五機(jī)械加工表面質(zhì)量課件

WEWILLDOAGREATJOB!機(jī)械制造工藝學(xué)主講人：WEWILLDOAGREATJOB!機(jī)械制造工藝0第五章機(jī)械加工表面質(zhì)量01機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響02影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施03影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施04工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施第五章01機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其02影響表面粗糙度的工藝101機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響01機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義2第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義圖5-1第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響一、機(jī)3（1）表面粗糙度（2）表面波度（3）紋理方向第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響表面質(zhì)量的含義有兩方面內(nèi)容。1.表面的幾何特征圖5-2（1）表面粗糙度第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用4由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，加工表面層金屬的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能發(fā)生一定的變化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）表面層加工硬化（冷作硬化）。2）表面層金相組織變化。3）表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響2.表面層物理力學(xué)性能由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，加工表面層金屬的物理5第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對零件使用性能的影響1.表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響零件的磨損可分為三個階段：初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段。圖5-3圖5-4第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響二、機(jī)6第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響圖5-5第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響圖5-7第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響2.表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響在交變載荷作用下，零件表面粗糙度、劃痕、裂紋等缺陷最易形成應(yīng)力集中，并發(fā)展成疲勞裂紋，導(dǎo)致零件疲勞破壞。表面殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響極大。表面層的加工硬化對疲勞強(qiáng)度也有影響。3.表面質(zhì)量對零件耐蝕性的影響零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度值。表面殘余應(yīng)力對零件耐蝕性也有較大影響。第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響2.表8第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響4.表面質(zhì)量對配合性質(zhì)的影響相配零件間的配合關(guān)系是用過盈量或間隙值來表示的。對間隙配合而言，表面粗糙度值太大，會使配合表面很快磨損而增大配合間隙，改變配合性質(zhì)，降低配合精度。對過盈配合而言，裝配時配合表面的波峰被擠平，減小了實際過盈量，降低了連接強(qiáng)度，影響了配合的可靠性。所以對有配合要求的表面都要求有較小的表面粗糙度值。表面殘余應(yīng)力會引起零件變形，使零件形狀和尺寸發(fā)生變化，因此對配合性質(zhì)也有一定的影響。第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響4.表9第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響三、表面完整性的概念表面完整性的內(nèi)容主要有：(1)表面形貌(2)表面缺陷(3)微觀組織與表面層的冶金化學(xué)特性1)微觀裂紋。2)微觀組織變化，包括晶粒大小和形狀、析出物和再結(jié)晶等的變化。3)晶間腐蝕和化學(xué)成分的優(yōu)先溶解。4)對于氫氧等元素的化學(xué)吸收作用所引起的脆性等。(4)表面層物理力學(xué)性能(5)表面層其他工程技術(shù)特性第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響三、表1002影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施02影響表面粗糙度的11第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施一、切削加工的表面粗糙度1.幾何因素圖5-6第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施一、切削加工的表12影響切削加工表面粗糙度的物理因素：（1）工件材料的影響（2）刀具幾何參數(shù)的影響（3）切削用量的影響（4）刀具材料與刃磨質(zhì)量的影響（5）冷卻潤滑液的影響第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施2.物理因素圖5-7圖5-8影響切削加工表面粗糙度的物理因素：第二節(jié)影響表面粗糙度的工13(1)與磨削砂輪有關(guān)的因素主要是砂輪的粒度、硬度以及對砂輪的修整等。(2)與工件材質(zhì)有關(guān)的因素包括材料的硬度、塑性、導(dǎo)熱性等。

第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施二、磨削加工的表面粗糙度圖5-9圖5-10(1)與磨削砂輪有關(guān)的因素第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及14(3)與加工條件有關(guān)的因素包括磨削用量、冷卻條件及工藝系統(tǒng)的精度與抗振性等。 第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施圖5-11(3)與加工條件有關(guān)的因素第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及1503影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施03影響零件表面層物理力學(xué)16第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施一、表面層的加工硬化在機(jī)械加工過程中，工件表面層金屬受切削力的作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使金屬的晶格扭曲，晶粒被拉長、纖維化甚至破碎而引起的表面層的強(qiáng)度和硬度增加，塑性降低，物理性能(如密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等)也有所變化。這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱為冷作硬化或強(qiáng)化。切削熱在一定條件下會使金屬在塑性變形中產(chǎn)生回復(fù)現(xiàn)象，使金屬失去加工硬化中所得到的物理力學(xué)性能，這種現(xiàn)象稱為弱化。 1.加工硬化的產(chǎn)生及衡量指標(biāo)第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施一、表面17第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施

第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施

18第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施二、表面層的殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，主要有以下三種原因:（1）冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)（2）熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力（3）金相組織變化引起的殘余應(yīng)力1.表面層殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因2.影響表面層殘余應(yīng)力及磨削裂紋的因素第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施二、表面19第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-12圖5-13第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-120第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施磨削裂紋和殘余應(yīng)力有著密切的關(guān)系，當(dāng)殘余應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限，材料表面就會產(chǎn)生裂紋。影響產(chǎn)生磨削裂紋的因素很多，主要是圍繞著“熱”。圖5-14第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施磨削裂紋21第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施三、表面層金相組織變化與磨削燒傷磨淬火鋼時，在工件表面層上形成的瞬時高溫將使表面金屬產(chǎn)生以下三種金相組織變化：1)如果工件表面層溫度未超過相變溫度Ac3(一般中碳鋼為720℃)，但超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度(一般中碳鋼為300℃)，這時馬氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火托氏體或索氏體，這稱為回火燒傷。2)當(dāng)工件表面層溫度超過相變溫度Ac3，如果這時有充分的切削液，則表面層將急冷形成二次淬火馬氏體，硬度比回火馬氏體高，但很薄，只有幾微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和托氏體，導(dǎo)致表面層總的硬度降低，這稱為淬火燒傷。1.表面層金相組織變化與磨削燒傷原因第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施三、表面22第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施3)當(dāng)工件表面層溫度超過相變溫度Ac3，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，如果這時無切削液，則表面硬度急劇下降，工件表層被退火，這種現(xiàn)象稱為退火燒傷。2.影響磨削燒傷的因素及其改善措施磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷可有兩個途徑：一是盡可能減少磨削熱的產(chǎn)生；二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件。現(xiàn)將有關(guān)問題分述如下：(1)合理選擇磨削用量(2)工件材料(3)砂輪的選擇(4)改善冷卻條件第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施3)當(dāng)工23第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-15圖5-16第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-124第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-17圖5-18第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-125第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施四、提高和改善零件表面層的物理力學(xué)性能的措施1.疲勞破壞2.滑動磨損3.滾動磨損(一)零件破壞形式和最終工序的選擇圖5-19第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施四、提高26第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施1.噴丸強(qiáng)化 2.滾壓加工3.液體磨料強(qiáng)化(二)表面強(qiáng)化工藝表面強(qiáng)化工藝是指在常溫下通過冷加工方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以減小表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。圖5-20第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施1.噴丸2704工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施04工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施28第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施一、機(jī)械加工中的振動現(xiàn)象(一)機(jī)械振動的分類主要表現(xiàn)在：(1)影響零件的表面質(zhì)量(2)影響生產(chǎn)率(3)影響機(jī)床、夾具和刀具壽命(4)振動噪聲污染工作環(huán)境1.自由振動2.強(qiáng)迫振動3.自激振動(二)振動對機(jī)械加工的影響第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施一、機(jī)械加工中的振動現(xiàn)象(29第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施二、強(qiáng)迫振動(1)系統(tǒng)外部的周期性激振力(2)高速回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量不平衡引起的振動(3)傳動機(jī)構(gòu)的缺陷和往復(fù)運(yùn)動部件的慣性力引起的振動(4)切削過程的間歇性1.強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的原因2.強(qiáng)迫振動的數(shù)學(xué)描述及特性圖5-21第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施二、強(qiáng)迫振動(1)系統(tǒng)外部30第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-22第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-2231第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施強(qiáng)迫振動的特性是：(1)強(qiáng)迫振動是由周期性激振力引起的，不會被阻尼衰減掉，振動本身也不能使激振力變化。(2)強(qiáng)迫振動的振動頻率與外界激振力的頻率相同，而與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。(3)強(qiáng)迫振動的幅值既與激振力的幅值有關(guān)，又與工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性有關(guān)。圖5-23第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施強(qiáng)迫振動的特性是：圖5-232第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施三、自激振動自激振動:切削加工時，在沒有周期性外力作用的情況下，有時刀具與工件之間也可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的相對振動，并在工件的加工表面上殘留下明顯的、有規(guī)律的振紋。這種由振動系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的振動稱為自激振動，通常也稱為顫振。(一)自激振動的產(chǎn)生條件和特性通常將自激振動看成是由振動系統(tǒng)(工藝系統(tǒng))和調(diào)節(jié)系統(tǒng)(切削過程)兩個環(huán)節(jié)組成的一個閉環(huán)系統(tǒng)。第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施三、自激振動自激振動:切削33第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-24第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-2434第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(二)自激振動的激振學(xué)說1.負(fù)摩擦激振學(xué)說圖5-25第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(二)自激振動的激振學(xué)說135第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施2.再生顫振學(xué)說圖5-26圖5-27第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施2.再生顫振學(xué)說圖5-2636第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施3.坐標(biāo)聯(lián)系學(xué)說圖5-28圖5-29第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施3.坐標(biāo)聯(lián)系學(xué)說圖5-2837第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施四、機(jī)械加工中振動的診斷方法一般診斷步驟如下：1）拾取診斷信號，作機(jī)床工作時的頻譜圖。2）做環(huán)境試驗，查找機(jī)外振源。3）做空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗，查找機(jī)內(nèi)振源。五、機(jī)械加工中振動的控制機(jī)械加工中控制振動的途徑有三個方面：消除或減弱產(chǎn)生機(jī)械振動的條件；改善工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性，增強(qiáng)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采取各種消振減振裝置。第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施四、機(jī)械加工中振動的診斷方38第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(一)消除或減弱產(chǎn)生強(qiáng)迫振動的條件1)減小激振力2)調(diào)整振源頻率3)采取隔振措施(二)消除或減弱產(chǎn)生自激振動的條件1.合理選擇切削用量圖5-30第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(一)消除或減弱產(chǎn)生強(qiáng)迫振39第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-31圖5-32第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-31圖5-3240第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施2.合理選擇刀具幾何參數(shù)圖5-33圖5-34第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施2.合理選擇刀具幾何參數(shù)圖41第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施3.增加切削阻尼圖5-35第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施3.增加切削阻尼圖5-3542第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(三)增強(qiáng)工藝系統(tǒng)抗振性和穩(wěn)定性的措施1.提高工藝系統(tǒng)的剛度圖5-36第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(三)增強(qiáng)工藝系統(tǒng)抗振性和43第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施2.增大系統(tǒng)的阻尼圖5-37第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施2.增大系統(tǒng)的阻尼圖5-344第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(四)采用各種消振減振措施(1)摩擦式減振器圖5-38第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(四)采用各種消振減振措施45第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(2)動力式減振器圖5-39第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(2)動力式減振器圖5-346第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(3)沖擊式減振器圖5-40第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施(3)沖擊式減振器圖5-447WEWILLDOAGREATJOB!THANKYOUWEWILLDOAGREATJOB!THANK48WEWILLDOAGREATJOB!機(jī)械制造工藝學(xué)主講人：WEWILLDOAGREATJOB!機(jī)械制造工藝49第五章機(jī)械加工表面質(zhì)量01機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響02影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施03影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施04工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施第五章01機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其02影響表面粗糙度的工藝5001機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響01機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義51第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義圖5-1第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響一、機(jī)52（1）表面粗糙度（2）表面波度（3）紋理方向第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響表面質(zhì)量的含義有兩方面內(nèi)容。1.表面的幾何特征圖5-2（1）表面粗糙度第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用53由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，加工表面層金屬的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能發(fā)生一定的變化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）表面層加工硬化（冷作硬化）。2）表面層金相組織變化。3）表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響2.表面層物理力學(xué)性能由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，加工表面層金屬的物理54第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對零件使用性能的影響1.表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響零件的磨損可分為三個階段：初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段。圖5-3圖5-4第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響二、機(jī)55第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響圖5-5第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響圖5-56第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響2.表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響在交變載荷作用下，零件表面粗糙度、劃痕、裂紋等缺陷最易形成應(yīng)力集中，并發(fā)展成疲勞裂紋，導(dǎo)致零件疲勞破壞。表面殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響極大。表面層的加工硬化對疲勞強(qiáng)度也有影響。3.表面質(zhì)量對零件耐蝕性的影響零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度值。表面殘余應(yīng)力對零件耐蝕性也有較大影響。第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響2.表57第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響4.表面質(zhì)量對配合性質(zhì)的影響相配零件間的配合關(guān)系是用過盈量或間隙值來表示的。對間隙配合而言，表面粗糙度值太大，會使配合表面很快磨損而增大配合間隙，改變配合性質(zhì)，降低配合精度。對過盈配合而言，裝配時配合表面的波峰被擠平，減小了實際過盈量，降低了連接強(qiáng)度，影響了配合的可靠性。所以對有配合要求的表面都要求有較小的表面粗糙度值。表面殘余應(yīng)力會引起零件變形，使零件形狀和尺寸發(fā)生變化，因此對配合性質(zhì)也有一定的影響。第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響4.表58第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響三、表面完整性的概念表面完整性的內(nèi)容主要有：(1)表面形貌(2)表面缺陷(3)微觀組織與表面層的冶金化學(xué)特性1)微觀裂紋。2)微觀組織變化，包括晶粒大小和形狀、析出物和再結(jié)晶等的變化。3)晶間腐蝕和化學(xué)成分的優(yōu)先溶解。4)對于氫氧等元素的化學(xué)吸收作用所引起的脆性等。(4)表面層物理力學(xué)性能(5)表面層其他工程技術(shù)特性第一節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義及其對零件使用性能的影響三、表5902影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施02影響表面粗糙度的60第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施一、切削加工的表面粗糙度1.幾何因素圖5-6第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施一、切削加工的表61影響切削加工表面粗糙度的物理因素：（1）工件材料的影響（2）刀具幾何參數(shù)的影響（3）切削用量的影響（4）刀具材料與刃磨質(zhì)量的影響（5）冷卻潤滑液的影響第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施2.物理因素圖5-7圖5-8影響切削加工表面粗糙度的物理因素：第二節(jié)影響表面粗糙度的工62(1)與磨削砂輪有關(guān)的因素主要是砂輪的粒度、硬度以及對砂輪的修整等。(2)與工件材質(zhì)有關(guān)的因素包括材料的硬度、塑性、導(dǎo)熱性等。

第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施二、磨削加工的表面粗糙度圖5-9圖5-10(1)與磨削砂輪有關(guān)的因素第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及63(3)與加工條件有關(guān)的因素包括磨削用量、冷卻條件及工藝系統(tǒng)的精度與抗振性等。 第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及其改善措施圖5-11(3)與加工條件有關(guān)的因素第二節(jié)影響表面粗糙度的工藝因素及6403影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施03影響零件表面層物理力學(xué)65第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施一、表面層的加工硬化在機(jī)械加工過程中，工件表面層金屬受切削力的作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使金屬的晶格扭曲，晶粒被拉長、纖維化甚至破碎而引起的表面層的強(qiáng)度和硬度增加，塑性降低，物理性能(如密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等)也有所變化。這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱為冷作硬化或強(qiáng)化。切削熱在一定條件下會使金屬在塑性變形中產(chǎn)生回復(fù)現(xiàn)象，使金屬失去加工硬化中所得到的物理力學(xué)性能，這種現(xiàn)象稱為弱化。 1.加工硬化的產(chǎn)生及衡量指標(biāo)第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施一、表面66第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施

第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施

67第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施二、表面層的殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，主要有以下三種原因:（1）冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)（2）熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力（3）金相組織變化引起的殘余應(yīng)力1.表面層殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因2.影響表面層殘余應(yīng)力及磨削裂紋的因素第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施二、表面68第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-12圖5-13第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-169第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施磨削裂紋和殘余應(yīng)力有著密切的關(guān)系，當(dāng)殘余應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限，材料表面就會產(chǎn)生裂紋。影響產(chǎn)生磨削裂紋的因素很多，主要是圍繞著“熱”。圖5-14第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施磨削裂紋70第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施三、表面層金相組織變化與磨削燒傷磨淬火鋼時，在工件表面層上形成的瞬時高溫將使表面金屬產(chǎn)生以下三種金相組織變化：1)如果工件表面層溫度未超過相變溫度Ac3(一般中碳鋼為720℃)，但超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度(一般中碳鋼為300℃)，這時馬氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火托氏體或索氏體，這稱為回火燒傷。2)當(dāng)工件表面層溫度超過相變溫度Ac3，如果這時有充分的切削液，則表面層將急冷形成二次淬火馬氏體，硬度比回火馬氏體高，但很薄，只有幾微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和托氏體，導(dǎo)致表面層總的硬度降低，這稱為淬火燒傷。1.表面層金相組織變化與磨削燒傷原因第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施三、表面71第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施3)當(dāng)工件表面層溫度超過相變溫度Ac3，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，如果這時無切削液，則表面硬度急劇下降，工件表層被退火，這種現(xiàn)象稱為退火燒傷。2.影響磨削燒傷的因素及其改善措施磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷可有兩個途徑：一是盡可能減少磨削熱的產(chǎn)生；二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件?，F(xiàn)將有關(guān)問題分述如下：(1)合理選擇磨削用量(2)工件材料(3)砂輪的選擇(4)改善冷卻條件第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施3)當(dāng)工72第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-15圖5-16第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-173第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-17圖5-18第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施圖5-174第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施四、提高和改善零件表面層的物理力學(xué)性能的措施1.疲勞破壞2.滑動磨損3.滾動磨損(一)零件破壞形式和最終工序的選擇圖5-19第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施四、提高75第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施1.噴丸強(qiáng)化 2.滾壓加工3.液體磨料強(qiáng)化(二)表面強(qiáng)化工藝表面強(qiáng)化工藝是指在常溫下通過冷加工方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以減小表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。圖5-20第三節(jié)影響零件表面層物理力學(xué)性能的因素及其改善措施1.噴丸7604工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施04工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施77第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施一、機(jī)械加工中的振動現(xiàn)象(一)機(jī)械振動的分類主要表現(xiàn)在：(1)影響零件的表面質(zhì)量(2)影響生產(chǎn)率(3)影響機(jī)床、夾具和刀具壽命(4)振動噪聲污染工作環(huán)境1.自由振動2.強(qiáng)迫振動3.自激振動(二)振動對機(jī)械加工的影響第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施一、機(jī)械加工中的振動現(xiàn)象(78第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施二、強(qiáng)迫振動(1)系統(tǒng)外部的周期性激振力(2)高速回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量不平衡引起的振動(3)傳動機(jī)構(gòu)的缺陷和往復(fù)運(yùn)動部件的慣性力引起的振動(4)切削過程的間歇性1.強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的原因2.強(qiáng)迫振動的數(shù)學(xué)描述及特性圖5-21第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施二、強(qiáng)迫振動(1)系統(tǒng)外部79第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-22第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-2280第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施強(qiáng)迫振動的特性是：(1)強(qiáng)迫振動是由周期性激振力引起的，不會被阻尼衰減掉，振動本身也不能使激振力變化。(2)強(qiáng)迫振動的振動頻率與外界激振力的頻率相同，而與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。(3)強(qiáng)迫振動的幅值既與激振力的幅值有關(guān)，又與工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性有關(guān)。圖5-23第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施強(qiáng)迫振動的特性是：圖5-281第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施三、自激振動自激振動:切削加工時，在沒有周期性外力作用的情況下，有時刀具與工件之間也可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的相對振動，并在工件的加工表面上殘留下明顯的、有規(guī)律的振紋。這種由振動系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的振動稱為自激振動，通常也稱為顫振。(一)自激振動的產(chǎn)生條件和特性通常將自激振動看成是由振動系統(tǒng)(工藝系統(tǒng))和調(diào)節(jié)系統(tǒng)(切削過程)兩個環(huán)節(jié)組成的一個閉環(huán)系統(tǒng)。第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施三、自激振動自激振動:切削82第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-24第四節(jié)工藝系統(tǒng)的振動及其控制措施圖5-2483第四