【正文】 理 ， 以得到均勻細(xì)密的晶粒組織和較高的硬度 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 164 ? ?刀具的幾何形狀 、 材料 、 刃磨質(zhì)量的影響 ?刀具的前角對(duì)切削過程的塑性變形有很大影響 。 ?前角 值增大時(shí) ， 塑性變形程度減小 ， 粗糙度也就能減小 。 ?為負(fù)值時(shí) ， 塑性變形增大 ， 粗糙度也增大 。 ?后角 過小會(huì)增加摩擦 。 ?刃傾角 的大小又會(huì)影響刀具的實(shí)際前角 ， 因此都會(huì)影響加工表面的粗糙度 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 165 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 ?（二） 磨削 加工后的表面粗糙度 ?磨削加工與切削加工有許多不同處，砂輪上的磨削刃形狀和分布很不均勻，且隨著砂輪工作表面的修正、磨粒的磨耗不斷改變 。 ?磨削加工表面是由砂輪上大量的磨?？虅澇龅臒o數(shù)極細(xì)的溝槽形成的 。 ?在磨削過程中由于磨粒大多具有很大的負(fù)前角，所以產(chǎn)生了比切削加工大得多的塑性變形。 166 ?（二） 磨削 加工后的表面粗糙度 ?影響磨削表面粗糙度的主要因素有： ?⑴ 砂輪的粒度 ?砂輪的粒度愈細(xì)粗糙度愈小 ?粗粒度砂輪如果經(jīng)過細(xì)修 整 ， 在磨粒上車出 微刃 后 也能加工出低粗糙度表面 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 167 ?（二） 磨削 加工后的表面粗糙度 ?影響磨削表面粗糙度的主要因素有： ?(2)砂輪的修整 ?修整砂輪的金剛石工具愈鋒利 ， ?修整導(dǎo)程愈小 ， ?修整深度愈小 ， 則表面粗糙度值愈小 。 ?(3)砂輪速度 ?提高砂輪速度可以顯著 降低工件表面粗糙度 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 168 ?影響磨削表面粗糙度的主要因素有： ?(4)磨削背吃刀量與工件速度 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 169 ?（ 一 ） 加工表面的冷作硬化 ?切削 (磨削 )過程中表面層產(chǎn)生的 塑性變形 使晶體間產(chǎn)生剪切滑移 ， 晶格嚴(yán)重扭曲 ， 并產(chǎn)生晶粒的拉長(zhǎng) 、 破碎和纖維化 ， 引起材料的強(qiáng)化 ， 這時(shí)它的強(qiáng)度和硬度都提高了 ， 這就是 冷作硬化現(xiàn)象 。 ?表面層的硬化程度主要以冷硬層 的深度 h、 表面層的顯微硬度 H 以及硬化程度 N表示 ， ?其中 : 為基體材料的硬度 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 %00HHHN ??0H170 ?（ 一 ） 加工表面的冷作硬化 ?影響冷作硬化的因素 ?刀具 的影響 ?前角減小 ， 或刃口及后刀面的 磨損量增大時(shí) ， 冷硬層深度和 硬度也隨之增大 ?切削用量 的影響 ?切削速度會(huì)使溫度增高 ， 有助于冷硬的回復(fù)；刀具與工件接觸時(shí)間短 ， 塑性變形程度減小 ?進(jìn)給量增大時(shí) ， 切削力增大 ， 塑性變形程度也增大； 進(jìn)給量較小時(shí) ， 刀具刃口圓角在加工表面單位長(zhǎng)度上的擠壓次數(shù)增多 ?被加工材料 的影響 硬度愈小 ， 塑性愈大切削后的冷硬現(xiàn)象愈嚴(yán)重 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 171 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 ?磨削加工由于 磨削速度高 ， 大部分 磨粒帶有 很大的 負(fù)前角 ， 磨粒除了切削作用外 ， 很大程度是在刮擦擠壓工件表面 ， 因而產(chǎn)生的磨削熱比切削時(shí)大得多 。 ?加之 ， 磨削時(shí)約有 70%以上的熱量瞬時(shí)進(jìn)入工件， 只有小部分通過 切屑 、 砂輪 、 冷卻液 、 大氣 帶走 ， 致使磨削時(shí)工件表面層溫度比切削時(shí)高得多， 表面層的金相組織產(chǎn)生更為復(fù)雜的變化 ， 直接影響了零件的使用性能 。 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 172 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 ?磨削時(shí)工件表層的溫度 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 173 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 ?磨削時(shí)工件表層的溫度 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 174 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 ?磨削表面層的金相組織變化 ?磨削表面金相組織變化程度 與 工件材料 、 磨削溫度 、 加熱時(shí)間 等因素有關(guān) ?磨削燒傷：回火 、 淬火 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 175 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 ?減輕磨削熱損傷 的途徑 ?① 盡量減少磨削時(shí)產(chǎn)生的磨削熱 。 ?② 迅速將磨削熱傳走 ， 以降低工件表面層的溫度 。 ?減輕磨削熱損傷的具體措施 （ 1） 改善砂輪的磨削性能 ， 減小磨削熱的產(chǎn)生 ? 1） 合理選擇砂輪 ： ?一般選擇的砂輪應(yīng)使在磨削過程中具有 自銳能力 （ 即沙粒磨鈍后自動(dòng)破碎產(chǎn)生新的鋒利的切削刃或自動(dòng)從砂輪粘結(jié)劑處脫落的能力 )， 砂輪應(yīng)不致產(chǎn)生粘屑堵塞現(xiàn)象 。 四、機(jī)械加工后 表面物理機(jī)械性能 的變化 176 ?減輕磨削熱損傷的具體措施 （ 1） 改善砂輪的磨削性能 ， 減小磨削熱的產(chǎn)生 ? 2)增大磨削刃間距 ?增大磨削刃間距 ， 可以使砂輪和工件間斷接觸 ， 這樣不僅改善了散熱條件 ， 而且工件受熱時(shí)間縮短 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 177 ?減輕磨削熱損傷的具體措施 （ 2） 正確選用磨削用量 ?應(yīng)在保證表面層質(zhì)量的前提下盡量不影響生產(chǎn)效率和表面粗糙度 。 ?徑向進(jìn)給量應(yīng)小 ， 可適當(dāng)增加軸向進(jìn)給量 ?降低砂輪速度也能減少表面層的熱損傷 ， 但因?yàn)榻档蜕拜喫俣葧?huì)影響生產(chǎn)效率 ， 故一般不常采用 。 ?若在提高砂輪速度的同時(shí)相應(yīng)提高工件速度 ， 可以避免燒傷 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 178 ?減輕磨削熱損傷的具體措施 （ 3） 提高冷卻效果 ?現(xiàn)有的冷卻方法往往效果很差 。 具體改進(jìn)措施有： ?1)采用高壓大流量冷卻 ?不但能增強(qiáng)冷卻作用 ， 而且還可對(duì)砂輪表面進(jìn)行沖洗 ， 使其空隙不易被切屑堵塞 。 ?2)可以加裝 空氣擋板 ?以減輕高速旋轉(zhuǎn)的砂輪表面的高壓附著氣流的作用 ， 使冷卻液能順利地噴注到 磨削區(qū) ， 這對(duì)于 高速磨削 更為必要 。 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 179 ?減輕磨削熱損傷的具體措施 （ 3） 提高冷卻效果 ?3)采用 內(nèi)冷卻 ?砂輪是 多孔隙 能滲水的 。 冷卻液引到砂輪中孔后靠 離心力 的作用甩出 ， 從而使冷卻液可以直接冷卻磨削區(qū) ， 起到有效的冷卻作用 。 （ 二 ） 加工表面層的金相組織變化 — 熱變質(zhì)層 內(nèi)冷卻裝置 1— 錐形蓋 2－通道孔 3－砂輪中心腔 4－有徑向小孔的薄壁套 180 ?表層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因 ?（ 1） 冷塑性變形 的影響 （ 三 ） 加工表面層的殘余應(yīng)力 181 ?表層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因 ?（ 2） 熱塑性變形 的影響 （ 三 ） 加工表面層的殘余應(yīng)力 182 ?表層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因 ?（ 3） 金相組織變化 的影響 ?切削時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)引起表面層的相變 。 ?由于不同的金相組織有不同的比重 ， 表面層金相組織變化的結(jié)果造成了體積的變化 。 ?表面層體積膨脹時(shí) ， 因?yàn)槭艿交w的限制 ， 產(chǎn)生了壓應(yīng)力 。 反之表面層體積縮小 ， 則產(chǎn)生拉應(yīng)力 。 （ 三 ） 加工表面層的殘余應(yīng)力 183 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? ?表面粗糙度 ?磨削熱 ? 超精加工 、 珩磨 等光整加工方法作為終加工工序 ?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(duì)運(yùn)動(dòng)以降低工件粗糙度和提高精度的工藝方法，一般用于粗糙度為 Ra 0. 08的表面的加工 184 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? 超精加工 、 珩磨 等光整加工方法作為終加工工序 ?（ 1） 超精加工 ? 用細(xì)粒度的磨條以一定壓力壓在旋轉(zhuǎn)的工件表面上，并在軸向作往復(fù)振蕩進(jìn)行微量切除的光整加工方法 。 ? 常用于加工內(nèi)外圓柱、圓錐面和滾動(dòng)軸承套圈的溝道 。 ? 超精加工后表面粗糙度可達(dá) Ra μm。 185 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? 超精加工 、 珩磨 等光整加工方法作為終加工工序 ?（ 2） 珩磨 ? 珩磨頭帶有若干塊細(xì)粒度的磨條靠機(jī)械或液壓的作用漲緊和施加一定壓力在工件表面上，并相對(duì)工件作旋轉(zhuǎn)與往復(fù)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在工件表面上形成由螺旋線交叉而成的網(wǎng)狀紋路。 ? 此種方法主要用于內(nèi)孔的光整加工，孔徑可自 Φ8 ～ 1200mm，長(zhǎng)徑比 L/D≥10。 186 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? 超精加工 、 珩磨 等光整加工方法作為終加工工序 ?（ 3） 研磨 ? 將研磨劑涂敷 (干式 )或澆注 (濕式 )在研具與工件間，工件與夾具在一定壓力下作不斷變更方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在磨粒的作用下逐步刮擦并微量切除工件表面的很薄的金屬層。 ? 此種方法可適用于各種表面的加工，粗糙度可達(dá) ～ ，精度可達(dá) 5級(jí)以上。 187 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? 超精加工 、 珩磨 等光整加工方法作為終加工工序 ?（ 4）拋光 ? 利用布輪、布盤等軟的研具涂上拋光膏拋光工件的表面，靠拋光膏的機(jī)械刮擦和化學(xué)作用去掉表面粗糙度的峰頂，使表面獲得光澤鏡面 。 ? 拋光時(shí)一般去不掉余量，所以不能提高工件的精度 ? 經(jīng)拋光的表面能減小殘余拉應(yīng)力值。 188 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? 噴丸 、 滾壓 、 輾光 等表面強(qiáng)化工藝 ?對(duì)于承受高應(yīng)力、交變載荷的零件可以采用噴丸、滾壓、輾光等 表面強(qiáng)化工藝 使表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力和冷作硬化并降低表面粗糙度 。 ?同時(shí)消除了磨削等工序的殘余拉應(yīng)力，因此可以大大提高疲勞強(qiáng)度及抗應(yīng)力腐蝕性能。 189 五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 ? 噴丸 、 滾壓 、 輾光 等表面強(qiáng)化工藝 ?(1)噴丸 ?利用 壓縮空氣或離心力將大量直徑細(xì)小的丸粒 （ 鋼丸 、 玻璃丸 ） 高速向零件表面噴射的方法 ， 可以適用于任何復(fù)雜形狀的零件 。 ?(2)滾壓 、 輾光 ?用工具鋼 (T12A,CrWMn,CrNiMn等 ， 淬硬 HRC62～ 64)制成的鋼滾輪或鋼珠在零件表面上進(jìn)行滾壓 、 輾光 ， 使表面層材料產(chǎn)生塑性流動(dòng) ， 從而形成新的光潔表面 。 ?粗糙度 Ra值可從 降低至 μm， 表面硬化深度達(dá)～ 1. 5mm， 硬化程度達(dá)到 10～ 40%。 190 第五節(jié) 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的基本概念 （ 1）按工藝系統(tǒng)振動(dòng)的性質(zhì)可以分為： 1）自由振動(dòng) 2）強(qiáng)迫振動(dòng) 3）自激振動(dòng) （ 2）按工藝系統(tǒng)的自由度數(shù)量可分為： 1）單自由度系統(tǒng)的振動(dòng) 2）多自由度系統(tǒng)的振動(dòng) 191 192 第五節(jié) 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的基本概念 一、機(jī)械加工過程中的強(qiáng)迫振動(dòng) ： 1）機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡。 2）機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)缺陷。 3）切削過程中的沖擊。 4）往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。 機(jī)械加工過程中強(qiáng)迫振源的查找方法 193 第五節(jié) 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的基本概念 二、機(jī)械加工過程中的自激振動(dòng)（顫振） 機(jī)械加工過程中的自激振動(dòng) 1）機(jī)械加工過程中的自激振動(dòng)是在沒有周期性外力（相對(duì)于切削過程而言）干擾下所產(chǎn)生的振動(dòng)。 2）自激振動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的固有特性。 3）自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動(dòng)卻不因有阻尼存在而衰減為零。 194 第五節(jié) 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的基本概念 機(jī)械加工過程中產(chǎn) 生自激振動(dòng)的條件 195 第五節(jié) 機(jī)械加工過程中振動(dòng)的基本概念 三、控制機(jī)械加工振動(dòng)的途徑 消除或減弱產(chǎn)生振動(dòng)的條件 （ 1）消除或減弱產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的條件 減少機(jī)內(nèi)外干擾力；調(diào)整振源頻率；采取隔振措施。 （ 2）消除或減弱產(chǎn)生自激振動(dòng)的條件 改善工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 （ 1）提高工藝系統(tǒng)的剛度 （ 2）增大工藝系統(tǒng)的阻尼 采用各種消振減振裝置 動(dòng)力式減振器；阻尼減振器；沖擊式減振器 196 本章結(jié)束 謝謝 ! 197 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. 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