【正文】 避免地要受到與它相連的里層金屬的限制，在表面金屬層產(chǎn)生了殘余壓應(yīng)力，而在里層金屬中產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。加工過程中，當(dāng)切削溫度的變化使表面層金屬產(chǎn)生了金相組織的變化時(shí)，表層金屬的體積變化（增大或減?。┍厝灰艿脚c之相連的基體金屬的阻礙，因而就有殘余應(yīng)力產(chǎn)生。 當(dāng)系統(tǒng)受到初步始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后，僅靠彈性恢復(fù)力來維持的振動稱為自由振動。 2）、機(jī)內(nèi)振源主要又： a）機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡引起的振動 b）機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)缺陷引起的振動 c）切削過程中的沖擊引起的振動 d）往復(fù)運(yùn)動部件的慣性力引起的振動 二、受迫振動 受迫振動的振動頻率與外界激振力的頻率相同或是它的倍數(shù)，而與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。 ５）采用各種減振措施 如果不能從根本上消除產(chǎn)生振動的條件，又不能有效的提高工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性，可采用消振減振裝置。 如果切削過程很平穩(wěn)，即使系統(tǒng)存在產(chǎn)生自激振動的條件，也因切削過程沒有交變的動態(tài)切削力，使自激振動不可能產(chǎn)生。 自激振動的形成機(jī)理 經(jīng)過對自激振動的研究，人們從不同側(cè)面出發(fā)，形成多種關(guān)于自激振動機(jī)理的理論。 圖為外圓磨削簡圖。 橢圓形曲線的旋向是順時(shí)針的，則刀具沿 ABC的軌跡是切入工件，它的運(yùn)動方向與切削力Ｆ的方向相反， F做負(fù)功。 （３）自激振動是一種不衰減的振動。切斷工件（圖ｂ）時(shí)， μ ＝１，再生效應(yīng)最大。前角對振幅的影響。圖二、圖三是進(jìn)給量和切削深度與振幅的關(guān)系曲線。 （４）提高工藝系統(tǒng)的剛度 （５）采用減振裝置 在采用上述措施后仍然不能達(dá)到減振目的時(shí)，可考慮使用減振裝置。假定切削過程受到一個(gè)瞬時(shí)的偶然擾動力 Fd的作用，如右下圖示，刀具與工件便會發(fā)生相對運(yùn)動（自由振動），它的幅值將因系統(tǒng)阻尼的存在而逐漸衰減，但該振動會在已加工表面上留下一段振紋。因此，可通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速或傳動比，使激振力的頻率遠(yuǎn)離機(jī)床加工薄弱環(huán)節(jié)的固有頻率，以免共振。從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮，該表面最終工序應(yīng)選擇能在該表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工方法。為此，砂輪磨粒號常選用 46～ 60號，一般不超過 80號。因此，采用強(qiáng)化工藝 時(shí)應(yīng)合理選擇和控制工藝參數(shù)以獲得所需要的強(qiáng)化表面 . 小結(jié) 一、機(jī)械加工質(zhì)量的含義 二、已加工表面形成機(jī)理 三、影響加工表面質(zhì)量的因素 四、機(jī)械加工過程中的振動 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 機(jī)械加工表面質(zhì)量包含哪些內(nèi)容？它們對零件使用性能有哪些影響？ 簡述機(jī)械加工表面粗糙度的概念及影響切削加工表面粗糙度的因素。 二、采用超精加工、珩磨等光整加工方法作為最終加工工序 超精加工、珩磨等都是利用磨條以一定的壓力壓在工件的被加工表面上，并作相對運(yùn)動以提高工件精度，降低表面粗糙度的一種工藝方法。 砂輪的粒度對表面粗糙度有較大影響，磨粒越小，加工表面的表面粗糙度也越小。 （ 2）減小切削剛度 （ 3）增加切消阻尼 （ 4）調(diào)整振動系統(tǒng)小剛度主軸的位置 第五節(jié) 控制加工表面質(zhì)量的途徑 零件的加工表面質(zhì)量取決于最終加工工序的加工方法。 控制機(jī)械加工振動的途徑 ? 當(dāng)機(jī)械加工過程中出現(xiàn)影響加工質(zhì)量的振動時(shí)，首先應(yīng)該判別這種振動是強(qiáng)迫振動還是自激振動，然后再采取相應(yīng)措施來消除或減小振動。 ②沖擊減振器：如圖所示，它是由一個(gè)與振動系統(tǒng)剛性相聯(lián)的殼體２和一個(gè)在殼體內(nèi)自由沖擊的質(zhì)量器塊１組成的。切削深度增大，切削寬度也增大，振動增強(qiáng)，選擇切削深度時(shí)一定要考慮切削寬度對振動的影響。 刀具幾何參數(shù)中對振動影響最大的是主偏角 κ ｒ和前角 γ ０。通過合理控制這些因素，就能減小或消除自激振動。 ３．自激振動的控制 （１）盡量減小重疊系數(shù) μ 重疊系數(shù) μ 直接影響再生效應(yīng)的大小。 設(shè)切削前工件表面是光滑的，即不考慮再生效應(yīng)，當(dāng)?shù)都芟到y(tǒng)產(chǎn)生了角頻率為 ω的振動，則刀架將在 X1和 X2兩個(gè)方向上同時(shí)振動，刀具振動的軌跡一般為橢圓形的封閉曲線。圖ａ中表示在一個(gè)周期中切削厚度處處相等，切入時(shí)切削力Ｆ所做的負(fù)功（因?yàn)榍腥霑r(shí)刀具的速度方向與切削力Ｆ的方向相反）與切出時(shí)所做的正功相等，振紋保持原有的狀態(tài)；圖ｂ中表示振幅 ｙ 比 ｙ０滯后 φ 角，刀具切入半周期中平均切削厚度比切出時(shí)的平均厚度小，因此，切入時(shí)的平均切削力比切出時(shí)的小，所以，在一個(gè)振動周期中，切削力做的正功大于負(fù)功，系統(tǒng)得到了能量的輸入，振動加強(qiáng)。當(dāng)?shù)毒甙l(fā)生振動時(shí)，前刀面與切屑的相對滑動速度便要 ζ 附加一個(gè)振動速度 V2，刀具切入工件時(shí)相對滑動速度為 V1＋ V2，刀具退出工件時(shí)，相對滑動速度為 V1－ V2，它們分別對應(yīng)于徑向切削力 Fy1和 Fy2。如果工藝系統(tǒng)存在產(chǎn)生自激振動的條件，就會使機(jī)床加工系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)的振動運(yùn)動。其振動頻率與系統(tǒng)的國有頻率相近。 如機(jī)床中高速回轉(zhuǎn)的零件要進(jìn)行靜平衡和動平衡（如磨床的砂輪、電動機(jī)的轉(zhuǎn)子等）；提高齒輪的制造和裝配精度，或采用對振動和動平衡不敏感的高阻尼材料制造齒輪，以減少齒輪嚙合所造成的振動。維持這種振動的交變力是由振動系統(tǒng)在自身運(yùn)動中激發(fā)出來的、稱為自激振動。 振動的分類按工藝系統(tǒng)可分為三類： 自由振動 受迫振動 自激振動。切削加工結(jié)束后，表面溫度下降，由于表面已產(chǎn) 生熱塑性變形要收縮，此時(shí)又會受到基體金屬的限制，在表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。一般在提高工件速度的同時(shí)提高砂輪的速度。 如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬發(fā)生二次淬火，使表層金屬出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，其硬度比原來的回火馬氏體的高，在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織（索氏體或托氏體）。切削速度增大后，切削熱在工件表面層上的作用時(shí)間也縮短樂，將使冷硬程度增加。 表面層加工硬化 表面層金相組織的變化 表面層殘余應(yīng)力 表面層加工硬化 1)冷作硬化及其評定參數(shù) 機(jī)械加工過程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移 ,晶粒被拉長和纖維化，甚至破碎，這些都會使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化（或稱為強(qiáng)化）。 切削用量中，切削速度對表面粗糙度的影響比較復(fù)雜。韌性大導(dǎo)熱性差的耐熱合金易使砂粒早期崩落，使砂輪表面不平，導(dǎo)致磨削表面粗糙度值增大。適當(dāng)增加光磨次數(shù)，可以有效減小表面粗糙度。減小進(jìn)給量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留面積的高度。 一、影響表面粗糙度的因素 二、影響加工表面層物理力學(xué)性能的因素 在切削過程中，當(dāng)?shù)毒咔暗睹嫔洗嬖诜e屑瘤時(shí)，由于積屑瘤的頂部很不穩(wěn)定，容易破裂，一部分連附于切屑底部而排出，一部分則殘留在加工表面上，使表面粗糙度增大。第三變形區(qū)的刀具與加工表面的相互作用將直接影響已加工表面質(zhì)量。對于過盈配合，裝配過程中一部分表面凸峰被擠平，實(shí)際過盈量減小，降低了配合件間的連接強(qiáng)度。表面層殘余拉應(yīng)力將使疲勞裂紋擴(kuò)大，加速疲勞破壞；而表面層殘余應(yīng)力能夠阻