【正文】 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。 3）切削過程中的沖擊。 ?(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 ， 從而形成新的光潔表面 。 ? 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。 ? 此種方法主要用于內(nèi)孔的光整加工，孔徑可自 Φ8 ～ 1200mm，長徑比 L/D≥10。 （ 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，并作相對運(yùn)動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 。 （ 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)生的高溫會引起表面層的相變 。 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 ， 而且還可對砂輪表面進(jìn)行沖洗 ， 使其空隙不易被切屑堵塞 。 ?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 （ 即沙粒磨鈍后自動破碎產(chǎn)生新的鋒利的切削刃或自動從砂輪粘結(jié)劑處脫落的能力 )， 砂輪應(yīng)不致產(chǎn)生粘屑堵塞現(xiàn)象 。 ?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 。 ?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。 ?后角 過小會增加摩擦 。 ?因此為了降低加工后的表面粗糙度 ， 常在切削加工前進(jìn)行 調(diào)質(zhì) 或 正火處理 ， 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 162 ? ?切削速度 v的影響 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 ?v愈高 ， 切削過程中切屑和加工表面的塑性變形程度就愈輕 ，因而粗糙度也愈小 ?采用較高的切削速度常能防止刀瘤 、 鱗刺的產(chǎn)生 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 160 ? （ 2） 物理因素 ： 2)切削過程中出現(xiàn) 刀瘤與鱗刺 ， 會使表面粗糙度嚴(yán)重地惡化 ， 在加工塑性材料 (如低碳鋼 、 鉻鋼 、 不銹鋼 、 鋁合金等 )時(shí) ， 常是影響粗糙度的主要因素 。 ?實(shí)際車刀刀尖總有圓角半徑 ，此時(shí) 可由下式求得 : m a x 39。 156 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 ?（一）切削加工后的表面粗糙度 ? 在切削加工表面上，垂直于切削速度方向的粗糙度稱為 橫向粗糙度 ，在切削速度方向上測量的粗糙度稱為 縱向粗糙度 。 表面產(chǎn)生 冷作硬化 或 金相組織變化 時(shí)亦常會降低抗腐蝕能力 。 153 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ?降低 表面粗糙度 可以提高零件的抗腐蝕性 。 ? 表面層的 殘余應(yīng)力 對疲勞強(qiáng)度的影響極大 。 ? 表面變質(zhì)層 會顯著地改變耐磨性。 但在這些條件已經(jīng)確定的情況下 ， 零件的 表面質(zhì)量 就起決定性的作用 。 TDM － 1150型超精密車床可以對直徑最大為300mm、長度最大為1500mm、晶體結(jié)構(gòu)尺寸為 3mm～ 200mm的成形輥筒進(jìn)行結(jié)構(gòu)加工可以達(dá)到 4nm～ 5nm的表面光潔度 146 一、概述 機(jī)械加工的表面不可能是理想的光滑表面 ， 而是存在著 表面粗糙度 、 波度 等表面幾何形狀誤差以及 劃痕 、 裂紋 等表面缺陷的 。兩張圖常常合在一起應(yīng)用，通稱為 圖 (圖 566)。 141 點(diǎn)圖法 ? 點(diǎn)圖的用法有多種，下面主要闡述點(diǎn)圖在工藝穩(wěn)定性的判定和工序質(zhì)量控制方面的應(yīng)用。 K值的大小與分布曲線的形狀有關(guān)。所以在一般情況下我們應(yīng)該使公差帶的寬度 T 和均方根誤差 之間具有下列關(guān)系 : ? 考慮到變值系統(tǒng)性誤差 (如刀具磨損 )及其他因素的影響，總是使公差帶的寬度大于 ?3??6 ?6? ?6?T?6135 分布曲線法 ? 在上述檢查活塞銷孔的例子中，由表 51所列的測量數(shù)值來計(jì)算 23mm1}]/1 979 )2(28 .003 979 )16(2 979 )30(2 9 979 )32(2 979 )16(2 979 ){[4(27 .9931/2222222???????? ??? 通常就以 作為在正常生產(chǎn)條件下（一次調(diào)整、同一機(jī)床、同一切削用等）整批活塞銷孔的尺寸分散范圍。 4. 從附表中可以查出， 時(shí)， F=%，2F=%。這表示尺寸靠近分散中心的工件占大部分，而尺寸遠(yuǎn)離分散中心的工件是極少數(shù) 。 活塞銷實(shí)際直徑尺寸分布折線圖 ? ??　127 ? 實(shí)際分布曲線： 在繪制一批工件的尺寸分布圖時(shí)，若所取的工件數(shù)量增加而尺寸間隔取得很小時(shí)，則作出的折線圖就非常接近光滑的曲線，這就是所謂 實(shí)際分布曲線 ，如上圖中點(diǎn)劃線所示。 125 分布曲線法 ? 造成這種結(jié)果的原因是分散范圍中心與公差帶中心不重合 ? 如果能夠設(shè)法將分散中心調(diào)整到與公差范圍中心重合，所有工件將全部合格。把測量所得的數(shù)據(jù)按尺寸大小分組，每組的尺寸間隔為 ，則可列表如表 51所示 ? ?　表 51 活塞銷孔直徑測量結(jié)果 122 分布曲線法 ? 表中是測量的工件數(shù)。前者稱為常值系統(tǒng)性誤差，后者稱為變值系統(tǒng)性誤差。如：自動測量和自動補(bǔ)償 ? 偶件自動配磨 ：將互配件中的一件作為基準(zhǔn)，去控制另一件的加工精度。 105 七、保證和提高加工精度的途徑 ，因勢利導(dǎo)，直接消除或減少柔性工件受力變形的方法 —— 細(xì)長軸 2)采用大進(jìn)給量和大的主偏角車刀 3)伸縮性的活頂尖使工件在熱伸長下有伸縮的余地。其外界因素就來自熱加工和冷加工。所以說在這種場合下，粗加工的工件變形就不能忽視了。有些大型零件同時(shí)還受 環(huán)境溫度變化 的影響（如機(jī)床床身導(dǎo)軌）。 1℃ ，精密級177。 ? 加工精度要求很高或較高的精密機(jī)床 ? 半自動和自動機(jī)床 ? 床身較長的機(jī)床 81 五、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差 ?由于各類機(jī)床的結(jié)構(gòu)和工作條件相差很大，所以引起機(jī)床熱變形的熱源和變形形式也是多種多樣的。 77 3）當(dāng)工件剛度成為產(chǎn)生加工誤差的薄弱環(huán)節(jié)時(shí)，縮短切削力作用點(diǎn)和支承點(diǎn)的距離也可以提高工件的剛度 78 五、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差 ? 在機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下，常產(chǎn)生復(fù)雜的變形，破壞工件與刀具的 相對位置 和 運(yùn)動的準(zhǔn)確性 ，造成工件的 加工誤差 。 ? 在高速切削加工中，離心力的影響不可忽略，常常采用“ 對重平衡 ”的方法來消除不平衡的現(xiàn)象，即在不平衡質(zhì)量的反向加裝重塊，使工件和重塊的離心力相等而方向正好相反，達(dá)到相互抵消的效果 。 y總 pa?67 ?由以上分析，可以把誤差復(fù)映的概念推廣到下列幾點(diǎn)： ?每一件毛坯的形狀誤差，不論是 圓度、圓柱度、同軸度 (偏心、徑向跳動等 )、 平直度誤差 等都以一定的復(fù)映系數(shù)復(fù)映成工件的加工誤差，這是由于 切削余量不均勻 而引起的； ?在一般車削時(shí)，只有在 粗加工 時(shí)用誤差復(fù)映規(guī)律估算加工誤差才有實(shí)際意義。因此前面所述關(guān)于工藝系統(tǒng)的剛度的定義也需修改為： ()()yx y zFYy F F F Y切削力沿 方向的分力在 、 、 共同作用下的 方向的變形54 2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn) ? 影響部件剛度的因素 （ 5）施力方向的影響 55 ? 工藝系統(tǒng)在受力情況下的總位移是各個(gè)組成部分位移 y機(jī)床 、 y夾具 、 y刀具 、 y工件 的迭加： ++y y y y y?? 刀具系統(tǒng) 夾具 工件機(jī)床1k 1 1 1 1k k k k?? ? ?系 統(tǒng)刀 具 夾 具 工 件機(jī) 床 k yFy?系 統(tǒng)系 統(tǒng)56 ? 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 （ 1）由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件形狀誤差 ? 工藝系統(tǒng)的剛度 隨著受力點(diǎn)的位置的變化而變化 ? 先假定 工件短而粗，剛度很高 ? 則工藝系統(tǒng)的總位移完全取決于 機(jī)床頭尾座 (包括頂尖 )和刀架（包括刀具 )的位移 57 xyy ???x 頭座 ? ?xxyyl? ??尾 座 頭 座? ?xy y y yl? ? ?x 頭 座 尾 座 頭 座設(shè) FA、 FB為所引起的在頭、尾座處的作用力，則 AylxFFl??代入上式，得到 又因 58 工藝系統(tǒng)的總位移 設(shè) 頂尖間距離 600mm 沿工件長度上工藝系統(tǒng)的位移如下表 y系統(tǒng) (mm) （尾座處） (工件中間 ) 0 (頭座處 ) x 16l13l12l23l56ll工件軸向最大直徑誤差 (鞍形 )為： 59 ? 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 （ 1）由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件形狀誤差 ? 再假定 工件細(xì)而長，剛度很低 ? 則工藝系統(tǒng)的位移完全 取決于工件的變形 ? 根據(jù)材料力學(xué)的計(jì)算公式，在切削點(diǎn)處的位移為： 60 ? 仍設(shè) 工件尺寸為 則沿工件長度上的位移有如下表： 0 0 y系統(tǒng) (mm) (尾座處） (工件中間 ) 0 (頭座處 ) x 16l13l2l 23l56ll故工件軸向最大直徑誤差 (鼓形 )為 比之上面的誤差要大 50倍。 49 2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn) ? 影響部件剛度的因素 （ 2） 薄弱零件本身的變形 50 2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn) ? 影響部件剛度的因素 （ 3） 間隙的影響 ? 在剛度試驗(yàn)中如果在正反兩個(gè)方向 加載荷 ， 便可發(fā)現(xiàn) 間隙 對變形的影響 51 2. 機(jī)床部件剛度及其特點(diǎn) ? 影響部件剛度的因素 （ 4）摩擦的影響 在 加載 時(shí)，零件與零件的接觸面間的摩擦力 阻止變形的增加 。這時(shí)候，這些機(jī)構(gòu)的制造精度和調(diào)整，以及與它們配合使用離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度就成了影響誤差的主要因素； ?按樣件或樣板調(diào)整 ? 在大批量