【正文】 ? （ 3）工件材料 —— 工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴重。 （二）表面層材料金相組織變化 當切削熱使被加工表面的溫度超過相變溫度后，表層金屬的金相組織將會發(fā)生變化。 當被磨工件表面層溫度達到相變溫度以上時，表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬強度和硬度降低，并伴有殘余應力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微觀裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。在磨削淬火鋼時，可能產(chǎn)生以下三種燒傷： （ 1）回火燒傷 如果磨削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變溫度，但已超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，工件表層金屬的回火馬氏體組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火組織（索氏體或托氏體），這種燒傷稱為回火燒傷。 （ 2）淬火燒傷 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），這種燒傷稱為淬火燒傷。 （ 3）退火燒傷 如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削區(qū)域又無冷卻液進入，表層金屬將產(chǎn)生退火組織，表面硬度將急劇下降，這種燒傷稱為退火燒傷。 2.、改善磨削燒傷的途徑 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(chǎn)生；二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)生了殘余應力，而在里層金屬中產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生。 零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)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(chǎn)生殘余壓應力的加工方法。 機械加工過程中的振動 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(zhì)量和生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的原因： 強迫振動的振源又來自機床內(nèi)部的機內(nèi)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(shè)隔振地基來隔離。 機內(nèi)振源主要有： （ 1）機床電機的振動； （ 2）機床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡引起的振動； （ 3）機床傳動機構(gòu)缺陷引起的振動，如齒輪的側(cè)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(zhuǎn)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(jīng)確認機械加工過程中發(fā)生了強迫振動，就要設(shè)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(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期性振動，稱為自激振動，簡稱顫振。 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(chǎn)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(chǎn)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。 圖 452 振動系統(tǒng)的能量關(guān)系 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 452知，在一個振動周期內(nèi)，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(chǎn)生自激振動的條件 如果在一個振動周期內(nèi)，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(chǎn)生。 圖 453中是一個單自由度振動系統(tǒng)模型，振動系統(tǒng)與刀架系統(tǒng)相連，且只在 y方向振動。為分析問題簡便起見，暫不考慮系統(tǒng)阻尼的作用。分析可知，在刀架振動系統(tǒng)振入工件的半個周期內(nèi)，它的振動位移 與徑向切削力 方向相反，切削力作負功（相當于刀架振動系統(tǒng)將已被壓縮的彈簧 k經(jīng)振入運動而將所積蓄的部分能量釋放出來）；而在刀架振動系統(tǒng)振出工件的半個周期內(nèi)，它的振動位移 與徑向切削力 方向相同，切削力作正功（相當于刀架振動系統(tǒng)通過振出運動使彈簧 k壓縮而獲得能量）。只有正功大于負功，或者說只有系統(tǒng)獲得的能量大于系統(tǒng)對外界釋放的能量，系統(tǒng)才有可能維持自激振動。若用 表示前者， 表示后者，則產(chǎn)生自激振動的條件可表示為： 。 圖 453 車削外圓單自由度振動系統(tǒng)模型 振入y振入yF振出y 振出yF吸收E 消耗E 消耗吸收 E? （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，如圖 454。 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(zhuǎn)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的作用，如圖 455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(chǎn)生了交變的動態(tài)切削力。如果機床加工系統(tǒng)滿足產(chǎn)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。 圖 454 自由正交切削 圖 455 再生型顫振的產(chǎn)生過程 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(zhì)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(chǎn)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(chǎn)生振動的條件 1. 消除或減弱產(chǎn)生強迫振動的條件 （ 1）減小機內(nèi)外干擾力 機床上高速旋轉(zhuǎn)的零部件必須進行平衡，是質(zhì)量不平衡控制在允許范圍內(nèi)。 （ 2）調(diào)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(zhuǎn)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(chǎn)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(nèi)振源通過基地外傳；另一種是被動隔振，阻止機外干擾力通過地基傳給機床。 （ 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(zhuǎn)（次）切削根本就不與前轉(zhuǎn) (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(diào)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 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