【正文】 織，表面硬度將急劇下降，這種燒傷稱為退火燒傷。磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷由兩個途徑：一是盡可能地減少磨削熱地產生；二是改善冷卻條件，盡量使產生地熱量少傳入工件。①正確選擇砂輪? ②合理選擇切削用量? ③改善冷卻條件三、表面層殘余應力①冷態(tài)塑性變形：切削時在加工表面金屬層內有塑性變形發(fā)生，使表面金屬的比容加大由于塑性變形只在表層金屬中產生，而表層金屬的比容增大，體積膨脹，不可避免地要受到與它相連的里層金屬的阻止，因此就在表面金屬層產生了殘余應力，而在里層金屬中產生殘余拉應力。②熱態(tài)塑性變形：切削加工中，切削區(qū)會有大量的切削熱產生③金相組織變化：不同金相組織具有不同的密度，亦具有不同的比容如果表面層金屬產生了金相組織的變化，表層金屬比容的變化必然要受到與之相連的基體金屬的阻礙，因而就有殘余應力產生。零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關重要，因為最終工序在該工作表面留下的殘余應力將直接影響機器零件的使用性能。選擇零件主要工作表面最終工序加工方法，須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式。在交變載荷作用下，機器零件表面上的局部微觀裂紋，會因拉應力的作用使原生裂紋擴大，最后導致零件斷裂。從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮，該表面最終工序應選擇能在該表面產生殘余壓應力的加工方法。一、減小殘余拉應力、防止磨削燒傷和磨削裂紋的工藝途徑對零件使用性能危害甚大的殘余拉應力、磨削燒傷和磨削裂紋均起因于磨削熱，所以如何降低磨削熱并減少其影響是生產上的一項重要問題。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。 選擇合理的磨削參數(shù)為了直接減少磨削熱的發(fā)生，降低磨削區(qū)的溫度，應合理選擇磨削參數(shù)：??? 減少砂輪速度和背吃刀量；適當提高進給量和工件速度。但這會使粗糙度值增大而造成矛盾。生產中比較可行的辦法是通過試驗來確定磨削參數(shù)；先按初步選定的磨削參數(shù)試磨，檢查工件表面熱損傷情況，據(jù)此調整磨削參數(shù)直至最后確定下來。 選擇有效的冷卻方法選擇適宜的磨削液和有效的冷卻方法。二、采用冷壓強化工藝對于承受高應力、交變載荷的零件可以來用噴丸、液壓、擠壓等表面強化工藝使表面層產生殘余壓應力和冷硬層并降低表面粗糙度值，從而提高耐疲勞強度及抗應力腐蝕性能。1 、噴丸噴丸是一種用壓縮空氣或離心力將大量直徑細小(—2mm)的丸粒(鋼丸、玻璃丸)以35—50m/s的速度向零件表面噴射的方法。2 、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8．14(b)，使表層材料產生塑性流動，形成新的3光潔表面。，—，硬化程度lo%一40%。三、采用精密和光整加工工藝精密加工工藝方法有高速精鏜、高速精車、寬刃精刨和細密磨削等。 光整加工工藝光整加工是用粒度很細的磨料對工件表面進行微量切削和擠壓、擦光的過程。光整加工工藝的共同特點是；沒有與磨削深度相對應的磨削用量參數(shù)，一般只規(guī)定加工時的很低的單位切削壓力，因此加工過程中的切削力和切削熱都很小，從而能獲得很低的表面粗糙度值，表面層不會產生熱損傷，并具有殘余壓應力。所使用的工具都是浮動連接，由加工面自身導向、而相對于工件的定位基準沒有確定的位置、所使用的機床也不需要具有非常精確的成形運動。這些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度，—般不能糾正形狀和位置誤差，加工精度主要由前面工序保證。(1)珩磨珩磨是利用珩磨頭上的細粒度砂條對孔進行加工的方法，在大批量生產中應用很普遍。（2)超精加工超精加工是用細粒度的砂條以一定的壓力壓在作低速旋轉運動的工件表面上，并在軸向作往復振動，工件或砂條還作軸向進給運動以進行微量切削的加工方法。(3)研磨研磨是用研具以一定的相對滑動速度(，)。(4)拋光拋光是在布輪、布盤或砂帶等軟的研具上涂以拋光膏來加工工件的。拋光器具高速旋轉，由拋光膏的機械刮擦和化學作用將粗糙表面的峰頂去掉，從而使表面獲得光澤鏡面(Ra＝)。一般說來，機械加工過程中的振動是一種十分有害的現(xiàn)象，它對于加工質量和生產效率都有很大影響，必須認真對待。在切削過程中，當振動發(fā)生時，加工表面將惡化，產生較明顯的表面振痕。一、機械加工過程中的強迫振動（一）機械加工過程中的強迫振動 強迫振動： 是由于工藝系統(tǒng)外界周期性干擾力的作用而引起的振動。機械加工中的強迫振動與一般機械中的強迫振動沒有什么區(qū)別，強迫振動的頻率與干擾力的頻率相同或是它的倍數(shù)。 強迫振動產生的原因： 強迫振動的振源又來自機床內部的機內振源和來自機床外部的機外振源兩大類。機外振源甚多，但它們都是通過地基傳給機床的，可通過加設隔振地基來隔離。機內振源主要又：（1）機床電機的振動；（2）機床高速旋轉件不平衡引起的振動；（3）機床傳動機構缺陷引起的振動，如齒輪的側隙、皮帶張緊力的變化等；（4）切削過程中的沖擊引起的振動；（5）往復運動部件的慣性力引起的振動 強迫振動的特征：（1） 機械加工過程中的強迫振動，只要干擾力存在，其不會被衰減；（2） 強迫振動的頻率等于干擾力的頻率；（3） 在干擾力頻率不變的情況下，干擾力的幅值越大，強迫振動的幅值將隨之增大。 減少強迫振動的途徑：（1） 對工藝系統(tǒng)中的回轉零件進行平衡處理；（2） 提高工藝系統(tǒng)中傳動件的精度：以減小沖擊；（3） 提高工藝系統(tǒng)的剛度；（4） 隔振：隔離機外振源對工藝系統(tǒng)的干擾。（二）機械加工過程中強迫振源的查找方法如果已經確認機械加工過程中發(fā)生了強迫振動，就要設法查找振源，以便去除振源或減小振源對加工過程的影響。由強迫振動的特征可知，強迫振動的頻率總是與干擾力的頻率相等或是它的倍數(shù)，我們可以根據(jù)強迫振動的這個規(guī)律去查找強迫振動的振源。二、機械加工過程中的自激振動（顫振）（一）機械加工過程中的自激振動自激振動： 機械加工過程中，在沒有周期性外力作用下，由系統(tǒng)內部激發(fā)反饋產生的周期性振動，稱為自激振動，簡稱顫振。 自激振動的原理：（1） 電鈴自激振動：見下圖。與強迫振動相比，自激振動具有以下特征：（1）機械加工中的自激振動是在沒有周期性外力（相對于切削過程而言）干擾下所產生的振動運動，這一點與強迫振動有原則區(qū)別。維持自激振動的能量來自機床電動機，電動機除了供給切除切屑的能量外，還通過切削過程把能量輸給振動系統(tǒng)，使機床系統(tǒng)產生振動運動。（2）自激振動的頻率接近于系統(tǒng)的某一固有頻率，或者說，顫振頻率取決于振動系統(tǒng)的固有特性。這一點與強迫振動根本不同，強迫振動的頻率取決于外界干擾力的頻率。（3）自由振動受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動卻不因有阻尼存在而衰減為零自激振動幅值的增大或減小，決定于每一振動周期中振動系統(tǒng)所獲得的能量與所消耗的能量之差的正負號。由圖知，在一個振動周期內，若振動系統(tǒng)獲得的能量ER等于系統(tǒng)消耗的能量EZ，則自激振動是以OB為振幅的穩(wěn)定的等幅振動。當振幅為OA時，振動系統(tǒng)每一振動周期從電動機獲得的能量ER大于振動所消耗的能量EZ，則振幅將不斷增大，直至增大到振幅OB時為止；反之，當振幅為OC時，振動系統(tǒng)每一振動周期從電動機獲得的能量ER小于振動所消耗的能量EZ，則振幅會不斷減小，直至減小到振幅OB時為止。（二）機床加工過程中產生自激振動的條件如果在一個振動周期內，振動系統(tǒng)從電動機獲得的能量大于振動系統(tǒng)對外界做功所消耗的能量，若兩者之差剛好能克服振動時阻尼所消耗的能量，則振動系統(tǒng)將有等幅振動運動產生。（三）機械加工過程中自激振動的激振機理在金屬切削過程中，除極少數(shù)情況外，刀具總是部分地或完全地在帶有波紋的表面上進行切削的。首先來研究車刀作徑向切削的情況，此時車刀只作橫向進給，車刀將完全地在工件前一轉切削時留下的波紋表面上進行切削，如下圖示。假定切削過程受到一個瞬時的偶然擾動力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。此時切削厚度將發(fā)生波動，因而產生了交變的動態(tài)切削力。如果機床加工系統(tǒng)滿足產生自激振動的條件，振動便會進一步發(fā)展到圖d示的持續(xù)的顫振狀態(tài)。我們將這種由于切削厚度變化效應而引起的自激振動稱為再生型顫振。三、控制機械加工振動的途徑當機械加工過程中出現(xiàn)影響加工質量的振動時，首先應該判別這種振動是強迫振動還是自激振動，然后再采取相應措施來消除或減小振動。消除振動的途徑有三：消除或減弱產生振動的條件；改善工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性；采用消振減振裝置。（一） 消除或減弱產生振動的條件1. 消除或減弱產生強迫振動的條件（1）減小機內外干擾力機床上高速旋轉的零部件必須進行平衡，是質量不平衡控制在允許范圍內。（2）調整振源頻率由強迫振動的特征可知，當干擾力的頻率接近系統(tǒng)某一固有頻率時，就會發(fā)生共振。因此，可通過改變電機轉速或傳動比，使激振力的頻率遠離機床加工薄弱環(huán)節(jié)的固有頻率，以免共振。（3）采取隔振措施使振源產生的部分振動被隔振裝置所隔離或吸收。隔振方法有兩種：一種使主動隔振，阻止機內振源通過基地外傳；另一種使被動隔振，阻止機外干擾力通過地基傳給機床。2. 消除或減弱產生自激振動的條件（1） 減小重疊系數(shù)再生型顫振是由于在有波紋的表面上進行切削引起的，如果本轉（次）切削根本就不與前轉(次)切削振紋相重疊，就不會發(fā)生再生型顫振。（2）減小切削剛度?? （3）增加切消阻尼?? （4）調整振動系統(tǒng)小剛度主軸的位置（二）改善工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性（三）采用各種消振裝置
27