【正文】 件材料 ? 材料塑性 ↑， 冷硬傾向 ↑ ? 切削速度增大 ， 冷硬程度 ↓ ?ap↑， 冷硬程度 ↑ f 和 v 對冷硬的影響 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 （一）表面層材料的冷作硬化 （二）表面層材料金相組織變化 ? 合理選擇砂輪 ? 合理選擇磨削用量 ? 改善冷卻條件 工件表層溫度達到或超過金屬材料相變溫度時 ， 表層金相組織 、 顯微硬度發(fā)生變化 ， 并伴隨殘余應力產生 ， 同時出現彩色氧化膜 。 磨削燒傷控制 磨削燒傷 磨削燒傷的類型 ?回火燒傷 內冷卻裝置 ?淬火燒傷 ?退火 燒傷 ? 回火燒傷 ：如果磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉變溫度而未超過相變臨界溫度時，工件表層金屬的金相組織由原來的馬氏體轉變?yōu)橛捕容^低的回火組織（索氏體或托氏體），這種燒傷成為回火燒傷。 ? 淬火燒傷 ：如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，在切削液急冷作用下，使表層金屬發(fā)生二次淬火，硬度高于原來的回火馬氏體，里層金屬則由于冷卻速度慢，出現了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織，這種燒傷成為淬火燒傷。 ? 退火燒傷 ：若工件表層溫度超過相變溫度，而磨削區(qū)又沒有冷卻液進入，表層金屬產生退火組織，硬度急劇下降，稱之為退火燒傷。 1．加工表面產生殘余應力的原因 （三）表面層殘余應力 (1) 表層材料比容增大 (2) 切削熱的影響 (3) 金相組織的變化 不同的金相組織的比重 ： γ馬式體 = g/cm179。； γ奧式體 = g /cm179。； γ珠光體 = g/cm179。 （三）表面層殘余應力 （三）表面層殘余應力 ? 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 ,形成壓縮殘余應力 ， 提高耐疲勞強度 。 ? 利用大量快速運動珠丸打擊工件表面 , 使工件表面產生冷硬層和壓應力 ,↑疲勞強度 。 滾壓加工原理圖 ? 用于強化形狀復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 噴丸強化 壓縮 拉伸 塑性變形區(qū)域 珠丸擠壓引起殘余應力 2．零件主要工作表面最終加工工序加工方法的選擇 第五節(jié) 機械加工過程中的振動 ? 影響加工表面粗糙度，振動頻率較低時會產生波度 ? 影響生產效率 ? 加速刀具磨損，易引起崩刃 ? 影響機床、夾具的使用壽命 ? 產生噪聲污染，危害操作者健康 ? 工藝 系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后 ， 系統(tǒng)僅靠彈性恢復力來維持的振動稱為自由振動 。 ? 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 。 機械加工過程中振動的危害 機械加工過程中振動的類型 自由振動 強迫振動 自激振動 自由振動 一、 機械加工過程中強迫振動 ? 由外界周期性的干擾力 （ 激振力 ） 作用引起 ? 強迫振動振源：機外＋機內 。 機外振源均通過地基把振動傳給機床 。 機內： 1） 回轉零部件質量的不平衡 2） 機床傳動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 ? 幅值特征： 與干擾力幅值 、 工藝系統(tǒng)動態(tài)特性有關 。 當干擾力頻率接近或等于工藝系統(tǒng)某一固有頻率時 ， 產生共振 ? 相角特征： 強迫振動位移的變化在相位上滯后干擾力一個φ角 ， 其值與系統(tǒng)的動態(tài)特性及干擾力頻率有關 。 強迫振動產生原因 強迫振動的特征 第五節(jié) 機械加工過程中的振動 二、 機械加工過程中自激振動 ? 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 。 ? 自激振動過程可用傳遞函數概念說明 。 ? 自激振動是一種不衰減振動； ? 自激振動的頻率等于或接近于系統(tǒng)的固有頻率； ? 自激振動能否產生及振幅的大小取決于振動系統(tǒng)在每一個周期內獲得和消耗的能量對比情況 。 自激振動系統(tǒng)能量關系 A B C 能量E Q E－ E＋ 0 振幅 電動機 (能源 ) 交變切削力 F(t) 振動位移X(t) 自激振動閉環(huán)系統(tǒng) 機床振動系統(tǒng) （彈性環(huán)節(jié)） 調節(jié)系統(tǒng) （切削過程） 自激振動的特征 自激振動的概念 第五節(jié) 機械加工過程中的振動 三、 自激振動的 激振機理 由于切削厚度變化效應 （ 簡稱再生效應 ） 而引起的自激振動稱為再生型切削顫振 。 1．再生原理 自由正交切削 再生型顫振的產生過程 ◆再生型切削顫振產生條件 ? ?)()()(0 tyTtyata ????? ? ? ?)()(0 tyTtyabktF c ???? ??cycdytFW ?cos)(??? si ncos1 nnc AbAk ?? )cos()( 1 ?? ??? ? tATty ntAty n ?cos)( ?三、 自激振動的 激振機理 0＜ φ＜ π時， W＞ 0，這表示每振動一個周期，振動系統(tǒng)就能從外界得到一部分能量，滿足產生振動的條件，系統(tǒng)就將有再生型顫振產生； π＜ φ＜ 2π時， W＜ 0，振動系統(tǒng)每振動一個周期，振動系統(tǒng)將損失一部分能量，不滿足產生振動的條件，系統(tǒng)不會有再生型顫振產生。 ??cycdytFW ?cos)(??? si ncos1 nnc AbAk ??◆再生型切削顫振產生條件 a） b） c） 系統(tǒng)無能量獲得； d） y(t) 滯后于 y(tT)，即 0＜ φ＜ π ，此時切出比切入半周期中的平均切削厚度大，切出時切削力所作正功（獲得能量）大于切入時所作負功，系統(tǒng)有能量獲得，產生自激振動。 再生自激振動原理圖 f 切入 切出 y(tT) y(t) a） b） υ 切入 切出 f c） υ f 切入 切出 d） 切入 切出 f υ y(t) y(tT) y(tT) y(tT) y(t) y(t) ◆再生型切削顫振產生條件 ◆ 振型耦合原理： 將車床刀架簡化為兩自由度振動系統(tǒng) ， 等效質量 m用相互垂直的等效剛度分別為 k k2兩組彈簧支撐 （ 設 x1為低剛度主軸 ） 車床刀架振型耦合模型 F m a b c d x1 x1 x2 x2 β k2 k1 α1 α2 X ◆ 自激振動的產生： ① k1=k2， x1與 x2無相位差 , 軌跡為直線 ， 無能量輸入 ② k1＞ k2， x1超前 x2 ， 軌跡 d→c→b→a 為一橢圓 ， 切入半周期內的平均切削厚度比切出半周期內的大 ， 系統(tǒng)無能量輸入 ③ k1＜ k2， x1滯后于 x2 ， 軌跡為一順時針方向橢圓 ， 即：a→b→c→d 。 此時 ， 切入半周期內的平均切削厚度比切出半周期內的小 ， 有能量獲得 ， 振動能夠維持 。 三、 自激振動的 激振機理 2．振型耦合原理 三、控制機械加工振動的途徑 (1) 消除或減小內部振源 (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 (3) 采取隔振措施 (2) 調整振源的頻率 式中 f激 和 fn 分別為振源頻率和系統(tǒng)固有頻率 激激fff n ?≥~ (一 )消除或減弱產生振動的條件 2. 消除或減弱產生自激振動的條件 prrrrafABCD ???????）?????si n(si nsi n1 (1) 減小重疊系數 181。值大小取決于加工方式、刀具的幾何形狀及切削用量等。 (2) 減小切削剛度 減小切削剛度可以減小切削力，可以降低切削厚度變化效應（再生效應）和振型耦合效應的作用。改善工件材料的可加工性、增大前角 γ、增大主偏角 和適當提高進給量 ? 等，均可使切削剛度下降。 r?(3) 合理布置振動系統(tǒng) 小剛度主軸的位置 2. 消除或減弱產生自激振動的條件 (一 )消除或減弱產生振動的條件 （二） 改善工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性 (1) 提高工藝系統(tǒng)剛度 (2) 增大工藝系統(tǒng)的阻尼 三、控制機械加工振動的途徑 （三） 采用減振裝置 (1) 動力式減振器 （三） 采用減振裝置 (2) 摩擦式減振器 (3) 沖擊式減振器 切削過程中產生的塑性變形，會使表層金屬的晶格發(fā)生扭曲、畸變，晶粒間產生剪切滑移，晶粒被拉長，甚至破碎，這些都會使表層金屬的硬度和強度提高，這種現象稱作冷作硬化，亦稱強化。 被冷作硬化的金屬處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，只要一有可能，金屬的不穩(wěn)定狀態(tài)就要向比較穩(wěn)定的狀態(tài)轉化，這種現象稱為弱化。 K1＜ K2 , 0＜ α＜ β 耦合型顫振產生的條件： 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH