【正文】 層組織發(fā)生變化時(shí)，在表面層及其與基體材料的交界處會(huì)產(chǎn)生互相平衡的彈性力。因此，砂輪修整的質(zhì)量對磨削表面的粗糙度影響很大。 （二）磨削加工表面粗糙度 1. 磨削中影響粗糙度的幾何因素 工件的磨削表面是由砂輪上大量磨?？虅澇鰺o數(shù)極細(xì)的刻痕形成的，工件單位面積上通過的砂粒數(shù)越多，則刻痕越多，刻痕的等高性越好，表面粗糙度值越小。 （ 3）進(jìn)給量的影響 減小進(jìn)給量 f固然可以減小表面粗糙度值，但 進(jìn)給量過小，表面粗糙度會(huì)有增大的趨勢。 一、概 述 零件表面質(zhì)量 表面粗糙度 表面波度 表面物理力學(xué)性能的變化 表面微觀幾何形狀特征 表面層冷作硬化 表面層殘余應(yīng)力 表面層金相組織的變化 表面質(zhì)量的內(nèi)容 二、影響加工表面粗糙度的主要因素及其控制 機(jī)械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾何因素和物理力學(xué)因素兩個(gè)方面。 設(shè)現(xiàn)抽取順次加工的 m個(gè)工件為第 i組 ， 則第 i樣組的平均值 Xi和極差 Ri值為 式中 ximax和 ximin分別為第 i樣組中工件的最大尺寸和最小尺寸 。 ?由于在一批工件加工結(jié)束后，才能得出尺寸分布情況，因而不能在加工過程中起到及時(shí)控制質(zhì)量的作用。 y x0 6σ的大小代表了某種加工方法在一定的條件（如毛坯余量、機(jī)床、夾具、刀具等）下所能達(dá)到的加工精度。 時(shí)， （ 2）正態(tài)分布曲線的特征 49865 0 3 、 ， F x x ? ? ? 時(shí) ? ③ y F 圖 正態(tài)分布曲線 x 0 σ σ x x y 0 x 曲線與 x軸圍成的面積代表了一批工件的全部，即 100%，其相對面積為 1。同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)量稱為 頻數(shù) ，頻數(shù)與該批零件總數(shù)之比稱為頻率 。 ?在順序加工一批工件時(shí)，誤差的大小和方向作有規(guī)律變化，稱為變值系統(tǒng)性誤差。 例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿來 切削 漸開線齒輪 而產(chǎn)生的刀刃齒廓形狀誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。 圖 31 冷校直引起的內(nèi)應(yīng)力 1 2 3 4 1 2 3 4 工件在切削加工時(shí)，其表面層在切削力和切削熱的作用下，會(huì)產(chǎn)生不同程度的塑性變形，引起體積改變，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 (圖 30） ?毛坯的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，各部分壁厚越不均勻以及散熱條件相差越大，毛坯內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力就越大。 ℃ 。 曲線 A —— 車刀連續(xù)工作時(shí)的熱伸長曲線； 曲線 B —— 切削停止后，車刀溫度下降曲線； 曲線 C —— 間斷切削 時(shí) 的熱 伸長曲線 。 ?熱主要來自切削區(qū)域 例如：在磨削 400mm長的絲杠螺紋時(shí)，每磨一次溫度升高 1℃ ，則被磨絲杠將伸長 △ L= 105 400 1= 而 5級絲杠的螺距累積誤差在 400mm長度上不允許超過 5μm 左右。 因此， 精密加工應(yīng)在熱平衡狀態(tài)下進(jìn)行。工藝系統(tǒng)的熱變形不僅嚴(yán)重地影響加工精度，而且還影響加工效率的提高。 圖 中心架的應(yīng)用 圖 跟刀架的應(yīng)用 ，用鏜套支承進(jìn)行導(dǎo)向；鉆孔時(shí)，用鉆套導(dǎo)向。 （ Ⅲ 段） 急劇磨損階段 磨損量達(dá)到一定數(shù)值后，磨損急損加速、繼而刀具損壞。 展成法刀具（如齒輪 滾刀、插齒刀等）加工齒 輪時(shí)，刀具的 形狀誤差、 安裝誤差、磨損影響被 加工面的形狀精度。 ? 為便于研究，可將主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本型式。第三章 機(jī)械加工質(zhì)量 概 述 一、加工精度 ?機(jī)械加工質(zhì)量：加工精度和表面質(zhì)量 ?加工精度：零件在加工以后的幾何參數(shù)（尺寸、形狀和 位置）的實(shí)際值與理想值的符合程度。 Lak 2??2220 tgxrr x ?? )/( 22220 Lbxrr x ??xr1)( 202202??bLrxry022220 rLbxrr ???? 2. 機(jī)床主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度誤差 (1)主軸軸線與導(dǎo)軌在水平面內(nèi)不平行 工件被加工成錐體，錐度為 (2)主軸軸線與導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)不平行 OX為工件軸線， AC為刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡 則任意位置 x處的半徑： 以 y代替 則得： 任意位置 x處半徑方向的加工誤差為： 或 b ， L b tg 主軸軸線與導(dǎo)軌在垂直面內(nèi) L長度的平行度誤差 式中 — ? ? （ 1）主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式 ? 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn) 軸 線對其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。 成形刀具（如成形車 刀、成形銑刀、盤形齒 輪銑刀等）的形狀誤差、 安裝誤差、 磨損 影響被 加工面的形狀精度。這是由于刀具表面磨平后，接觸面增大，壓強(qiáng)減小所致。 ，夾緊力均勻分布。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于熱變形引起的加工誤差約占總加工誤差的40%~70%。 機(jī)床在開始工作的一段時(shí)間內(nèi)，其溫度場處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其精度也是很不穩(wěn)定的，工作一定時(shí)間后，溫度才逐漸趨于穩(wěn)定，其精度也比較穩(wěn)定。 車削，工件的切削熱不到 10%；鉆孔，工件的切削熱占 50%以上；磨削，磨削熱（ 84%左右）傳入工件。 圖 26 車刀熱變形曲線 τ 1 — 刀具加熱至熱平衡時(shí)間 τ 2 — 刀具冷卻至熱平衡時(shí)間 τ 0 — 刀具間斷切削至熱平衡時(shí)間 圖示為車削時(shí)車刀的熱變形與切削時(shí)間的關(guān)系曲線。 1℃ 以內(nèi)，精密級較 高的機(jī)床為 177。 ?在鑄造、鍛造、焊接及熱處理過程中，由于工件各部分冷卻收縮不均勻以及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化，在毛坯內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 ?對精度要求較高的細(xì)長軸（如精密絲杠），不允許采用冷校直來減小彎曲變形，而采用加大毛坯余量，經(jīng)過多次切削和 時(shí)效處理 來消除內(nèi)應(yīng)力，或采用熱校直。 1. 原理誤差 原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。 如原理誤差和機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差，一次調(diào)整誤差以及工藝系統(tǒng)因受力點(diǎn)位置變化引起的誤差等都屬常值系統(tǒng)性誤差。 在一批零件的加工過程中，測量各零件的加工尺寸，把測得的數(shù)據(jù)記錄下來，按尺寸大小將整批工件進(jìn)行分組，每一組中的零件尺寸處在一定的間隔范圍內(nèi)。 ② 曲線以樣件平均尺寸 為中線，兩邊對稱。 3σ （或 6σ ）的概念在研究加工誤差時(shí)應(yīng)用很廣。 ? 加工中，由于隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)性誤差同時(shí)存在，在沒有考慮到工件加工先后順序的情況下，很難把隨機(jī)性誤差和系統(tǒng)性誤差區(qū)分開來。 ?它由 X 點(diǎn)圖和 R點(diǎn)圖結(jié)合而成。雖然只有極薄的一層（幾微米 ~幾十微米），但都錯(cuò)綜復(fù)雜地影響著機(jī)械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蝕性和疲勞強(qiáng)度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此必須加以足夠的重視。 （ 4）其它因素的影響 此外，合理使用冷卻潤滑液，適當(dāng)增大刀具的前角，提高刀具的刃磨質(zhì)量等，均能有效地減小表面粗糙度值。 ?在較低的 切削速度下， 切削低碳鋼、中碳鋼、鉻鋼、不銹鋼、鋁合金、紫銅等塑性金屬時(shí)，無論是車、刨、鉆、插、滾齒、插齒和螺紋加工工序中都可能產(chǎn)生鱗刺。 （ 3）磨削用量 （ 2）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（ 圖 40）。 影響表面層物理力學(xué)性能的主要因素 表面物理力學(xué)性能 影響金相組織變化因素 影響冷作硬化因素 影響殘余應(yīng)力因素 ?塑變引起的冷硬 ?金相組織變化引起的硬度變化 ?塑性變形 ?切削熱 ?金相組織變化 ?切削熱 三、影響 表面層物理力學(xué)性能 的主要因素及其控制 1. 表面層的冷作硬化 （ 1） 表面層加工硬化的產(chǎn)生 定義： 機(jī)械加工時(shí)，工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長、纖維化甚至碎化，從而使表面層的強(qiáng)度和硬度增加，這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱冷作硬化和強(qiáng)化。 磨削加工時(shí)起主要作用的通常是切削熱或金相組織變化引起的體積變化，表面層常產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。因此提高了零件的承載能力和疲勞強(qiáng)度。經(jīng)噴丸加工后的表面，硬化層深度可達(dá) ，零件表面粗糙度值可由 Ra5~ 減小到 ~ ，可幾倍甚至幾十倍地提高零件的使用壽命。 ?并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。 ?殘余壓應(yīng)力 則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而 提高零件的疲勞強(qiáng)