機(jī)械加工表面質(zhì)量加工培訓(xùn)講義-在線(xiàn)瀏覽
2025-02-23 03:27本頁(yè)面
【正文】 度的影響 粗糙度越大，疲勞強(qiáng)度越差 適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度 粗糙度越大、工作精度降低 殘余應(yīng)力越大，工作精度降低 粗糙度越大，耐腐蝕性越差 壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之則降低耐腐蝕性 三、 影響加工表面粗糙度的主要因素及其控制 （一）切削加工表面粗糙度 幾何因素 ?刀尖圓弧半徑 rε ?主偏角 kr、 副偏角 kr′ ?進(jìn)給量 f（ 圖 4－ 40） H=f/(cotκr+cotκr′) (81) H=f 2/(8rε) (82) 圖 4－ 40 車(chē)削、刨削時(shí)殘留面積高度 物理力學(xué)因素 （ 1）工件材料的影響 ?韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。 ? 脆性材料：加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。 此外，切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小 選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度。 （ 3）進(jìn)給量的影響 減小進(jìn)給量 f固然可以減小表面粗糙度值，但 進(jìn)給量過(guò)小，表面粗糙度會(huì)有增大的趨勢(shì)。則砂輪單位面積上參加磨削的磨粒越多，磨削表面上的刻痕就越細(xì)密均勻，表面粗糙度值就越小。 ?工件轉(zhuǎn)速對(duì)表面粗糙度值的影響剛好與砂輪轉(zhuǎn)速的影響相反。 ?砂輪的縱向進(jìn)給量小于砂輪的寬度時(shí)，工件表面將被重疊切削，而被磨次數(shù)越多，工件表面粗糙度值就越小。因此，砂輪修整的質(zhì)量對(duì)磨削表面的粗糙度影響很大。 （ 2）工件材料 ?太硬易使磨粒磨鈍 →Ra ↑ ； ?太軟容易堵塞砂輪 →Ra ↑ ； ?韌性太大，熱導(dǎo)率差會(huì)使磨粒早期崩落 →Ra ↑ 。 ?砂輪太硬，使表面粗糙度增大； ?砂輪選得太軟，使表面粗糙度值增大。 （ 2） 衡量表面層加工硬化的指標(biāo) 衡量表面層加工硬化程度的指標(biāo)有下列三項(xiàng)： 1）表面層的顯微硬度 HV； 2） 硬化層深度 h； 3） 硬化程度 N N=(HVHV0)/HV0 100％ （ 83） 式中 HV0—— 工件原表面層的顯微硬度。這種應(yīng)力即為表面層的殘余應(yīng)力。 切削后，表層產(chǎn) 生殘余壓應(yīng)力，而在里層產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。（密度小，比容大） 圖 切削熱在表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的示意圖 （ 2）磨削裂紋的產(chǎn)生 （ 3）影響表面殘余應(yīng)力的主要因素 三、表面層金相組織變化與磨削燒傷 淬火燒傷 回火燒傷 退火燒傷 磨削時(shí)工件表面溫度超過(guò)相變臨界 溫度 Ac3時(shí)，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。其硬度比原來(lái)的回火 馬氏體高，但很薄，其下為硬度較低的回 火索氏體和屈氏體。 磨削時(shí)，如果工件表面層溫度只 是超過(guò)原來(lái)的回火溫度，則表層原來(lái) 的回火馬氏體組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象而 轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火組織（索氏體 或屈氏體），這種現(xiàn)象稱(chēng)為回火燒傷。若此時(shí)無(wú)冷卻液，表層金 屬空冷冷卻比較緩慢而形成退火組織。這種現(xiàn)象 稱(chēng)為退火燒傷。因此提高了零件的承載能力和疲勞強(qiáng)度。如圖 為典型的滾壓加工示意圖。 珠丸可以是鑄鐵的，也可以是切成小段的鋼絲（使用一段時(shí)間后，自然變成球狀）。珠丸的直徑一般為 ~4mm， 對(duì)于尺寸較小、表面粗糙度值較小的工件，采用直徑較小的珠丸。經(jīng)噴丸加工后的表面，硬化層深度可達(dá) ， 零件表面粗糙度值可由 Ra5~ 減小到 ~ ， 可幾倍甚至幾十倍地提高零件的使用壽命。由于總存在阻尼， 自由振動(dòng)將逐漸衰減，如圖 814a所示。強(qiáng)迫振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程是諧 振動(dòng)，只要有激振力存在振動(dòng)系 統(tǒng)就不會(huì)被阻尼衰減掉。 (占 35%) 在沒(méi)有周期性干擾力作用的情 況下，由振動(dòng)系統(tǒng)本身產(chǎn)生的 交變力所激發(fā)和維持的振動(dòng)， 稱(chēng)為自激振動(dòng)。 (占 65%) 一）強(qiáng)迫振動(dòng)的振源 ?系統(tǒng)外部的周期性干擾力 ?旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量偏心 ?傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷 ?切削過(guò)程的間隙特性 二、機(jī)械加工中的強(qiáng)迫振動(dòng)與控制 二）強(qiáng)迫振動(dòng)的數(shù)學(xué)描述及特性 動(dòng)力學(xué)模型的建立 幾點(diǎn)假設(shè)： 1）（ a） 只有質(zhì)量、沒(méi)有彈性的集中質(zhì)量，（ b） 只有彈性、沒(méi)有質(zhì)量的集中彈簧； 2） 阻尼力在線(xiàn)性范圍內(nèi)，即： 3）系統(tǒng)在平衡位置附近作微小的振動(dòng)（ 圖 1示 ） xcR ?? 圖 1 內(nèi)圓磨削振動(dòng)系統(tǒng) a) 模型示意圖 b） 動(dòng)力學(xué)模型 c） 受力圖 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立微分方程： tFkxxxm ?? sin??? ???式中 α— 衰減系數(shù)， m2?? ?ω0— 系統(tǒng)無(wú)阻尼振動(dòng)時(shí)的固有頻率， mk?20?ω— 激振力頻率 該式是一個(gè)二階常系數(shù)線(xiàn)性非齊次微分方程。 2）強(qiáng)迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率與外界激振力的頻率相同，而與系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。 ① 激振力的 影響 。 Ⅱ ） 當(dāng) λ → 1時(shí)， η 會(huì)急劇增大，此現(xiàn)象稱(chēng)為共振， ＜ λ
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