shù)量少 ， 磨削過程中能量轉(zhuǎn)化 的熱大部分都傳給了工件 。 ? 高合金鋼如軸承鋼 、 高速鋼 、 鎳鉻鋼等傳熱性特別差 ， 在冷卻不充分時易出現(xiàn)磨削燒傷 。 （ 2）熱態(tài)塑性變形 機械加工時 ， 切削或磨削熱使工件表面局部溫升過高 ， 引起高溫塑性變形 ,使得工件在冷卻后 從內(nèi)到外分別產(chǎn)生拉應(yīng)力 、 壓應(yīng)力 、 和拉應(yīng)力 。 磨削裂紋一般很淺 ， 如圖 。 選擇適宜的磨削液和有效的冷卻方法 ， 如采用高壓大流量冷卻 、內(nèi)冷卻或為減輕高速旋轉(zhuǎn)的砂輪表面的高壓附著氣流的作用 ， 有利于冷卻液能順利地噴注到磨削區(qū) 。 圖 常用的冷壓強化工藝方法 (a)噴丸 (b)滾壓 觀看動畫 觀看動畫 表面強化工藝 ? 利用淬硬和精細研磨過的滾輪或滾珠 ， 在常溫狀態(tài)擠壓金屬表面 ， 將凸起部分下壓下 ， 凹下部分上凸 ， 修正工件表面的微觀幾何形狀 ,形成壓縮殘余應(yīng)力 ， 提高耐疲勞強度 （ 圖 471） ? 利用大量快速運動珠丸打擊工件表面 , 使工件表面產(chǎn)生冷硬層和壓應(yīng)力 ,↑疲勞強度 （ 圖 470） 噴丸強化 圖 471 滾壓加工原理圖 ? 用于強化形狀復(fù)雜或不宜用其它方法強化的工件 ， 例如板彈簧 、 螺旋彈簧、 齒輪 、 焊縫等 滾壓加工 圖 470 珠丸擠壓引起殘余應(yīng)力