【正文】 194 第五節(jié) 機(jī)械加工過(guò)程中振動(dòng)的基本概念 機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn) 生自激振動(dòng)的條件 195 第五節(jié) 機(jī)械加工過(guò)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）自激振動(dòng)的頻率接近于系統(tǒng)的某一固有頻率，或者說(shuō)，顫振頻率取決于振動(dòng)系統(tǒng)的固有特性。 4）往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力。 2）機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)缺陷。 ?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%。 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 。 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 。 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(pán)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 。 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。 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。 ? 常用于加工內(nèi)外圓柱、圓錐面和滾動(dòng)軸承套圈的溝道 。 反之表面層體積縮小 ， 則產(chǎn)生拉應(yīng)力 。 ?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 。 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 。 ?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 。 ?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 。 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 。 ?② 迅速將磨削熱傳走 ， 以降低工件表面層的溫度 。 ?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(guò) 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 。 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(guò)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 。 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(guò)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 。 ?磨削加工表面是由砂輪上大量的磨?？虅澇龅臒o(wú)數(shù)極細(xì)的溝槽形成的 。 ?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 。 ?為負(fù)值時(shí) ， 塑性變形增大 ， 粗糙度也增大 。 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(guò)程的塑性變形有很大影響 。 ?對(duì)于同樣的材料 ， 晶粒組織愈是粗大 ， 加工后的粗糙度也愈大 。 163 ? ?被加工材料性能的影響 ?韌性較大的塑性材料 ， 加工后粗糙度愈大 。 ?由 物理因素 引起的粗糙度過(guò)大 ， 主要應(yīng)采取措施減少 加工時(shí)的塑性變形 ， 避免產(chǎn)生刀瘤和鱗刺 ， 對(duì)此影響最大的是 切削速度 和 被加工材料的性能 。 三、機(jī)械加工表面的粗糙度及其影響因素 161 ? ?由 幾何因素 引起的粗糙度過(guò)大 ， 可通過(guò)減小 切削層殘留面積 來(lái)解決 。 圖中的表面實(shí)際輪廓形狀由幾何因素與物理因素綜合形成 ， 因而與由純幾何因素所形成的理論輪廓有較大的差別 。c tg c tgrrfR??? ?r?39。 maxR158 ?在刀尖圓弧半徑為零時(shí)， 可由下式求得： 式中： f— 工件每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量； 、 — 車刀的主偏角和副偏角。一般來(lái)說(shuō)，橫向粗糙度較大，它主要由幾何因素和物理因素兩方面形成，縱向粗糙度則主要由物理因素形成。 155 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 5．其他影響 ?對(duì)沒(méi)有密封件的 液壓油缸 、 滑閥 來(lái)說(shuō)，降低粗糙度可以減少泄漏、提高其密封性能； ?較低的表面粗糙度可使零件具有較高的接觸剛度； ?對(duì)于滑動(dòng)零件，降低粗糙度能使 摩擦系數(shù)降低 、 運(yùn)動(dòng)靈活性 增高，并減少發(fā)熱和功率損失； ?表面層的殘余應(yīng)力會(huì)使零件在使用過(guò)程中緩慢變形，失去原來(lái)的精度，降低機(jī)器的工作質(zhì)量等。 ?對(duì)于 過(guò)盈配合 表面 ， 軸在壓入孔內(nèi)時(shí)表面粗糙度的部分凸峰會(huì)擠平 ， 而使 實(shí)際過(guò)盈量 比預(yù)定的小 ，影響了過(guò)盈配合的可靠性 。 154 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 。 表面產(chǎn)生 冷作硬化 或 金相組織變化 時(shí)亦常會(huì)降低抗腐蝕能力 。 ? 表面的 冷作硬化層 能提高零件的疲勞強(qiáng)度 ， 這是因?yàn)橛不瘜幽茏璧K已有裂紋的擴(kuò)大和新的疲勞裂紋的產(chǎn)生 。 表面層的 殘余壓縮應(yīng)力 能夠提高零件的疲勞強(qiáng)度 。 152 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 在交變載荷的作用下 ， 零件表面的 粗糙度 、 劃痕和 裂紋 等缺陷容易引起應(yīng)力集中而萌生和擴(kuò)展疲勞裂紋造成 疲勞損壞 。表面層的 冷作硬化 減少了摩擦副接觸部分處的 彈性和塑性變形，因而減少了磨損，但是 硬化程度與耐磨性并不成線性關(guān)系 ，硬化層也必須控制在一定的范圍內(nèi) 。 初期磨損量與表面粗糙度的關(guān)系 151 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 表面粗糙度的 輪廓形狀及加工紋路 方向也對(duì)耐磨性有顯著的影響 。 149 第四節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量 ? 表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響 ? 零件磨損的三個(gè)階段： 初期磨損階段 ， 正常磨損階段 ， 急劇磨損階段 。 二 、 表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 零件的 耐磨性 主要與 摩擦副的材料 及 潤(rùn)滑條件 有關(guān) 。 表面層的材料在加工時(shí)也會(huì)產(chǎn)生物理性質(zhì)的變化 ， 有些情況下還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)的變化 ， 該層總稱為 加工變質(zhì)層 147 一、概述 ? (1)表面粗糙度 ：表面的微觀幾何形狀誤差； ? (2)波度 ：介于 加工精度 （宏觀 ） 和 表面粗糙度 之間的周期性幾何形狀誤差 ，它主要是加工過(guò)程中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)所引起的 。產(chǎn)品的工作性能，尤其是它的可靠性、耐久性、在很大程度上取決于其主要零件的表面質(zhì)量。 x?ixiRm a x m in()ixx?Rx?ix iR142 143 點(diǎn)圖法 ? 在 圖上分別畫(huà)出中心線和控制線，控制線就是用來(lái)判斷工藝是否穩(wěn)定的界限線 Rx? ???Kii Kxx1/x?圖的中心線為 ???Kii KRR1/R圖的中心線為 RAxUCL ??x?圖的上控制界限為 RAxL C L ??x?圖的下控制界限為 RDU C L ?R圖的上控制界限為 0?L C L圖的下控制界限為 144 點(diǎn)圖法 表 511 正常波動(dòng)與異常波動(dòng)的標(biāo)志 與工藝過(guò)程加工誤差分布圖分析法比較，點(diǎn)圖分析法的特點(diǎn)是： 1)所采用的樣本為順序小樣本； 2)能在工藝過(guò)程進(jìn)行中及時(shí)提供主動(dòng)控制的資料； 3)計(jì)算簡(jiǎn)單。 是將一批工件依照加工順序分成 m個(gè)為一組、第 i組的平均值，共 K組； 是第 i組數(shù)值的極差 。 ? 所謂工藝的穩(wěn)定，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理來(lái)說(shuō)，一個(gè)過(guò)程 (工序 )的質(zhì)量參數(shù)的總體分布，其平均值 和均方根差 在整個(gè)過(guò)程 (工序 )中若能保持不變，則工藝是穩(wěn)定的。 ? 具體方法： 按工件的加工順序定期測(cè)量工件的尺寸，以其序號(hào)為橫坐標(biāo)，以量得的尺寸為縱坐標(biāo)，則可得到如圖所示的點(diǎn)圖。表 33列出了幾種典型分布曲線的 K值和 值， 稱為相對(duì)不對(duì)稱系數(shù)。 分布曲線法 139 ? 分布范圍將 6 除以相對(duì)分布系數(shù) K，即等于 。試比較一下上面所抽查 100件測(cè)量的結(jié)果，尺寸分散范圍為 ，可見(jiàn)是頗為接近的 .136 分布曲線法 ? 正態(tài)分布曲線除了用來(lái)進(jìn)行加工誤差性質(zhì)的判斷外，還常常用來(lái)進(jìn)行工藝能力 (工序能力 )的計(jì)算 ? 所謂工藝能力是用工藝能力系數(shù) 來(lái)表示的，它是公差范圍和實(shí)際加工誤差之比 ，即： PC 6pTC??137 ?根據(jù)工藝能力系數(shù) 的大小，可以將工藝分為 5個(gè)等級(jí)： ?PC ?? PC ?? PC ?? PCPC?為特級(jí)，說(shuō)明工藝力過(guò)高，不一定經(jīng)濟(jì)； 為一級(jí)，說(shuō)明工藝能力足夠，可以允許一定的波動(dòng)； 為二級(jí)，說(shuō)明工藝能力勉強(qiáng)，必須密切注意； 為三級(jí)，說(shuō)明工藝能力不足，可能出少量不 合格品； 為四級(jí)，說(shuō)明工藝能力不行，必須加以改進(jìn)。 的大小代表了某一種加工方法在規(guī)定的條件下 (毛坯余量、切削用量、正常的機(jī)床、夾具、刀具等 )所能達(dá)到的加工精度。 即工件尺寸在 以外的頻率只占%,可以忽略不計(jì)。如圖 (b)所示， 越大，曲線越平坦，尺寸越分散，也就是加工精度越低； 越小，曲線越陡峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。 2. 工件尺寸大于 和小于 的同間距范圍內(nèi)的頻率是相等的 。 132 分布曲線法 ? 正態(tài)分布曲線具有下列特點(diǎn)： 1. 曲線成鐘形，中間高，兩邊低。 ? 正態(tài)分布曲線 ： 在正常條件下加工一批工件，其尺寸分布情況常和上述曲線相似。設(shè)加工后量得的工件尺寸分布如圖 562所示，則尺寸分散范圍 ，常值系統(tǒng)誤差為 =，即使把分散范圍中心調(diào)整到與公差范圍中心重合 ,也還是要產(chǎn)生不合格品的 (如圖陰影部分所示 )。 ? 鏜孔時(shí)要將鏜刀伸出量調(diào)整得短一些才好 ? 解決這道工序的精度問(wèn)題是消除常值系統(tǒng)性誤差。 ? 但是，從圖中也可以看出，這批工件的分散范圍比公差帶小，但還是有 18%的工件尺寸超出了公差上限。如果用每組的件數(shù)或頻率作為縱坐標(biāo)，以尺寸范圍的中點(diǎn)為橫坐標(biāo)，就可以作成如右圖所示的折線圖。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)它們的尺寸是各不相同的，這種現(xiàn)象稱之為尺寸分散。 ?隨機(jī)性誤差 ? 在加工一批零件中，這