1、機(jī)械加工表面質(zhì)量解析 本章提要本章提要 機(jī)械加工表面質(zhì)量決定了機(jī)器的使用性能和延長使機(jī)械加工表面質(zhì)量決定了機(jī)器的使用性能和延長使用壽命。機(jī)械加工表面質(zhì)量是以機(jī)械零件的加工表面用壽命。機(jī)械加工表面質(zhì)量是以機(jī)械零件的加工表面和表面層作為分析和研究對象的。本章旨在研究零件和表面層作為分析和研究對象的。本章旨在研究零件表面層在加工中的變化和發(fā)生變化的機(jī)理，掌握機(jī)械表面層在加工中的變化和發(fā)生變化的機(jī)理，掌握機(jī)械加工中各種工藝因素對表面質(zhì)量的影響規(guī)律，運(yùn)用這加工中各種工藝因素對表面質(zhì)量的影響規(guī)律，運(yùn)用這些規(guī)律來些規(guī)律來 控制加工中的各種影響因素，以滿足表面質(zhì)控制加工中的各種影響因素，以滿足表面質(zhì)量的要求。

2、量的要求。內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱機(jī)械加工表面質(zhì)量的概念機(jī)械加工表面質(zhì)量的概念表面粗糙度及其影響因素表面粗糙度及其影響因素機(jī)械加工后表面物理機(jī)械性能的變化機(jī)械加工后表面物理機(jī)械性能的變化控制加工表面質(zhì)量的途徑控制加工表面質(zhì)量的途徑振動(dòng)對表面質(zhì)量的影響及其控制振動(dòng)對表面質(zhì)量的影響及其控制5.1 5.1 機(jī)械加工表面質(zhì)量的概念機(jī)械加工表面質(zhì)量的概念 一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義 1 1、表面層的幾何形狀、表面層的幾何形狀 表面粗糙度：是指表面微觀幾何形狀誤差，其波高與波長的比表面粗糙度：是指表面微觀幾何形狀誤差，其波高與波長的比值在值在L1L1H1H14040的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。

3、表面波度：是介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差表面波度：是介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差L3/H31000L3/H31000）和表面粗糙度之間的一種帶有周期性的幾何形狀誤差，其波高與和表面粗糙度之間的一種帶有周期性的幾何形狀誤差，其波高與波長的比值在波長的比值在4040L LH H10001000的范圍。的范圍。 紋理方向：紋理方向： 紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成紋理方向是指表面刀紋的方向，它取決于表面形成過程中所采用的機(jī)械加工方法。過程中所采用的機(jī)械加工方法。 傷痕：是加工表面上一些個(gè)別位置上出現(xiàn)的缺陷。例如：砂眼、傷痕：是加工表面上一些個(gè)別位置上出現(xiàn)的缺陷。例如：砂眼、氣孔、裂

4、痕等。氣孔、裂痕等。 2 2、表面層的物理機(jī)械性能、表面層的物理機(jī)械性能 1 1、表面層冷作硬化、表面層冷作硬化( (簡稱冷硬簡稱冷硬) )：在機(jī)械加工中：在機(jī)械加工中, ,零件零件表面層產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷態(tài)塑性變形后表面層產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷態(tài)塑性變形后, ,引起的強(qiáng)度和硬度都引起的強(qiáng)度和硬度都有所提高的現(xiàn)象。一般情況下表面硬化層的深度可達(dá)。有所提高的現(xiàn)象。一般情況下表面硬化層的深度可達(dá)。 2 2、表面層金相組織的變化：機(jī)械加工過程中，由于切、表面層金相組織的變化：機(jī)械加工過程中，由于切削熱或磨削熱的作用引起工件表面溫升過高，表面層金屬削熱或磨削熱的作用引起工件表面溫升過高，表面層金屬的金相組織發(fā)生變化的

5、現(xiàn)象。的金相組織發(fā)生變化的現(xiàn)象。 3 3、表面層殘余應(yīng)力：是由于加工過程中切削變形和切、表面層殘余應(yīng)力：是由于加工過程中切削變形和切削熱的影響，工件表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。削熱的影響，工件表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 1 1、 表面質(zhì)量對耐磨性的影響表面質(zhì)量對耐磨性的影響 粗糙度過大或過小都會(huì)引起工作時(shí)的迅速磨損，粗糙度過大或過小都會(huì)引起工作時(shí)的迅速磨損，一定工作條件下通常存在一個(gè)最佳表面粗糙度。一定工作條件下通常存在一個(gè)最佳表面粗糙度。 表面粗糙度值過大表面粗糙度值過大實(shí)際接觸面積實(shí)際接觸面積單位單位應(yīng)力應(yīng)力峰部之間產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和

6、剪切峰部之間產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和剪切破壞，引起嚴(yán)重磨損。破壞，引起嚴(yán)重磨損。 表面粗糙度值過小，潤滑油不易儲(chǔ)存，接觸面之表面粗糙度值過小，潤滑油不易儲(chǔ)存，接觸面之間容易發(fā)生分子粘接，磨損反而增加。間容易發(fā)生分子粘接，磨損反而增加。 表面冷作硬化對耐磨性的影響表面冷作硬化對耐磨性的影響 加工表面的冷作硬化使摩擦副表面層金屬的顯微硬度加工表面的冷作硬化使摩擦副表面層金屬的顯微硬度提高，故一般可使耐磨性提高。提高，故一般可使耐磨性提高。 但過分的冷作硬化將引但過分的冷作硬化將引起金屬組織過度疏松，甚至出現(xiàn)裂紋和表層金屬的剝落，起金屬組織過度疏松，甚至出現(xiàn)裂紋和表層金屬的剝落，反而使耐磨性下降。反

7、而使耐磨性下降。 表面層金相組織變化對耐磨性的影響表面層金相組織變化對耐磨性的影響 表面層產(chǎn)生金相組織變化時(shí)，由于改變了基體材料表面層產(chǎn)生金相組織變化時(shí)，由于改變了基體材料原來的硬度，因而也直接影響其耐磨性。原來的硬度，因而也直接影響其耐磨性。 2 2、表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響、表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響 在周期性的交變載荷作用下，零件表面微觀不平與表面的在周期性的交變載荷作用下，零件表面微觀不平與表面的缺陷一樣都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而且表面粗糙度值越大，即缺陷一樣都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而且表面粗糙度值越大，即凹陷越深和越尖，應(yīng)力集中越嚴(yán)重，越容易形成和擴(kuò)展疲勞裂凹陷越深和越尖，應(yīng)力集中

8、越嚴(yán)重，越容易形成和擴(kuò)展疲勞裂紋而造成零件的疲勞損壞。紋而造成零件的疲勞損壞。 零件表面的冷硬層能夠阻礙裂紋的擴(kuò)大和新裂紋的出現(xiàn)，零件表面的冷硬層能夠阻礙裂紋的擴(kuò)大和新裂紋的出現(xiàn)，冷硬可以提高零件的疲勞強(qiáng)度。但冷硬層過深或過硬則容易產(chǎn)冷硬可以提高零件的疲勞強(qiáng)度。但冷硬層過深或過硬則容易產(chǎn)生裂紋，反而會(huì)降低疲勞強(qiáng)度。所以冷硬要適當(dāng)。生裂紋，反而會(huì)降低疲勞強(qiáng)度。所以冷硬要適當(dāng)。 表面層的內(nèi)應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響很大。表面層殘余的壓表面層的內(nèi)應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響很大。表面層殘余的壓應(yīng)力能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋擴(kuò)應(yīng)力能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋擴(kuò)展，而殘余拉應(yīng)

9、力易使已加工表面產(chǎn)生裂紋而降低疲勞強(qiáng)度。展，而殘余拉應(yīng)力易使已加工表面產(chǎn)生裂紋而降低疲勞強(qiáng)度。 3 3、 表面質(zhì)量對零件抗腐蝕性能的影響表面質(zhì)量對零件抗腐蝕性能的影響 零件表面粗糙度值越大，潮濕空氣和腐蝕介質(zhì)越容易零件表面粗糙度值越大，潮濕空氣和腐蝕介質(zhì)越容易堆積在零件表面四處而發(fā)生化學(xué)腐蝕，或在凸峰間產(chǎn)生電堆積在零件表面四處而發(fā)生化學(xué)腐蝕，或在凸峰間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起電化學(xué)腐蝕，故抗腐蝕性能越差。表面冷化學(xué)作用而引起電化學(xué)腐蝕，故抗腐蝕性能越差。表面冷硬和金相組織變化都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。零件在應(yīng)力狀態(tài)下工硬和金相組織變化都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。零件在應(yīng)力狀態(tài)下工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，若有裂紋，則更增加

10、了應(yīng)力腐蝕作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，若有裂紋，則更增加了應(yīng)力腐蝕的敏感性。因此表面內(nèi)應(yīng)力會(huì)降低零件的抗腐蝕性能。的敏感性。因此表面內(nèi)應(yīng)力會(huì)降低零件的抗腐蝕性能。 4 4、 表面質(zhì)量對零件的其它影響表面質(zhì)量對零件的其它影響 表面質(zhì)量對零件的配合質(zhì)量、密封性能及摩擦系表面質(zhì)量對零件的配合質(zhì)量、密封性能及摩擦系數(shù)都有很大的影響。零件表面層狀態(tài)對其使用性能也數(shù)都有很大的影響。零件表面層狀態(tài)對其使用性能也有如此大的影響有如此大的影響 。 5.2 5.2 表面粗糙度及其影響因素表面粗糙度及其影響因素一、切削加工后的表面粗糙度影響因素一、切削加工后的表面粗糙度影響因素 切削加工時(shí)影響表面粗糙度的因素有三個(gè)方面：

11、幾何因素、切削加工時(shí)影響表面粗糙度的因素有三個(gè)方面：幾何因素、物理因素和工藝系統(tǒng)振動(dòng)。物理因素和工藝系統(tǒng)振動(dòng)。 1 1、 幾何因素幾何因素 刀具相對于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工表面留下了切削層殘留面積，刀具相對于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀是刀具幾何形狀的復(fù)映。其理論上的最大粗糙度其形狀是刀具幾何形狀的復(fù)映。其理論上的最大粗糙度RmaxRmax可由刀具可由刀具形狀、進(jìn)給量形狀、進(jìn)給量f f，按幾何關(guān)系求得。，按幾何關(guān)系求得。當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑rr一定時(shí)：一定時(shí)：當(dāng)背吃刀量當(dāng)背吃刀量apap和進(jìn)給量和進(jìn)給量f f很小時(shí)，粗糙度主要由刀尖圓弧構(gòu)成：很小時(shí)，粗糙度

12、主要由刀尖圓弧構(gòu)成： 措施：減小進(jìn)給量措施：減小進(jìn)給量f f、主偏角、主偏角KrKr、副偏角、副偏角KrKr以及增大刀尖圓弧半徑以及增大刀尖圓弧半徑rr，均可減小殘留面積的高度。均可減小殘留面積的高度。2 2、 物理因素物理因素 切削加工后表面的實(shí)際粗糙度與理論粗糙度有比較切削加工后表面的實(shí)際粗糙度與理論粗糙度有比較大的差別。這主要是與被加工材料的性能及切削機(jī)理有大的差別。這主要是與被加工材料的性能及切削機(jī)理有關(guān)的物理因素的影響。切削過程中刀具的刃口圓角及后關(guān)的物理因素的影響。切削過程中刀具的刃口圓角及后刀面對工件擠壓與摩擦而產(chǎn)生塑性變形。韌性越好的材刀面對工件擠壓與摩擦而產(chǎn)生塑性變形。韌性越

13、好的材料塑性變形就越大，且容易出現(xiàn)積屑瘤與鱗刺，使粗糙料塑性變形就越大，且容易出現(xiàn)積屑瘤與鱗刺，使粗糙度嚴(yán)重惡化。度嚴(yán)重惡化。3 3、 工藝系統(tǒng)振動(dòng)工藝系統(tǒng)振動(dòng) 低頻振動(dòng)低頻振動(dòng)表面波度；高頻振動(dòng)表面波度；高頻振動(dòng)表面粗糙度表面粗糙度 二、二、磨削加工后的表面粗糙度的影響因素磨削加工后的表面粗糙度的影響因素 影響磨削后表面粗糙度的因素也可歸納為三方面：影響磨削后表面粗糙度的因素也可歸納為三方面： （1 1）與磨削過程和砂輪結(jié)構(gòu)有關(guān)的幾何因素，砂輪上磨粒的）與磨削過程和砂輪結(jié)構(gòu)有關(guān)的幾何因素，砂輪上磨粒的微刃形狀和分布對于磨削后的表面粗糙度是有影響的。微刃形狀和分布對于磨削后的表面粗糙度是有影響

14、的。 （2 2）與磨削過程和被加工材料塑性變形有關(guān)的物理因素，大）與磨削過程和被加工材料塑性變形有關(guān)的物理因素，大多數(shù)磨粒只有滑擦、耕犁作用。磨削量是經(jīng)過很多后繼磨粒多數(shù)磨粒只有滑擦、耕犁作用。磨削量是經(jīng)過很多后繼磨粒的多次擠壓因疲勞而斷裂、脫落，所以加工表面的塑性變形的多次擠壓因疲勞而斷裂、脫落，所以加工表面的塑性變形很大，表面粗糙度值就大。很大，表面粗糙度值就大。 （3 3）工藝系統(tǒng)的振動(dòng)因素）工藝系統(tǒng)的振動(dòng)因素 為了降低表面粗糙度值，應(yīng)考慮以下主要影響因素：為了降低表面粗糙度值，應(yīng)考慮以下主要影響因素： 砂輪砂輪的粒度、砂輪的修整、砂輪速度、工件速度、徑向進(jìn)給量、的粒度、砂輪的修整、砂輪

15、速度、工件速度、徑向進(jìn)給量、軸向進(jìn)給量。軸向進(jìn)給量。 5.3 5.3 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能 在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理機(jī)械性能產(chǎn)生變化，最主要的變用，使表面層金屬的物理機(jī)械性能產(chǎn)生變化，最主要的變化是表面層冷作硬化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。化是表面層冷作硬化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。由于磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時(shí)由于磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時(shí)更嚴(yán)重，因而磨削加工后加工表面層上述三項(xiàng)物理機(jī)械性更嚴(yán)重，因而磨削加工后加工

16、表面層上述三項(xiàng)物理機(jī)械性能的變化會(huì)很大。能的變化會(huì)很大。 一、表面層冷作硬化一、表面層冷作硬化1 1、 冷作硬化產(chǎn)生的原因冷作硬化產(chǎn)生的原因 切削或磨削加工中，表面層金屬由于塑性變形使晶格扭曲、切削或磨削加工中，表面層金屬由于塑性變形使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移, ,晶粒被拉長和纖維化，甚至破碎，晶粒被拉長和纖維化，甚至破碎，引起材料的強(qiáng)化（使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高），這種現(xiàn)引起材料的強(qiáng)化（使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高），這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。冷作硬化的特點(diǎn)：變形抵抗力提高象稱為冷作硬化。冷作硬化的特點(diǎn)：變形抵抗力提高( (屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)提高提高) )，塑性降

17、低，塑性降低( (相對延伸率降低相對延伸率降低) )。 金屬冷作硬化的結(jié)果，使金屬處于高能位不穩(wěn)定狀態(tài)，只金屬冷作硬化的結(jié)果，使金屬處于高能位不穩(wěn)定狀態(tài)，只要一有條件，金屬的冷硬結(jié)構(gòu)本能地向比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。要一有條件，金屬的冷硬結(jié)構(gòu)本能地向比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為弱化（回復(fù)）。機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的切削熱，這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為弱化（回復(fù)）。機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的切削熱，將使金屬在塑性變形中產(chǎn)生的冷硬現(xiàn)象得到恢復(fù)。將使金屬在塑性變形中產(chǎn)生的冷硬現(xiàn)象得到恢復(fù)。 由于金屬在機(jī)械加工過程中同時(shí)受到力因素和熱因素的作用，由于金屬在機(jī)械加工過程中同時(shí)受到力因素和熱因素的作用，機(jī)械加工后表面層金屬的最后

18、性質(zhì)取決于強(qiáng)化和弱化兩個(gè)過程機(jī)械加工后表面層金屬的最后性質(zhì)取決于強(qiáng)化和弱化兩個(gè)過程的綜合。的綜合。 2. 2. 評定冷作硬化的指標(biāo)評定冷作硬化的指標(biāo) 評定冷作硬化的指標(biāo)有如下三項(xiàng)：評定冷作硬化的指標(biāo)有如下三項(xiàng)： （1 1） 表層金屬的顯微硬度表層金屬的顯微硬度H H；（2 2） 硬化層深度硬化層深度h h；（3 3） 硬化程度硬化程度N N，其按下式計(jì)算：，其按下式計(jì)算：N=N=（H-H0)/H0H-H0)/H0式中：式中：H0H0為工件內(nèi)部金屬原來的硬度。為工件內(nèi)部金屬原來的硬度。影響冷作硬化的主要因素影響冷作硬化的主要因素 表面層冷作硬化的程度決定于產(chǎn)生塑性變形的力、變形速表面層冷作硬化的

19、程度決定于產(chǎn)生塑性變形的力、變形速度及變形時(shí)的溫度。力越大，塑性變形越大，則硬化程度度及變形時(shí)的溫度。力越大，塑性變形越大，則硬化程度越大；速度越大，塑性變形越不充分，則硬化程度越??；越大；速度越大，塑性變形越不充分，則硬化程度越??；變形時(shí)的溫度不僅影響塑性變形程度，還會(huì)影響變形后金變形時(shí)的溫度不僅影響塑性變形程度，還會(huì)影響變形后金相組織的恢復(fù)程度。相組織的恢復(fù)程度。 1)1)刀具刀具 刀具切削刃口圓角刀具切削刃口圓角徑向切削分力徑向切削分力表層金屬的塑性變形表層金屬的塑性變形導(dǎo)致冷硬導(dǎo)致冷硬。 前角前角00塑性變形塑性變形冷硬冷硬。 后刀面磨損后刀面磨損冷硬程度冷硬程度。2)2)切削用量切削

20、用量 切削速度切削速度VV刀具與工件的作用時(shí)間刀具與工件的作用時(shí)間金屬的塑性變形金屬的塑性變形硬化層深度和硬度硬化層深度和硬度。 進(jìn)給量進(jìn)給量f f的影響：的影響：a)a)進(jìn)給量進(jìn)給量f f超過一定值時(shí)，進(jìn)給量超過一定值時(shí)，進(jìn)給量切削力切削力表層金屬的塑表層金屬的塑性變形性變形冷硬程度冷硬程度。b)b)進(jìn)給量進(jìn)給量f f過小過小切削厚度切削厚度刀刃圓弧對工件表面層的擠壓次數(shù)刀刃圓弧對工件表面層的擠壓次數(shù)硬化程度硬化程度。3)3)工件材料工件材料工件材料的硬度工件材料的硬度、塑性、塑性冷硬現(xiàn)象冷硬現(xiàn)象。 二、機(jī)械加工后表面層金相組織的變化二、機(jī)械加工后表面層金相組織的變化 1 1、 金相組織變化

21、的原因金相組織變化的原因 (1) (1) 磨削加工時(shí)切削力比其它加工方法大數(shù)十倍，切削速磨削加工時(shí)切削力比其它加工方法大數(shù)十倍，切削速度也特別高由于砂輪導(dǎo)熱性差、切屑數(shù)量少，磨削過程中能度也特別高由于砂輪導(dǎo)熱性差、切屑數(shù)量少，磨削過程中能量轉(zhuǎn)化的熱大部分都傳給了工件。磨削時(shí)，在很短的時(shí)間內(nèi)量轉(zhuǎn)化的熱大部分都傳給了工件。磨削時(shí)，在很短的時(shí)間內(nèi)磨削區(qū)溫度可上升到磨削區(qū)溫度可上升到40040010001000，甚至更高。這樣大的加，甚至更高。這樣大的加熱速度，促使加工表面局部形成瞬時(shí)熱聚集現(xiàn)象，有很高溫?zé)崴俣?，促使加工表面局部形成瞬時(shí)熱聚集現(xiàn)象，有很高溫升和很大的溫度梯度，出現(xiàn)金相組織的變化，強(qiáng)度和

22、硬度下升和很大的溫度梯度，出現(xiàn)金相組織的變化，強(qiáng)度和硬度下降，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至引起裂紋，這就是磨削燒傷現(xiàn)象。降，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至引起裂紋，這就是磨削燒傷現(xiàn)象。 (2) (2) 磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生的燒傷磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生的燒傷 磨削淬火鋼時(shí)極易發(fā)生磨削燒傷，磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生磨削淬火鋼時(shí)極易發(fā)生磨削燒傷，磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生的燒傷有以下三種：的燒傷有以下三種： 回火燒傷回火燒傷 磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變溫度，則工磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變溫度，則工件表面原來的馬氏作組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成硬度降低件表面原來的馬氏作組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成硬度降

23、低的回火組織的回火組織索氏體或屈氏體。索氏體或屈氏體。 淬火燒傷淬火燒傷 磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由于冷磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由于冷卻液的急冷作用，表層會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體，硬度較原來卻液的急冷作用，表層會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體，硬度較原來的回火馬氏體高，而它的下層則因?yàn)槔鋮s緩慢成為硬度降低的回火馬氏體高，而它的下層則因?yàn)槔鋮s緩慢成為硬度降低的回火組織。的回火組織。 退火燒傷退火燒傷 不用冷卻液進(jìn)行干磨削時(shí)，磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬不用冷卻液進(jìn)行干磨削時(shí)，磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，因工件冷卻緩慢則表層硬度急劇下降，氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，因工

24、件冷卻緩慢則表層硬度急劇下降，這時(shí)工件表層被退火。這時(shí)工件表層被退火。 2 2、 影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素 影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素有工件材料、磨影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素有工件材料、磨削溫度、溫度梯度及冷卻速度等。削溫度、溫度梯度及冷卻速度等。 (1)(1)工件材料工件材料 工件材料為低碳鋼時(shí)不會(huì)發(fā)生相變。高合金鋼如軸承工件材料為低碳鋼時(shí)不會(huì)發(fā)生相變。高合金鋼如軸承鋼、高速鋼、鎳鉻鋼等傳熱性特別差，在冷卻不充分時(shí)易鋼、高速鋼、鎳鉻鋼等傳熱性特別差，在冷卻不充分時(shí)易出現(xiàn)磨削燒傷。未淬火鋼為擴(kuò)散度低的珠光體，磨削時(shí)間出現(xiàn)磨削燒傷。未淬火鋼為擴(kuò)

25、散度低的珠光體，磨削時(shí)間短時(shí)不會(huì)發(fā)生金相組織的變化。淬火鋼極易相變。短時(shí)不會(huì)發(fā)生金相組織的變化。淬火鋼極易相變。 (2) (2) 磨削溫度、溫度梯度及冷卻速度等對金相磨削溫度、溫度梯度及冷卻速度等對金相 組織變組織變化的影響化的影響 三、機(jī)械加工后表面層的殘余應(yīng)力三、機(jī)械加工后表面層的殘余應(yīng)力 1 1、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因 在機(jī)械加工中，工件表面層金屬相對基體金屬發(fā)生形在機(jī)械加工中，工件表面層金屬相對基體金屬發(fā)生形狀、體積的變化或金相組織變化時(shí)，工件表面層中將殘留狀、體積的變化或金相組織變化時(shí)，工件表面層中將殘留相互平衡的殘余應(yīng)力。產(chǎn)生表面層殘余應(yīng)力的原因：相互平衡的殘余應(yīng)力

26、。產(chǎn)生表面層殘余應(yīng)力的原因： （1 1）冷態(tài)塑性變形）冷態(tài)塑性變形 機(jī)械加工時(shí)，表層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械加工時(shí)，表層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形。沿切削速度方向表面產(chǎn)生拉伸變形，晶粒被拉塑性變形。沿切削速度方向表面產(chǎn)生拉伸變形，晶粒被拉長，金屬密度會(huì)下降，即比容增大，而里層材料則阻礙這長，金屬密度會(huì)下降，即比容增大，而里層材料則阻礙這種變形，因而在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，在里層則產(chǎn)生殘種變形，因而在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，在里層則產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。余拉應(yīng)力。 （2 2） 熱態(tài)塑性變形熱態(tài)塑性變形 機(jī)械加工時(shí)，切削或磨削熱使工件表面局部溫升過機(jī)械加工時(shí)，切削或磨削熱使工件表面局部溫升過高，引起高溫塑性變形高，

27、引起高溫塑性變形 , ,使得工件在冷卻后從內(nèi)到外分別使得工件在冷卻后從內(nèi)到外分別產(chǎn)生拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、和拉應(yīng)力。產(chǎn)生拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、和拉應(yīng)力。 （3 3） 金相組織變化金相組織變化 切削時(shí)產(chǎn)生高溫，由于不同的金相組織有不同的比切削時(shí)產(chǎn)生高溫，由于不同的金相組織有不同的比容，表面層金相變化的結(jié)果將造成體積的變化。表面層體容，表面層金相變化的結(jié)果將造成體積的變化。表面層體積膨脹時(shí)，因?yàn)槭艿交w的限制，產(chǎn)生了壓應(yīng)力。反之，積膨脹時(shí)，因?yàn)槭艿交w的限制，產(chǎn)生了壓應(yīng)力。反之，表面層體積縮小時(shí)，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。表面層體積縮小時(shí)，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。 實(shí)際機(jī)械加工后的表面層殘余應(yīng)力及其分布，是上實(shí)際機(jī)械加工后的表面層

28、殘余應(yīng)力及其分布，是上述三方面因素綜合作用的結(jié)果，在一定條件下，其中某一述三方面因素綜合作用的結(jié)果，在一定條件下，其中某一或二種因素可能起主導(dǎo)作用?；蚨N因素可能起主導(dǎo)作用。 2 2、 磨削裂紋的產(chǎn)生磨削裂紋的產(chǎn)生 磨削加工中熱態(tài)塑性變形和金相組織變化的影響較大，磨削加工中熱態(tài)塑性變形和金相組織變化的影響較大，故大多數(shù)磨削零件的表面層往往有殘余拉應(yīng)力。當(dāng)殘余拉應(yīng)故大多數(shù)磨削零件的表面層往往有殘余拉應(yīng)力。當(dāng)殘余拉應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，零件表面就會(huì)出現(xiàn)裂紋。有的磨力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，零件表面就會(huì)出現(xiàn)裂紋。有的磨削裂紋也可能不在工件的外表面，而是在表面層下成為肉眼削裂紋也可能不在工件的外表面

29、，而是在表面層下成為肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。磨削裂紋一般很淺難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。磨削裂紋一般很淺 。 磨削裂紋的產(chǎn)生與材料性質(zhì)及熱處理工序有很大關(guān)系。磨削裂紋的產(chǎn)生與材料性質(zhì)及熱處理工序有很大關(guān)系。磨削硬質(zhì)合金時(shí)，由于其脆性大，抗拉強(qiáng)度低以及導(dǎo)熱性差，磨削硬質(zhì)合金時(shí)，由于其脆性大，抗拉強(qiáng)度低以及導(dǎo)熱性差，所以特別容易產(chǎn)生磨削裂紋。磨削合碳量高的淬火鋼時(shí)，由所以特別容易產(chǎn)生磨削裂紋。磨削合碳量高的淬火鋼時(shí)，由于其晶界脆弱，也容易產(chǎn)生磨削裂紋。于其晶界脆弱，也容易產(chǎn)生磨削裂紋。 5.4 5.4 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑 一、一、 減小殘余拉應(yīng)力、防止磨削燒傷和磨削裂紋的減小殘余

30、拉應(yīng)力、防止磨削燒傷和磨削裂紋的工藝途徑工藝途徑 對零件使用性能危害甚大的殘余拉應(yīng)力、磨削燒傷和磨對零件使用性能危害甚大的殘余拉應(yīng)力、磨削燒傷和磨削裂紋均起因于磨削熱，所以如何降低磨削熱并減少其影響削裂紋均起因于磨削熱，所以如何降低磨削熱并減少其影響是生產(chǎn)上的一項(xiàng)重要問題。解決的原則：一是減少磨削熱的是生產(chǎn)上的一項(xiàng)重要問題。解決的原則：一是減少磨削熱的發(fā)生，二是加速磨削熱的傳出。發(fā)生，二是加速磨削熱的傳出。 1 1、選擇合理的磨削參數(shù)、選擇合理的磨削參數(shù) 生產(chǎn)中比較可行的辦法是通過試驗(yàn)來確定磨削參數(shù)：先生產(chǎn)中比較可行的辦法是通過試驗(yàn)來確定磨削參數(shù)：先按初步選定的磨削參數(shù)試磨，檢查工件表面熱損傷

31、情況，據(jù)按初步選定的磨削參數(shù)試磨，檢查工件表面熱損傷情況，據(jù)此調(diào)整磨削參數(shù)直至最后確定下來。另一種方法是在磨削過此調(diào)整磨削參數(shù)直至最后確定下來。另一種方法是在磨削過程中連續(xù)測量磨削區(qū)溫度，然后控制磨削參數(shù)。程中連續(xù)測量磨削區(qū)溫度，然后控制磨削參數(shù)。 2 2、 選擇有效的冷卻方法選擇有效的冷卻方法 選擇適宜的磨削液和有效的冷卻方法，如采用高壓大流量冷選擇適宜的磨削液和有效的冷卻方法，如采用高壓大流量冷卻、內(nèi)冷卻或?yàn)闇p輕高速旋轉(zhuǎn)的砂輪表面的高壓附著氣流的作用，卻、內(nèi)冷卻或?yàn)闇p輕高速旋轉(zhuǎn)的砂輪表面的高壓附著氣流的作用，有利于冷卻液能順利地噴注到磨削區(qū)。有利于冷卻液能順利地噴注到磨削區(qū)。 二、二、 采

32、用冷壓強(qiáng)化工藝采用冷壓強(qiáng)化工藝 對于承受高應(yīng)力、交變載荷的零件可以采用噴丸、液壓、擠對于承受高應(yīng)力、交變載荷的零件可以采用噴丸、液壓、擠壓等表面強(qiáng)化工藝使表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力和冷硬層并降低表面壓等表面強(qiáng)化工藝使表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力和冷硬層并降低表面粗糙度值，從而提高耐疲勞強(qiáng)度及抗應(yīng)力腐蝕性能。但是采用強(qiáng)粗糙度值，從而提高耐疲勞強(qiáng)度及抗應(yīng)力腐蝕性能。但是采用強(qiáng)化工藝時(shí)應(yīng)很好控制工藝參數(shù)，不要造成過度硬化，否則會(huì)使表化工藝時(shí)應(yīng)很好控制工藝參數(shù)，不要造成過度硬化，否則會(huì)使表面完全失去塑性性質(zhì)，甚至引起顯微裂紋和材料剝落，帶來不良面完全失去塑性性質(zhì)，甚至引起顯微裂紋和材料剝落，帶來不良的后果。的后果。

33、 1、 噴丸噴丸 噴丸是一種用壓縮空氣或離心力將大量直徑細(xì)小的丸粒噴丸是一種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）以（鋼丸、玻璃丸）以3550m/s的速度向零件表面噴射的方的速度向零件表面噴射的方法?？梢杂糜谌魏螐?fù)雜形狀的零件。噴丸的結(jié)果在表面層產(chǎn)法?？梢杂糜谌魏螐?fù)雜形狀的零件。噴丸的結(jié)果在表面層產(chǎn)生很大的塑性變形，造成表面的冷作硬化及殘余壓應(yīng)力。生很大的塑性變形，造成表面的冷作硬化及殘余壓應(yīng)力。 2、 滾壓滾壓 用工具鋼淬硬制成的鋼滾輪或鋼珠在零件上進(jìn)行滾壓，用工具鋼淬硬制成的鋼滾輪或鋼珠在零件上進(jìn)行滾壓，使表層材料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，形成新的光潔表面使表層材料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，形成新

34、的光潔表面 。三三、 采用精密和光整加工工藝采用精密和光整加工工藝 采用精密加工工藝能全面地提高加工精度和表面質(zhì)量，采用精密加工工藝能全面地提高加工精度和表面質(zhì)量，而光整加工工藝主要是為了獲得較高的表面質(zhì)量。而光整加工工藝主要是為了獲得較高的表面質(zhì)量。 1、精密加工工藝、精密加工工藝 精密加工工藝的加工精度主要由高精度的機(jī)床保證。精精密加工工藝的加工精度主要由高精度的機(jī)床保證。精密加工切削效率不高，故加工余量不能太大，所以對前道工密加工切削效率不高，故加工余量不能太大，所以對前道工序有較高的要求。精密加工工藝方法有高速精鏜、高速精車、序有較高的要求。精密加工工藝方法有高速精鏜、高速精車、寬刃精

35、刨和細(xì)密磨削等。寬刃精刨和細(xì)密磨削等。 2、 光整加工工藝光整加工工藝 光整加工是用粒度很細(xì)的磨料對工件表面進(jìn)行微量切削光整加工是用粒度很細(xì)的磨料對工件表面進(jìn)行微量切削和擠壓、擦光的過程。光整加工工藝所使用的工具都是浮動(dòng)和擠壓、擦光的過程。光整加工工藝所使用的工具都是浮動(dòng)連接，由加工面自身導(dǎo)向，而相對于工件的定位基準(zhǔn)沒有確連接，由加工面自身導(dǎo)向，而相對于工件的定位基準(zhǔn)沒有確定的位置，所使用的機(jī)床也不需要具有非常精確的成形運(yùn)動(dòng)。定的位置，所使用的機(jī)床也不需要具有非常精確的成形運(yùn)動(dòng)。這些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度，一般不能糾正這些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度，一般不能糾正形狀和位置誤

36、差，加工精度主要由前面工序保證。光整加工形狀和位置誤差，加工精度主要由前面工序保證。光整加工工藝方法有珩磨、超精加工、研磨、拋光等。工藝方法有珩磨、超精加工、研磨、拋光等。5.5 5.5 機(jī)械加工過程中的振動(dòng)問題機(jī)械加工過程中的振動(dòng)問題 金屬切削過程中，工件和刀具之間常常發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，金屬切削過程中，工件和刀具之間常常發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，這是一種破壞正常切削過程的極其有害的現(xiàn)象。當(dāng)切削振動(dòng)這是一種破壞正常切削過程的極其有害的現(xiàn)象。當(dāng)切削振動(dòng)發(fā)生時(shí)，工件表面質(zhì)量嚴(yán)重惡化，粗糙度增大，產(chǎn)生明顯的發(fā)生時(shí)，工件表面質(zhì)量嚴(yán)重惡化，粗糙度增大，產(chǎn)生明顯的表面振痕，這時(shí)不得不降低切削用量，使生產(chǎn)率的提高受到表

37、面振痕，這時(shí)不得不降低切削用量，使生產(chǎn)率的提高受到限制。振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，使加工過程無法進(jìn)行限制。振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，使加工過程無法進(jìn)行下去。此外，振動(dòng)將加速刀具和機(jī)床的磨損，從而縮短刀具下去。此外，振動(dòng)將加速刀具和機(jī)床的磨損，從而縮短刀具和機(jī)床的使用壽命；振動(dòng)噪音也危害工人的健康。和機(jī)床的使用壽命；振動(dòng)噪音也危害工人的健康。 機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，也和其它的機(jī)械振動(dòng)一樣，機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，也和其它的機(jī)械振動(dòng)一樣，按其產(chǎn)生的原因可分為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)三大按其產(chǎn)生的原因可分為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)三大類。類。 一、振動(dòng)的概念與類型一、振動(dòng)的概念與類

38、型 二、自由振動(dòng)二、自由振動(dòng) 自由振動(dòng)是當(dāng)系統(tǒng)所受的外界干擾力去除后系統(tǒng)本自由振動(dòng)是當(dāng)系統(tǒng)所受的外界干擾力去除后系統(tǒng)本身的衰減振動(dòng)。由于工藝系統(tǒng)受一些偶然因素的作用身的衰減振動(dòng)。由于工藝系統(tǒng)受一些偶然因素的作用（外界傳來的沖擊力；機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的非周期性（外界傳來的沖擊力；機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的非周期性沖擊力；加工材料的局部硬點(diǎn)等引起的沖擊力等），系沖擊力；加工材料的局部硬點(diǎn)等引起的沖擊力等），系統(tǒng)的平衡被破壞，只靠其彈性恢復(fù)力來維持的振動(dòng)屬于統(tǒng)的平衡被破壞，只靠其彈性恢復(fù)力來維持的振動(dòng)屬于自由振動(dòng)。振動(dòng)的頻率就是系統(tǒng)的固有頻率。由于工藝自由振動(dòng)。振動(dòng)的頻率就是系統(tǒng)的固有頻率。由于工藝系統(tǒng)的

39、阻尼作用，這類振動(dòng)會(huì)很快衰減。系統(tǒng)的阻尼作用，這類振動(dòng)會(huì)很快衰減。 三、強(qiáng)迫振動(dòng)三、強(qiáng)迫振動(dòng) 強(qiáng)迫振動(dòng)是工藝系統(tǒng)在一個(gè)穩(wěn)定的外界周期性干擾力強(qiáng)迫振動(dòng)是工藝系統(tǒng)在一個(gè)穩(wěn)定的外界周期性干擾力（激振力）作用下引起的振動(dòng)。除了力之外，凡是隨時(shí)間變（激振力）作用下引起的振動(dòng)。除了力之外，凡是隨時(shí)間變化的位移、速度及加速度，也可以激起系統(tǒng)的振動(dòng)。強(qiáng)迫振化的位移、速度及加速度，也可以激起系統(tǒng)的振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因分工藝系統(tǒng)內(nèi)部和外部兩個(gè)方面。動(dòng)產(chǎn)生的原因分工藝系統(tǒng)內(nèi)部和外部兩個(gè)方面。1 1、強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因、強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因 強(qiáng)迫振動(dòng)的振源有來自機(jī)床內(nèi)部的機(jī)內(nèi)振源和來自機(jī)床強(qiáng)迫振動(dòng)的振源有來自機(jī)床內(nèi)

40、部的機(jī)內(nèi)振源和來自機(jī)床外部的機(jī)外振源兩大類。機(jī)外振源甚多，但它們都是通過地外部的機(jī)外振源兩大類。機(jī)外振源甚多，但它們都是通過地基傳給機(jī)床的，可通過加設(shè)隔振地基來隔離?；鶄鹘o機(jī)床的，可通過加設(shè)隔振地基來隔離。 （1 1）機(jī)床電機(jī)的振動(dòng)；）機(jī)床電機(jī)的振動(dòng)；（2 2）機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡引起的振動(dòng)；）機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)件不平衡引起的振動(dòng)；（3 3）機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)缺陷引起的振動(dòng)，如齒輪的側(cè)隙、）機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)缺陷引起的振動(dòng)，如齒輪的側(cè)隙、 皮帶張緊力的變化等；皮帶張緊力的變化等；（4 4）切削過程中的沖擊引起的振動(dòng)；）切削過程中的沖擊引起的振動(dòng)；（5 5）往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力引起的振動(dòng)）往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力引起

41、的振動(dòng) 2 2、 強(qiáng)迫振動(dòng)的特征強(qiáng)迫振動(dòng)的特征 工藝系統(tǒng)是個(gè)多自由度的振動(dòng)系統(tǒng)，其振動(dòng)形態(tài)是工藝系統(tǒng)是個(gè)多自由度的振動(dòng)系統(tǒng)，其振動(dòng)形態(tài)是很復(fù)雜的，但就某一特定情況而言，其振動(dòng)特性與相應(yīng)很復(fù)雜的，但就某一特定情況而言，其振動(dòng)特性與相應(yīng)頻率的單自由度系統(tǒng)有近似之處，因此可以簡化為單自頻率的單自由度系統(tǒng)有近似之處，因此可以簡化為單自由度系統(tǒng)來分析。由度系統(tǒng)來分析。 （1 1） 機(jī)械加工過程中的強(qiáng)迫振動(dòng)，只要干擾力存在，機(jī)械加工過程中的強(qiáng)迫振動(dòng)，只要干擾力存在，其不會(huì)被衰減；其不會(huì)被衰減； （2 2） 強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率等于干擾力的頻率；強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率等于干擾力的頻率； （3 3） 在干擾力頻率不變的情況

42、下，干擾力的幅值越在干擾力頻率不變的情況下，干擾力的幅值越大，強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值將隨之增大。大，強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值將隨之增大。 3 3、減少強(qiáng)迫振動(dòng)的途徑、減少強(qiáng)迫振動(dòng)的途徑 （1 1） 對工藝系統(tǒng)中的回轉(zhuǎn)零件進(jìn)行平衡處理；對工藝系統(tǒng)中的回轉(zhuǎn)零件進(jìn)行平衡處理；（2 2） 提高工藝系統(tǒng)中傳動(dòng)件的精度：以減小沖擊；提高工藝系統(tǒng)中傳動(dòng)件的精度：以減小沖擊；（3 3） 提高工藝系統(tǒng)的剛度；提高工藝系統(tǒng)的剛度；（4 4） 隔振：隔離機(jī)外振源對工藝系統(tǒng)的干擾。隔振：隔離機(jī)外振源對工藝系統(tǒng)的干擾。 強(qiáng)迫振動(dòng)是在外界周期性干擾力的作用下產(chǎn)生的，強(qiáng)迫振動(dòng)是在外界周期性干擾力的作用下產(chǎn)生的，但振動(dòng)本身并不能引起干擾力的變

43、化。不管振動(dòng)系統(tǒng)但振動(dòng)本身并不能引起干擾力的變化。不管振動(dòng)系統(tǒng)本身的固有頻率如何，強(qiáng)迫振動(dòng)的固有頻率總是與外本身的固有頻率如何，強(qiáng)迫振動(dòng)的固有頻率總是與外界干擾力的頻率相同。強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅大小在很大程界干擾力的頻率相同。強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅大小在很大程度上取決于干擾力的頻率與系統(tǒng)固有頻率的比值。當(dāng)度上取決于干擾力的頻率與系統(tǒng)固有頻率的比值。當(dāng)這個(gè)頻率比等于或接近這個(gè)頻率比等于或接近1 1時(shí)，振幅達(dá)到最大值，出現(xiàn)時(shí)，振幅達(dá)到最大值，出現(xiàn)“共振共振”現(xiàn)象。干擾力越大，系統(tǒng)剛度及阻尼系數(shù)越現(xiàn)象。干擾力越大，系統(tǒng)剛度及阻尼系數(shù)越小，則強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅就越大。小，則強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅就越大。 4 4、 機(jī)械加工過程

44、中強(qiáng)迫振源的查找方法機(jī)械加工過程中強(qiáng)迫振源的查找方法 如果已經(jīng)確認(rèn)機(jī)械加工過程中發(fā)生了強(qiáng)迫振動(dòng)，就如果已經(jīng)確認(rèn)機(jī)械加工過程中發(fā)生了強(qiáng)迫振動(dòng)，就要設(shè)法查找振源，以便去除振源或減小振源對加工過要設(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(qiáng)迫振動(dòng)的特征可知，強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率程的影響。由強(qiáng)迫振動(dòng)的特征可知，強(qiáng)迫振動(dòng)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(qiáng)迫振動(dòng)的這個(gè)規(guī)律去查找強(qiáng)迫振動(dòng)的振源。據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)的這個(gè)規(guī)律去查找強(qiáng)迫振動(dòng)的振源。 四、自激振動(dòng)（顫振）四、自激振動(dòng)（顫振） 自激振動(dòng)：自激振動(dòng)： 機(jī)械加機(jī)械加工過程中，在沒有周期

45、工過程中，在沒有周期性外力作用下，由系統(tǒng)性外力作用下，由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期性振動(dòng)，稱為自激振期性振動(dòng)，稱為自激振動(dòng)，簡稱顫振。動(dòng)，簡稱顫振。 1 1、 自激振動(dòng)的原理自激振動(dòng)的原理 振動(dòng)元件對調(diào)節(jié)元件產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?，以便產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)元件對調(diào)節(jié)元件產(chǎn)生反饋?zhàn)饔茫员惝a(chǎn)生持續(xù)的交變力。小錘敲擊電鈴的頻率是由彈簧片、小錘、銜鐵的本交變力。小錘敲擊電鈴的頻率是由彈簧片、小錘、銜鐵的本身參數(shù)（剛度、質(zhì)量、阻尼）所決定的身參數(shù)（剛度、質(zhì)量、阻尼）所決定的 。阻尼及運(yùn)動(dòng)摩擦。阻尼及運(yùn)動(dòng)摩擦所損耗的能量由本身維持。這個(gè)過程就是區(qū)別于強(qiáng)迫振動(dòng)的所損耗的能量由本身維持。這個(gè)過程就是區(qū)別

46、于強(qiáng)迫振動(dòng)的自激振動(dòng)。只要停止切削過程，即使機(jī)床仍繼續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)，自自激振動(dòng)。只要停止切削過程，即使機(jī)床仍繼續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)，自激振動(dòng)也就停止了。所以可通過切削試驗(yàn)來研究工藝系統(tǒng)的激振動(dòng)也就停止了。所以可通過切削試驗(yàn)來研究工藝系統(tǒng)的自激振動(dòng)。同時(shí)，也可以通過改變對切削過程有影響的工藝自激振動(dòng)。同時(shí)，也可以通過改變對切削過程有影響的工藝參數(shù)來控制切削過程，從而限制自激振動(dòng)的產(chǎn)生。參數(shù)來控制切削過程，從而限制自激振動(dòng)的產(chǎn)生。 2 2、 自激振動(dòng)的特點(diǎn)自激振動(dòng)的特點(diǎn) （1 1）機(jī)械加工中的自激振動(dòng)是在沒有周期性外力（相對）機(jī)械加工中的自激振動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)

47、與強(qiáng)迫于切削過程而言）干擾下所產(chǎn)生的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)與強(qiáng)迫振動(dòng)有原則區(qū)別。維持自激振動(dòng)的能量來自機(jī)床電動(dòng)機(jī)，電振動(dòng)有原則區(qū)別。維持自激振動(dòng)的能量來自機(jī)床電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)除了供給切除切屑的能量外，還通過切削過程把能量輸動(dòng)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)，使機(jī)床系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。給振動(dòng)系統(tǒng)，使機(jī)床系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 （2 2）自激振動(dòng)的頻率接近于系統(tǒng)的某一固有頻率，或者）自激振動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的固有特性。這一點(diǎn)與強(qiáng)迫振說，顫振頻率取決于振動(dòng)系統(tǒng)的固有特性。這一點(diǎn)與強(qiáng)迫振動(dòng)根本不同，強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率取決于外界干擾力的頻率。動(dòng)根本不同，強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率取決于外界干擾力的頻率。 （3 3）自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動(dòng)卻不）自由振動(dòng)受阻尼作用將迅速衰減