【正文】 30 40 50 60 a） ap(mm) 0 R a(μm) 0 b） 磨削加工表面粗糙度影響因素 磨削用量影響 圖 463 光磨次數(shù) Ra關(guān)系 Ra(μm) 0 10 20 30 光磨次數(shù) 粗粒度砂輪 (WA60KV) 細(xì)粒度砂輪 (WA/GCW14KB) ?光磨次數(shù) ↑， Ra↓ 75 ? 砂輪粒度 ↑， Ra↓；但要適量 ? 砂輪硬度適中 ， Ra↓ ；常取中軟 ? 砂輪組織適中 ， Ra ↓ ；常取中等組織 ? 采用超硬砂輪材料 ， Ra ↓ ? 砂輪精細(xì)修整 ， Ra ↓ 磨削加工表面粗糙度影響因素 砂輪影響 其他影響因素 ? 工件材料 ? 冷卻潤(rùn)滑液等 76 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 影響表層金屬力學(xué)物理 性能的工藝因素 Technological Factors Influencing Physics Properties of Surface Layer 77 影響表面冷作硬化的因素 切削加工 ? f↑， 冷硬程度 ↑(圖 464) ◆ 切削用量影響 ◆ 刀具影響 ? rε↑， 冷硬程度 ↑ ? 其他幾何參數(shù)影響不明顯 ? 后刀面磨損影響顯著 （ 圖465） 0 磨損寬度 VB(mm) 100 180 260 340 硬度(HV) 50鋼， v = 40(m/min) f = ～ (mm/z) 圖 465 后刀面磨損對(duì)冷硬影響 ◆ 工件材料 ? 材料塑性 ↑， 冷硬傾向 ↑ ? 切削速度影響復(fù)雜 （ 力與熱綜合作用結(jié)果 ） ? 切削深度影響不大 圖 464 f 和 v 對(duì)冷硬的影響 硬度(HV) 0 f (mm /r) v =170(m/min) 135(m/min) 100(m/min ) 50(m/min) 100 200 300 400 工件材料： 45 78 ?磨削速度 ↑→冷硬程度 ↓（ 弱化作用加強(qiáng) ） ?工件轉(zhuǎn)速 ↑→冷硬程度 ↑ ?縱向進(jìn)給量影響復(fù)雜 ?磨削深度 ↑→冷硬程度 ↑（ 圖 466） ◆ 磨削用量 ◆ 砂輪 ? 砂輪粒度 ↑→冷硬程度 ↓ ? 砂輪硬度 、 組織影響不顯著 ◆ 工件材料 ? 材料塑性 ↑→ 冷硬傾向 ↑ ? 材料導(dǎo)熱性 ↑→ 冷硬傾向 ↓ 圖 466 磨削深度對(duì)冷硬的影響 ap(mm) 硬度(HV) 0 300 350 450 500 400 普通磨削 高速磨削 影響表面冷作硬化的因素 磨削加工 79 影響層金屬殘余應(yīng)力的因素 ? v↑→殘余應(yīng)力 ↑（熱應(yīng)力起主導(dǎo)作用，圖 467） ◆ 切削用量 ◆ 刀具 ?前角 +→－，殘余拉應(yīng)力 ↓ ?刀具磨損 ↑→殘余應(yīng)力 ↑ ◆ 工件材料 ?材料塑性 ↑→殘余應(yīng)力 ↑ ?鑄鐵等脆性材料易產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力 圖 468 f 對(duì)殘余應(yīng)力的影響 工件： 45，切削條件： vc=86m/min，ap=2mm，不加切削液 殘余應(yīng)力(Gpa) 0 0 100 200 300 400 距離表面深度 (μm) f = f = f =僅討論切削加工 ? f↑→殘余應(yīng)力 ↑（ 圖 468） ?切削深度影響不顯著 圖 467 vc 對(duì)殘余應(yīng)力的影響 γ0=5176。 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) 。 ～ 20176。 88 機(jī)械加工中振動(dòng)的防治 ? 減小機(jī)內(nèi)干擾力的幅值 ? 調(diào)整振源的頻率 ， 一般要求： ◆ 調(diào)整振動(dòng)系統(tǒng)小剛度主軸的位置（ 圖 476） 消除或減弱產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的條件 式中 f 和 fn 分別為振源頻率和系統(tǒng)固有頻率 ? 隔振 β x2 x2 x1 x1 11 22圖 476 兩種尾座結(jié)構(gòu) 消除或減弱產(chǎn)生自激振動(dòng)的條件 ? ?（ 433） 89 機(jī)械加工中振動(dòng)的防治 ◆ 減小切削或磨削時(shí)的重疊系數(shù) （ 圖 477） 式中 bd —— 等效切削寬度 ， 即本次切削實(shí)際切到上次切削殘留振紋 在垂直于振動(dòng)方向投影寬度； b —— 本次切削在垂直于振動(dòng)方向上的切削寬度； B , fa —— 砂輪寬度與軸向進(jìn)給量 。 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的類型 自由振動(dòng) 自由振動(dòng) 強(qiáng)迫振動(dòng) 自激振動(dòng) 84 機(jī)械加工過程中強(qiáng)迫振動(dòng) 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) 。 141tTT n???? ? ?????（ 430） 圖 452 調(diào)整尺寸關(guān)系 3n?y Tt x T 3ζ Lmax Lmin LM （ Lt ） 樣本均值分布 總體分布 總體分布平均值極端位置 66 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 4章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 提高加工精度的途徑 Methods of Improving Machining Precision 67 誤差預(yù)防 ? 合理采用先進(jìn)工藝和設(shè)備 ◆ 誤差預(yù)防指減小原始誤差本身或減小原始誤差的影響 ? 減小原始誤差 ? 轉(zhuǎn)移原始誤差 （ 圖 453） a） b） 圖 453 轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移 ? 誤差分組 ? 就地加工 ? 均化原始誤差 ， 如研磨加工 、 易位加工（ 圖 454） 圖 454 易位法加工時(shí)誤差均化過程 θ 360176。 52 分布圖分析法 1） 采集數(shù)據(jù) 樣本容量通常取 n = 50～ 200 2） 確定分組數(shù) 、 組距 、 組界 、 組中值 ① 按教材 134頁表 52初選分組數(shù) k′； ② 確定組距 d： 取整 ， d′→d ③ 確定分組數(shù) k： m a x m in11xx Rd kk?? ?????? ④ 確定各組組界 、 組中值 ⑤ 統(tǒng)計(jì)各組頻數(shù) 1Rd??直方圖 53 分布圖分析法 圖 444 直方圖 x y （ 頻數(shù) ） （ 偏差值 ） （ 平均偏差 ） 15 10 5 （ 公差帶中心 ） （ 公差帶下限 ） （ 公差帶上限 ） 3） 計(jì)算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 : 4） 畫直方圖 （ 圖 444） 11 niixxn?? ?（ 420） ? ?2111niis x xn???? ?（ 421） 54 ◆ 正態(tài)分布 式中 μ和 ζ分別為 正態(tài)分布隨機(jī)變量總體平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 。 如機(jī)床 、夾具 、 刀具的制造誤差 ， 工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形 ， 調(diào)整誤差 ， 機(jī)床 、 夾具 、 量具的磨損等因素引起的加工誤差 。 28LtXS? ? ?????（ 519） ◆ 板類工件單面加工時(shí)的熱變形（圖 439） 圖 439 平面加工熱變形 θ/ 4 θ L S 2023 38 8 600 ( )LtXSmm? ? ? ? ? ?? ? ????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 ， 工件向上拱起 ， 磨削時(shí)將中凸部分磨平 ，冷卻后工件下凹 。 ? ? ? ?1 2 1 2 1 21g p p p p mCF F a akk ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ 413） ? 以橢圓截面車削為例說明（圖 424） 圖 424 誤差復(fù)映現(xiàn)象 ap1 Δ1 a p2 Δ 2 毛坯外形 工件外形 由于工藝系統(tǒng)受力變形 ，使毛坯誤差部分反映到工件上 ， 此種現(xiàn)象稱為 “ 誤差復(fù)映 ” 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 切削力大小變化引起的加工誤差 ? 誤差復(fù)映 32 ? 誤差復(fù)映系數(shù) 機(jī)械加工中 ， 誤差復(fù)映系數(shù)通常小于 1。 ?測(cè)量有限試件造成的誤差。 機(jī)床誤差 機(jī)床傳動(dòng)誤差 21 ? 縮短傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度 ? 提高末端元件的制造精度與安裝精度 ? 采用降速傳動(dòng) ? 采用頻譜分析方法 ， 找出影響傳動(dòng)精度的誤差環(huán)節(jié) ? 對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償 末端元件轉(zhuǎn)角誤差 圖 418 傳動(dòng)鏈誤差的頻譜分析 a) ΔθΣ θn A1 A2 Ai b) ω（ 頻率 ） A（幅值） ω1 ω2 ωi ◆ 提高傳動(dòng)精度措施 機(jī)床誤差 22 刀具與夾具誤差 ?定尺寸刀具（鉆頭、絞刀等）尺寸誤差影響加工尺寸誤差 ?成形刀具和展成刀具形狀誤差影響加工形狀誤差 ?刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差 刀具誤差 23 刀具與夾具誤差 L177。 ( ) c ossi nX R eYR?????（ 44） 顯然，式（ 44）為一橢圓。 ◆ 試驗(yàn)方法： 通過試驗(yàn)或測(cè)試，確定影響各因素與加工質(zhì)量指標(biāo)之間的關(guān)系。 ◆ 零件宏觀幾何形狀誤差、波度、表面粗糙度 宏觀幾何形狀誤差（平面度、圓度等） — 波長(zhǎng) /波高＞ 1000 波度 — 波長(zhǎng) /波高 =50～ 1000；且具有周期特性 表面粗糙度 —— 波長(zhǎng) /波高＜ 50 a） 波度 b） 表面粗糙度