1、第二節(jié) 機(jī)械加工精度 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗，產(chǎn)品技術(shù)性能好、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗，產(chǎn)品技術(shù)性能好、使用壽命長(zhǎng)，這是機(jī)械制造企業(yè)的基本使用壽命長(zhǎng)，這是機(jī)械制造企業(yè)的基本要求。而質(zhì)量則是最根本的問(wèn)題要求。而質(zhì)量則是最根本的問(wèn)題加工質(zhì)量指標(biāo)分為：加工質(zhì)量指標(biāo)分為：l加工精度加工精度宏觀幾何參數(shù)宏觀幾何參數(shù)l加工表面質(zhì)量加工表面質(zhì)量微觀幾何參數(shù)和表面微觀幾何參數(shù)和表面物理物理-機(jī)械性能等方面的參數(shù)機(jī)械性能等方面的參數(shù)K 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度零件在加工后的幾零件在加工后的幾何參數(shù)何參數(shù)（尺寸、幾何形狀、表面間的相互位置）的實(shí)際值與理論值相符合的的實(shí)際值與理論值相符合的程度程度機(jī)械加工精度包括： 尺寸精度

2、、形狀精度、位置精度尺寸精度、形狀精度、位置精度三者有聯(lián)系，也有區(qū)別三者有聯(lián)系，也有區(qū)別所謂理想零件，即對(duì)表面形狀而言，即對(duì)表面形狀而言，就是絕對(duì)正確的圓柱面、平面、錐面就是絕對(duì)正確的圓柱面、平面、錐面等；對(duì)表面位置而言，就是絕對(duì)的平等；對(duì)表面位置而言，就是絕對(duì)的平行、垂直、同軸和一定的角度等；對(duì)行、垂直、同軸和一定的角度等；對(duì)尺寸而言，就是零件尺寸的公差帶中尺寸而言，就是零件尺寸的公差帶中心心由于機(jī)械加工中的種種原因，不可能由于機(jī)械加工中的種種原因，不可能把零件做得絕對(duì)精確，總會(huì)產(chǎn)生把零件做得絕對(duì)精確，總會(huì)產(chǎn)生偏差。這種偏差即這種偏差即加工誤差。一、獲得加工精度的方法獲得尺寸精度的方法 試切

3、法：通過(guò)試切通過(guò)試切測(cè)量測(cè)量調(diào)整調(diào)整再再試切，反復(fù)進(jìn)行到工件尺寸達(dá)到規(guī)定試切，反復(fù)進(jìn)行到工件尺寸達(dá)到規(guī)定要求為止要求為止 調(diào)整法：先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，并在一批零件的加工上的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變，以保證工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變，以保證工件被加工尺寸件被加工尺寸 定尺寸刀具法：通過(guò)刀具的相應(yīng)尺寸通過(guò)刀具的相應(yīng)尺寸保證加工表面的尺寸精度保證加工表面的尺寸精度 自動(dòng)控制法：將測(cè)量、進(jìn)給裝置和控將測(cè)量、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工系統(tǒng)，通過(guò)制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)測(cè)量和數(shù)字控制裝置，在達(dá)到尺自動(dòng)測(cè)量和數(shù)字控制裝置，

4、在達(dá)到尺寸精度后自動(dòng)停止加工寸精度后自動(dòng)停止加工 主動(dòng)測(cè)量法：邊加工邊測(cè)量加工尺寸邊加工邊測(cè)量加工尺寸獲得形狀精度的方法 刀尖軌跡法：通過(guò)刀尖運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)通過(guò)刀尖運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)獲得形狀精度的方法獲得形狀精度的方法 仿形法：刀具依照仿形裝置進(jìn)給獲得刀具依照仿形裝置進(jìn)給獲得工件形狀精度的方法工件形狀精度的方法 成形法：利用成形刀具對(duì)工件加工獲利用成形刀具對(duì)工件加工獲得形狀精度的方法得形狀精度的方法 展成法：利用工件和刀具的展成切削利用工件和刀具的展成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法獲得位置精度的方法 直接找正定位法：用劃針或百分表直接用劃針或百分表直接在機(jī)床上找正工件位置在機(jī)床上找正工件位置

5、 劃線找正定位法：先按零件圖在毛坯上先按零件圖在毛坯上劃好線，再以所的劃線為基準(zhǔn)找正它在劃好線，再以所的劃線為基準(zhǔn)找正它在機(jī)床的位置機(jī)床的位置 夾具定位法：在機(jī)床上安裝好夾具，工在機(jī)床上安裝好夾具，工件放在夾具中定位件放在夾具中定位 機(jī)床控制法：利用機(jī)床的相對(duì)位置精度利用機(jī)床的相對(duì)位置精度保證位置精度保證位置精度二、影響加工精度的因素及其分析工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)由機(jī)床、夾具、刀具和工由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的一個(gè)完整系統(tǒng)件構(gòu)成的一個(gè)完整系統(tǒng)原始誤差原始誤差工藝系統(tǒng)中的誤差工藝系統(tǒng)中的誤差 來(lái)自兩個(gè)方面：來(lái)自兩個(gè)方面：l加工前就存在的工藝系統(tǒng)本身的誤差加工前就存在的工藝系統(tǒng)本身的誤差l加工過(guò)程中

6、因工藝系統(tǒng)受力變形等引起加工過(guò)程中因工藝系統(tǒng)受力變形等引起的誤差的誤差 1加工原理誤差加工原理誤差（理論誤差） 原理誤差原理誤差即在加工中采用了近即在加工中采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓和似的加工運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差近似的加工方法帶來(lái)的誤差l例如，用尖車刀車外圓，也不是例如，用尖車刀車外圓，也不是光滑的圓柱面，而是一個(gè)螺旋面光滑的圓柱面，而是一個(gè)螺旋面近似的刀具和工件的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系所帶來(lái)的加工誤差l例如車模數(shù)螺紋時(shí)，例如車模數(shù)螺紋時(shí)， l傳動(dòng)比傳動(dòng)比I = =l只要能保證加工精度和零件的使用性只要能保證加工精度和零件的使用性能，一

7、定的原理誤差是允許的。這種能，一定的原理誤差是允許的。這種誤差不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)公差的誤差不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)公差的1015%。PP機(jī)床絲桿螺距工件螺距14231zzzz近似的刀具輪廓帶來(lái)的誤差l例如用模數(shù)銑刀銑齒輪，由于：銑刀的例如用模數(shù)銑刀銑齒輪，由于：銑刀的成形面不是純粹的漸開(kāi)線；模數(shù)相同而成形面不是純粹的漸開(kāi)線；模數(shù)相同而齒數(shù)不同的漸開(kāi)線齒輪齒形是不同的，齒數(shù)不同的漸開(kāi)線齒輪齒形是不同的，一把銑刀銑一組齒數(shù)的齒輪，故存在原一把銑刀銑一組齒數(shù)的齒輪，故存在原理誤差理誤差l再如，用齒輪滾刀加工齒輪時(shí)，滾刀也再如，用齒輪滾刀加工齒輪時(shí)，滾刀也是采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓蝸是采用阿基米德基本蝸桿或法向直

8、廓蝸桿代替漸開(kāi)線蝸桿桿代替漸開(kāi)線蝸桿 2工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差機(jī)床幾何誤差 包括機(jī)床本身各部件的制造誤差、安裝包括機(jī)床本身各部件的制造誤差、安裝誤差和使用過(guò)程中磨損誤差和使用過(guò)程中磨損K 主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差及其影響因素l回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精度取決于其回轉(zhuǎn)中心相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精度取決于其回轉(zhuǎn)中心相對(duì)刀具或工件的位置精度，即取決于機(jī)床刀具或工件的位置精度，即取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度主軸的回轉(zhuǎn)精度l主軸回轉(zhuǎn)誤差有三種：主軸的徑向跳動(dòng)、主軸回轉(zhuǎn)誤差有三種：主軸的徑向跳動(dòng)、主軸的軸向竄動(dòng)、主軸的角度擺動(dòng)主軸的軸向竄動(dòng)、主軸的角度擺動(dòng)l影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素：影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素：滑動(dòng)軸承軸頸或滾動(dòng)軸

9、承滾道圓度誤差滑動(dòng)軸承軸頸或滾動(dòng)軸承滾道圓度誤差滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)的壁厚誤差滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)的壁厚誤差滑動(dòng)軸承軸頸、軸承套或滾動(dòng)軸承滾道滑動(dòng)軸承軸頸、軸承套或滾動(dòng)軸承滾道的波度的波度滾動(dòng)軸承滾子的圓度誤差和尺寸偏差滾動(dòng)軸承滾子的圓度誤差和尺寸偏差軸承間隙以及切削中的受力變形軸承間隙以及切削中的受力變形軸承定位端面與軸心線垂直度誤差軸承定位端面與軸心線垂直度誤差軸承端面之間的平行度誤差軸承端面之間的平行度誤差鎖緊螺母端面的跳動(dòng)等鎖緊螺母端面的跳動(dòng)等 K 導(dǎo)軌誤差l導(dǎo)軌是確定主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，導(dǎo)軌是確定主要部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)，也是運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)，各項(xiàng)誤差也是運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)，各項(xiàng)誤差 直接影響被直接影響被加工工件的

10、精度加工工件的精度 l對(duì)導(dǎo)軌的精度要求主要有：對(duì)導(dǎo)軌的精度要求主要有：在水平面內(nèi)的直線度在水平面內(nèi)的直線度在垂直面內(nèi)的直線度在垂直面內(nèi)的直線度前后導(dǎo)軌的平行度前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）（扭曲）l導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響：導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響： 如車削如車削時(shí)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)彎曲，向前凸出，則時(shí)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)彎曲，向前凸出，則出現(xiàn)鼓形誤差；向后凸出，則出現(xiàn)鞍形出現(xiàn)鼓形誤差；向后凸出，則出現(xiàn)鞍形誤差誤差K 傳動(dòng)鏈誤差傳動(dòng)鏈誤差產(chǎn)生的原因傳動(dòng)鏈誤差產(chǎn)生的原因l傳動(dòng)元件的制造誤差、傳動(dòng)元件的裝配傳動(dòng)元件的制造誤差、傳動(dòng)元件的裝配誤差、使用過(guò)程中的磨損誤差、使用過(guò)程中的磨損減少傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響

11、，減少傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響，可采取如下措施：可采取如下措施：l縮短傳動(dòng)鏈縮短傳動(dòng)鏈l采用降速傳動(dòng)采用降速傳動(dòng)l提高傳動(dòng)鏈的制造精度和裝配精度提高傳動(dòng)鏈的制造精度和裝配精度l設(shè)法消除傳動(dòng)鏈的間隙設(shè)法消除傳動(dòng)鏈的間隙l采用誤差校正機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)精度采用誤差校正機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)精度刀具的制造誤差與磨損K 刀具的制造誤差l刀具的制造誤差對(duì)加工精度的影響，刀具的制造誤差對(duì)加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類不同而不同。定尺寸根據(jù)刀具的種類不同而不同。定尺寸刀具以刀具尺寸誤差為主；成形刀具刀具以刀具尺寸誤差為主；成形刀具以刀具形狀誤差為主以刀具形狀誤差為主K 刀具的磨損：分為三個(gè)階段：初始磨分為三個(gè)階段：初始磨

12、損、正常磨損、急劇磨損損、正常磨損、急劇磨損 減少刀具制造誤差對(duì)加工精度的影響減少刀具制造誤差對(duì)加工精度的影響的措施：的措施：l提高制造精度提高制造精度l合理選擇刀具材料合理選擇刀具材料l合理選擇切削用量合理選擇切削用量l合理選擇刀具幾何參數(shù)合理選擇刀具幾何參數(shù)l合理選擇冷卻潤(rùn)滑合理選擇冷卻潤(rùn)滑l準(zhǔn)確刃磨，減少磨損準(zhǔn)確刃磨，減少磨損夾具的制造誤差與磨損l夾具的制造誤差主要是定位元件、夾緊夾具的制造誤差主要是定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件、分度元件、夾具體等元件、導(dǎo)向元件、分度元件、夾具體等的制造誤差的制造誤差l夾具的誤差除制造誤差外，還有夾具安夾具的誤差除制造誤差外，還有夾具安裝、工件裝夾等誤差

13、對(duì)加工精度也會(huì)帶裝、工件裝夾等誤差對(duì)加工精度也會(huì)帶來(lái)很大影響來(lái)很大影響l夾具的磨損主要是定位元件和導(dǎo)向元件夾具的磨損主要是定位元件和導(dǎo)向元件的磨損的磨損l為減少夾具誤差對(duì)加工精度的影響，夾為減少夾具誤差對(duì)加工精度的影響，夾具的制造誤差必須小于工件的公差；及具的制造誤差必須小于工件的公差；及時(shí)更換易損件時(shí)更換易損件 3工藝系統(tǒng)受力變形及對(duì)加工精度的工藝系統(tǒng)受力變形及對(duì)加工精度的影響影響工藝系統(tǒng)受力變形的現(xiàn)象工藝系統(tǒng)受力變形的現(xiàn)象l加工過(guò)程中的力：切削力、傳動(dòng)力、加工過(guò)程中的力：切削力、傳動(dòng)力、夾緊力、重力、控制力、慣性力、干夾緊力、重力、控制力、慣性力、干擾力等擾力等工藝系統(tǒng)的剛度工藝系統(tǒng)的剛度

14、l剛度剛度工藝系統(tǒng)受外力作用后抵抗變工藝系統(tǒng)受外力作用后抵抗變形的能力形的能力l在上述力的作用下，工藝系統(tǒng)受力變形，在上述力的作用下，工藝系統(tǒng)受力變形，刀具和工件相對(duì)退讓。設(shè)刀具相對(duì)工件刀具和工件相對(duì)退讓。設(shè)刀具相對(duì)工件在切削接觸點(diǎn)法線方向的相對(duì)位移量為在切削接觸點(diǎn)法線方向的相對(duì)位移量為y，則工藝系統(tǒng)的剛度是：，則工藝系統(tǒng)的剛度是：)/(mmNyFJy系統(tǒng)工藝系統(tǒng)的剛度特性l力和變形不是直線關(guān)系，即不符合虎克力和變形不是直線關(guān)系，即不符合虎克定律定律l加載和卸載曲線不重合加載和卸載曲線不重合l卸載后，變形不能恢復(fù)到起點(diǎn)卸載后，變形不能恢復(fù)到起點(diǎn)l部件剛度比我們想象的小部件剛度比我們想象的小影響

15、部件剛度的因素l接觸變形接觸變形（接觸點(diǎn)的變形）l薄弱零件本身的變形薄弱零件本身的變形l間隙的影響間隙的影響l摩擦的影響摩擦的影響l施力方向的影響施力方向的影響工藝系統(tǒng)的剛度對(duì)加工精度的影響 歸納起來(lái)為下列常見(jiàn)形式：l由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件形由于受力點(diǎn)位置的變化而產(chǎn)生的工件形狀誤差狀誤差l誤差復(fù)映誤差復(fù)映l毛坯材料硬度不均勻使切削力產(chǎn)生變化，毛坯材料硬度不均勻使切削力產(chǎn)生變化，工藝系統(tǒng)受力變形隨之變化而產(chǎn)生加工工藝系統(tǒng)受力變形隨之變化而產(chǎn)生加工誤差誤差l工藝系統(tǒng)中其它作用力使工藝系統(tǒng)中某工藝系統(tǒng)中其它作用力使工藝系統(tǒng)中某些環(huán)節(jié)受力變形而產(chǎn)生加工誤差些環(huán)節(jié)受力變形而產(chǎn)生加工誤差誤差復(fù)映

16、規(guī)律K 誤差復(fù)映由毛坯加工余量和材料硬由毛坯加工余量和材料硬度的變化引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變度的變化引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而產(chǎn)生工件的尺寸、形狀形的變化，因而產(chǎn)生工件的尺寸、形狀誤差的現(xiàn)象誤差的現(xiàn)象K 誤差復(fù)映規(guī)律l誤差復(fù)映系數(shù)誤差復(fù)映系數(shù)：定量反映毛坯誤差經(jīng)：定量反映毛坯誤差經(jīng)過(guò)加工后減少的程度過(guò)加工后減少的程度 =l當(dāng)加工過(guò)程有多次走刀時(shí)，每次走刀的當(dāng)加工過(guò)程有多次走刀時(shí)，每次走刀的復(fù)映系數(shù)為復(fù)映系數(shù)為1、2、3，則總復(fù)映系數(shù)，則總復(fù)映系數(shù)總總=123 可簡(jiǎn)化為可簡(jiǎn)化為 總總（1）n坯工系統(tǒng)JifCp75. 0l由于由于 1，所以經(jīng)過(guò)多次走刀，則可，所以經(jīng)過(guò)多次走刀，則可

17、能使毛坯誤差復(fù)映到工件上的誤差減能使毛坯誤差復(fù)映到工件上的誤差減少到公差帶允許值的范圍內(nèi)少到公差帶允許值的范圍內(nèi) 例：例：一個(gè)工藝系統(tǒng)，其誤差復(fù)映系數(shù)一個(gè)工藝系統(tǒng)，其誤差復(fù)映系數(shù)為為0.25，工件在本工序前的圓度誤差，工件在本工序前的圓度誤差0.5mm，為保證本工序，為保證本工序0.01mm的形狀的形狀精度，本工序最少走刀幾次？精度，本工序最少走刀幾次？l解：解：0.5(0.25)n0.01 解得解得 n=3減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施l提高表面配合質(zhì)量，以提高接觸剛度提高表面配合質(zhì)量，以提高接觸剛度或者預(yù)加載荷，以提高接觸剛度或者預(yù)加載荷，以提高接觸剛度或者鎖緊暫不需移動(dòng)的部件，以提高或者鎖緊

18、暫不需移動(dòng)的部件，以提高接觸剛度接觸剛度設(shè)置輔助支承，提高部件剛度設(shè)置輔助支承，提高部件剛度l縮短切削力作用點(diǎn)和支承點(diǎn)的距離，縮短切削力作用點(diǎn)和支承點(diǎn)的距離，提高工件剛度提高工件剛度l選擇合理的零件結(jié)構(gòu)和斷面形狀選擇合理的零件結(jié)構(gòu)和斷面形狀l提高刀具剛度；改善材料性能提高刀具剛度；改善材料性能l合理裝夾工件，減少夾緊變形合理裝夾工件，減少夾緊變形4工藝系統(tǒng)熱變形及對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)熱變形及對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)熱變形的現(xiàn)象 工藝系統(tǒng)受熱升溫而使工件、刀具及機(jī)工藝系統(tǒng)受熱升溫而使工件、刀具及機(jī)床的許多部分會(huì)因溫度升高而產(chǎn)生復(fù)雜床的許多部分會(huì)因溫度升高而產(chǎn)生復(fù)雜變形變形l改變工件、刀具、機(jī)

19、床間的相互位置改變工件、刀具、機(jī)床間的相互位置l破壞刀具與工件間相互運(yùn)動(dòng)的正確性破壞刀具與工件間相互運(yùn)動(dòng)的正確性l改變已調(diào)整好的加工尺寸改變已調(diào)整好的加工尺寸l引起切削深度和切削力改變引起切削深度和切削力改變l破壞傳動(dòng)鏈的精度破壞傳動(dòng)鏈的精度引起熱變形的熱源：l內(nèi)部熱源：內(nèi)部熱源： 切削熱，摩擦熱，電氣等切削熱，摩擦熱，電氣等l外部熱源：外部熱源： 環(huán)境溫度變化，取暖設(shè)備，熱幅射等環(huán)境溫度變化，取暖設(shè)備，熱幅射等減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑K 結(jié)構(gòu)措施l采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)l使關(guān)鍵件的熱變形在無(wú)害于加工精度的使關(guān)鍵件的熱變形在無(wú)害于加工精度的方向移動(dòng)方向移動(dòng)l合理安排支承位置，使

20、產(chǎn)生熱變形位移合理安排支承位置，使產(chǎn)生熱變形位移的有效部分縮短的有效部分縮短l發(fā)熱量大的熱源采取足夠的冷卻措施，發(fā)熱量大的熱源采取足夠的冷卻措施，采用熱補(bǔ)償方法減少熱變形采用熱補(bǔ)償方法減少熱變形l均衡關(guān)鍵件的溫升，避免彎曲均衡關(guān)鍵件的溫升，避免彎曲l隔離熱源隔離熱源K 工藝措施l環(huán)境恒溫，避免光照環(huán)境恒溫，避免光照l(shuí)保持工藝系統(tǒng)熱平衡，如加工前機(jī)床空保持工藝系統(tǒng)熱平衡，如加工前機(jī)床空轉(zhuǎn)一段時(shí)間轉(zhuǎn)一段時(shí)間（精密加工中途不停車）l裝夾時(shí)考慮加工熱變形方向裝夾時(shí)考慮加工熱變形方向l注意選材注意選材l提高切削速度和走刀量提高切削速度和走刀量l保持刀具鋒利保持刀具鋒利（降低切削熱）l粗、精加工分開(kāi)粗、精

21、加工分開(kāi)l切削區(qū)施加充分的冷卻液切削區(qū)施加充分的冷卻液 5工件的內(nèi)應(yīng)力引起的變形工件的內(nèi)應(yīng)力引起的變形基本概念 內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力當(dāng)外載荷去除后，仍殘留在工當(dāng)外載荷去除后，仍殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力件內(nèi)部的應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力的成因：K 內(nèi)因：內(nèi)因：由于金屬內(nèi)部宏觀的或者微觀的由于金屬內(nèi)部宏觀的或者微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的K 外因：外因：熱加工或者冷加工熱加工或者冷加工l溫度變化伴隨金相組織變化溫度變化伴隨金相組織變化l冷熱不均，金相組織變化冷熱不均，金相組織變化l切削加工，強(qiáng)烈的塑性變形引起表層應(yīng)力切削加工，強(qiáng)烈的塑性變形引起表層應(yīng)力幾種產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的工藝過(guò)程l毛

22、坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力鑄造、鍛造、焊接和熱處理過(guò)程中，因鑄造、鍛造、焊接和熱處理過(guò)程中，因熱脹冷縮不勻以及金相組織轉(zhuǎn)變熱脹冷縮不勻以及金相組織轉(zhuǎn)變l冷校直帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力冷校直帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力l切削加工的附加應(yīng)力切削加工的附加應(yīng)力切除金屬后，破壞了原有的內(nèi)應(yīng)力平衡切除金屬后，破壞了原有的內(nèi)應(yīng)力平衡高溫、高壓下，局部表面層因不均勻的高溫、高壓下，局部表面層因不均勻的塑性變形而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力塑性變形而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力l時(shí)效中產(chǎn)生的二次應(yīng)力時(shí)效中產(chǎn)生的二次應(yīng)力l時(shí)效過(guò)程冷卻階段產(chǎn)生的二次殘余應(yīng)力時(shí)效過(guò)程冷卻階段產(chǎn)生的二次殘余應(yīng)力消除內(nèi)應(yīng)力的措施l改變加工工藝和加工用量改變加工工藝和加工用量l人工時(shí)

23、效（熱處理）和自然時(shí)效人工時(shí)效（熱處理）和自然時(shí)效l敲擊振動(dòng)敲擊振動(dòng)l合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)l采用特殊加工手段采用特殊加工手段 6度量誤差、調(diào)整誤差以及安裝誤差度量誤差、調(diào)整誤差以及安裝誤差度量誤差K 引起測(cè)量誤差的原因：l量具本身的誤差量具本身的誤差l測(cè)量方法引起測(cè)量方法引起l測(cè)量力引起測(cè)量力引起l溫度引起溫度引起K 減少或消除度量誤差的措施l提高量具精度，合理選擇量具提高量具精度，合理選擇量具l注意操作方法注意操作方法l注意測(cè)量條件注意測(cè)量條件調(diào)整誤差l工藝系統(tǒng)的調(diào)整問(wèn)題有：機(jī)床的調(diào)整、工藝系統(tǒng)的調(diào)整問(wèn)題有：機(jī)床的調(diào)整、夾具的調(diào)整、刀具的調(diào)整夾具的調(diào)整、刀具的調(diào)整l不同的調(diào)整方式，有不同

24、的誤差來(lái)源不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來(lái)源K 試切法調(diào)整l度量誤差：試切調(diào)整過(guò)程中由于度量失度量誤差：試切調(diào)整過(guò)程中由于度量失誤或不準(zhǔn)而引起誤差誤或不準(zhǔn)而引起誤差l加工余量影響：最小切屑厚度太小，以加工余量影響：最小切屑厚度太小，以致刀刃打滑，不起切削作用致刀刃打滑，不起切削作用l微量進(jìn)給誤差：最后一刀容易出現(xiàn)爬行微量進(jìn)給誤差：最后一刀容易出現(xiàn)爬行K 各機(jī)構(gòu)調(diào)整l機(jī)構(gòu)的制造精度機(jī)構(gòu)的制造精度l機(jī)構(gòu)的靈敏度機(jī)構(gòu)的靈敏度l調(diào)整的準(zhǔn)確性調(diào)整的準(zhǔn)確性K 樣件或樣板調(diào)整 大批量，多刀加工時(shí)采用l樣板本身的誤差樣板本身的誤差（制造和安裝誤差）l對(duì)刀誤差對(duì)刀誤差安裝誤差K 定位誤差l基準(zhǔn)不重合引起基準(zhǔn)不重合

25、引起l定位元件和定位面制造誤差定位元件和定位面制造誤差l元件配合間隙引起元件配合間隙引起K 夾緊誤差?yuàn)A緊誤差l夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力不當(dāng)引起夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力不當(dāng)引起l夾緊方式不當(dāng)引起夾緊方式不當(dāng)引起l夾緊狀態(tài)不良引起夾緊狀態(tài)不良引起三、加工誤差的綜合分析 1誤差的性質(zhì)誤差的性質(zhì)誤差分為兩類：K 系統(tǒng)性誤差 當(dāng)連續(xù)加工一批零件時(shí)，誤差的大小當(dāng)連續(xù)加工一批零件時(shí)，誤差的大小和方向或是保持不變，或是按一定規(guī)和方向或是保持不變，或是按一定規(guī)律變化。前者稱為常值系統(tǒng)性誤差，律變化。前者稱為常值系統(tǒng)性誤差，后者稱為變值系統(tǒng)性誤差后者稱為變值系統(tǒng)性誤差l常值系統(tǒng)性誤差有：原理誤差，刀具、常值系統(tǒng)性誤差有：原理誤差

26、，刀具、夾具、量具、機(jī)床的制造誤差，調(diào)整誤夾具、量具、機(jī)床的制造誤差，調(diào)整誤差，系統(tǒng)受力變形差，系統(tǒng)受力變形l變值系統(tǒng)性誤差有：工藝系統(tǒng)熱變形，變值系統(tǒng)性誤差有：工藝系統(tǒng)熱變形，刀具、夾具、量具、機(jī)床磨損刀具、夾具、量具、機(jī)床磨損K 隨機(jī)性誤差l加工一批零件時(shí)，其誤差的大小和加工一批零件時(shí)，其誤差的大小和方向無(wú)規(guī)律地變化，這類誤差稱為方向無(wú)規(guī)律地變化，這類誤差稱為隨機(jī)性誤差隨機(jī)性誤差l隨機(jī)性誤差有：復(fù)映誤差，定位誤隨機(jī)性誤差有：復(fù)映誤差，定位誤差，夾緊誤差，多次調(diào)整引起的誤差，夾緊誤差，多次調(diào)整引起的誤差，內(nèi)應(yīng)力引起的誤差差，內(nèi)應(yīng)力引起的誤差 2加工誤差的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法加工誤差的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法

27、實(shí)際分布曲線實(shí)際分布曲線l將零件按尺寸大小以一定的間隔范將零件按尺寸大小以一定的間隔范圍分成若干組，同一尺寸間隔內(nèi)的圍分成若干組，同一尺寸間隔內(nèi)的零件數(shù)稱為頻數(shù)零件數(shù)稱為頻數(shù)mi，零件總數(shù)，零件總數(shù)n；頻；頻率為率為mi/n。以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)，。以頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)，以零件尺寸為橫坐標(biāo)，畫出直方圖，以零件尺寸為橫坐標(biāo)，畫出直方圖，進(jìn)而畫成一條折線，即為實(shí)際分布進(jìn)而畫成一條折線，即為實(shí)際分布曲線曲線理論分布曲線理論分布曲線l實(shí)踐證明，當(dāng)被測(cè)量的一批零件（機(jī)床實(shí)踐證明，當(dāng)被測(cè)量的一批零件（機(jī)床上用調(diào)整法一次加工出來(lái)的一批零件）上用調(diào)整法一次加工出來(lái)的一批零件）的數(shù)目足夠大而尺寸間隔非常小時(shí)，則

28、的數(shù)目足夠大而尺寸間隔非常小時(shí)，則所繪出的分布曲線非常接近所繪出的分布曲線非常接近“正態(tài)分布正態(tài)分布曲線曲線”l正態(tài)分布曲線的方程為：正態(tài)分布曲線的方程為：222)(21xxeyl利用正態(tài)分布曲線可以分析產(chǎn)品質(zhì)量；利用正態(tài)分布曲線可以分析產(chǎn)品質(zhì)量；可以判斷加工方法是否合適；可以判斷可以判斷加工方法是否合適；可以判斷廢品率的大小，從而指導(dǎo)下一批的生產(chǎn)廢品率的大小，從而指導(dǎo)下一批的生產(chǎn) 零件出現(xiàn)的概率已達(dá)零件出現(xiàn)的概率已達(dá)99.73%，在此尺寸，在此尺寸范圍之外（范圍之外（ ）的零件只占）的零件只占0.27%3xl如果代表零件的公差如果代表零件的公差T，則，則 99.73% 就就代表零件的合格率，

29、代表零件的合格率，0.27%就表示零件就表示零件的廢品率的廢品率l因此，因此， = T 時(shí)，加工一批零件時(shí)，加工一批零件基本上都是合格品了，即時(shí)，產(chǎn)品無(wú)基本上都是合格品了，即時(shí)，產(chǎn)品無(wú)廢品廢品3x四、提高加工精度的工藝措施 1直接消除和減少誤差法直接消除和減少誤差法 例如車細(xì)長(zhǎng)軸的三條措施：例如車細(xì)長(zhǎng)軸的三條措施：l采用反向走刀（進(jìn)給）切削采用反向走刀（進(jìn)給）切削l用大進(jìn)給量和大主偏角（用大進(jìn)給量和大主偏角（9093）車刀）車刀l在卡盤一端車出一個(gè)縮頸在卡盤一端車出一個(gè)縮頸 2誤差補(bǔ)償法誤差補(bǔ)償法l人為地制造出一種新的或者利用原有的人為地制造出一種新的或者利用原有的一種原始誤差去抵消另一種原始

30、誤差一種原始誤差去抵消另一種原始誤差l例如預(yù)加載荷精加工磨床床身導(dǎo)軌；用例如預(yù)加載荷精加工磨床床身導(dǎo)軌；用校正機(jī)構(gòu)提高絲桿車床傳動(dòng)鏈精度校正機(jī)構(gòu)提高絲桿車床傳動(dòng)鏈精度 3誤差轉(zhuǎn)移法誤差轉(zhuǎn)移法l將工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱將工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方向去變形等轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方向去l例如，鏜模鏜孔，主軸與鏜桿采用浮動(dòng)例如，鏜模鏜孔，主軸與鏜桿采用浮動(dòng)聯(lián)接聯(lián)接 4誤差平均法誤差平均法l例如，研磨加工高精度的軸和孔，利用例如，研磨加工高精度的軸和孔，利用誤差相互比較、相互消除來(lái)提高精度；誤差相互比較、相互消除來(lái)提高精度；再如，刮研精密平板再如，刮研精密

31、平板 5“就地加工就地加工”法法l例如車床配制主軸法蘭盤；再如轉(zhuǎn)塔車?yán)畿嚧才渲浦鬏S法蘭盤；再如轉(zhuǎn)塔車床加工轉(zhuǎn)塔上的六個(gè)刀架安裝孔床加工轉(zhuǎn)塔上的六個(gè)刀架安裝孔 6控制誤差法控制誤差法l對(duì)付變值系統(tǒng)性誤差必須采用可變補(bǔ)償對(duì)付變值系統(tǒng)性誤差必須采用可變補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ姆椒?三種形式：l主動(dòng)測(cè)量：主動(dòng)測(cè)量：加工過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量，隨加工過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量，隨時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償時(shí)進(jìn)行誤差補(bǔ)償l偶件配合測(cè)量：偶件配合測(cè)量：以互配件中的一件作以互配件中的一件作為基準(zhǔn)去控制另一件為基準(zhǔn)去控制另一件l積極控制起決定性作用的加工條件：積極控制起決定性作用的加工條件：例如精密螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制例如精密螺紋磨床的自動(dòng)恒溫控制一

32、、零件的表面質(zhì)量及其對(duì)使用性能的影響 概述概述l表面質(zhì)量是指零件加工后的表面層狀態(tài)表面質(zhì)量是指零件加工后的表面層狀態(tài)l表面質(zhì)量影響零件的工作性能、可靠性、表面質(zhì)量影響零件的工作性能、可靠性、壽命壽命第三節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量表面質(zhì)量的主要內(nèi)容：K 表面層的幾何形狀特征l表面粗糙度：即表面微觀幾何形狀誤差表面粗糙度：即表面微觀幾何形狀誤差l表面加工紋理：即表面切削加工刀紋的表面加工紋理：即表面切削加工刀紋的形狀和方向形狀和方向l表面波度：介于宏觀幾何誤差與表面粗表面波度：介于宏觀幾何誤差與表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差糙度之間的周期性幾何形狀誤差l傷痕：加工表面?zhèn)€別位置出現(xiàn)的缺陷傷痕：加工表面

33、個(gè)別位置出現(xiàn)的缺陷 表面層的物理力學(xué)性能的變化l 物理力學(xué)性能：表面層塑性變形引起的表面層塑性變形引起的冷作硬化層深度；表面層硬度的變化；冷作硬化層深度；表面層硬度的變化；表面層內(nèi)的殘余應(yīng)力；刀瘤引起的撕裂、表面層內(nèi)的殘余應(yīng)力；刀瘤引起的撕裂、折皺等；微觀及宏觀裂紋；性能折皺等；微觀及宏觀裂紋；性能（如極限強(qiáng)度等）的變化；重熔金屬的沉積層的變化；重熔金屬的沉積層l金相組織：相變；再結(jié)晶；過(guò)時(shí)效。相變；再結(jié)晶；過(guò)時(shí)效。l化學(xué)性質(zhì)：晶間腐蝕和選擇性浸蝕；表晶間腐蝕和選擇性浸蝕；表面脆化面脆化（氫脆）二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響l兩零件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸的凸峰處產(chǎn)兩零件

34、作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸的凸峰處產(chǎn)生彈性變形、塑性變形、剪切等現(xiàn)象，生彈性變形、塑性變形、剪切等現(xiàn)象，即產(chǎn)生磨損；磨損達(dá)到一定程度，接觸即產(chǎn)生磨損；磨損達(dá)到一定程度，接觸面積增大，金屬分子間的親和力使表面面積增大，金屬分子間的親和力使表面咬焊；表面輪廓形狀、加工紋路以及吸咬焊；表面輪廓形狀、加工紋路以及吸附層、冷作硬化層等也影響耐磨。附層、冷作硬化層等也影響耐磨。l零件表面層材料的冷作硬化，能提高零件表面層材料的冷作硬化，能提高表面層的硬度，增強(qiáng)表面層的接觸剛表面層的硬度，增強(qiáng)表面層的接觸剛度，減少摩擦表面間發(fā)生彈性和塑性度，減少摩擦表面間發(fā)生彈性和塑性變形的可能性，使金屬之間咬合的現(xiàn)變形的可能性，

35、使金屬之間咬合的現(xiàn)象減少，因而增強(qiáng)耐磨性。但硬化過(guò)象減少，因而增強(qiáng)耐磨性。但硬化過(guò)度會(huì)降低金屬組織的穩(wěn)定性，使表層度會(huì)降低金屬組織的穩(wěn)定性，使表層金屬脆化而脫落，致使磨損加劇。金屬脆化而脫落，致使磨損加劇。表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響l表面粗糙度、劃痕、裂紋等缺陷引起表面粗糙度、劃痕、裂紋等缺陷引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞損壞；表面層的應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞損壞；表面層的殘余應(yīng)力和冷作硬化能提高疲勞強(qiáng)度殘余應(yīng)力和冷作硬化能提高疲勞強(qiáng)度（故有專門的表面強(qiáng)化工藝：噴丸、（故有專門的表面強(qiáng)化工藝：噴丸、滾壓）滾壓）；但硬化過(guò)度會(huì)降低金屬組織；但硬化過(guò)度會(huì)降低金屬組織的穩(wěn)定性，使表層金屬脆化而脫落或的穩(wěn)定性，使

36、表層金屬脆化而脫落或產(chǎn)生裂紋，致使磨損加劇。產(chǎn)生裂紋，致使磨損加劇。表面質(zhì)量對(duì)零件抗腐蝕性能的影響l零件表面粗糙的凹谷處容易積聚腐零件表面粗糙的凹谷處容易積聚腐蝕性介質(zhì)而發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)蝕性介質(zhì)而發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕；在應(yīng)力狀態(tài)下，特別是在拉腐蝕；在應(yīng)力狀態(tài)下，特別是在拉應(yīng)力狀態(tài)下工作，容易出現(xiàn)裂紋，應(yīng)力狀態(tài)下工作，容易出現(xiàn)裂紋，引起晶間破壞，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。引起晶間破壞，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。表面質(zhì)量影響零件的配合性質(zhì)l相配零件的配合關(guān)系是利用間隙量相配零件的配合關(guān)系是利用間隙量和過(guò)盈量來(lái)表示的，由于表面粗糙和過(guò)盈量來(lái)表示的，由于表面粗糙度的存在，使得有效的間隙或過(guò)盈度的存在，使得有效的間隙或

37、過(guò)盈量發(fā)生變化，影響配合精度和配合量發(fā)生變化，影響配合精度和配合性質(zhì)；動(dòng)配合件的磨損改變?cè)瓉?lái)的性質(zhì)；動(dòng)配合件的磨損改變?cè)瓉?lái)的配合性質(zhì)，影響動(dòng)配合的穩(wěn)定性；配合性質(zhì)，影響動(dòng)配合的穩(wěn)定性；粗糙的靜配合的實(shí)際過(guò)盈量比預(yù)定粗糙的靜配合的實(shí)際過(guò)盈量比預(yù)定的小，靜配合的可靠性差。的小，靜配合的可靠性差。表面質(zhì)量對(duì)零件其他性能的影響l零件的表面質(zhì)量還將對(duì)零件的密封零件的表面質(zhì)量還將對(duì)零件的密封性能、零件的接觸剛度、運(yùn)動(dòng)的靈性能、零件的接觸剛度、運(yùn)動(dòng)的靈活性和發(fā)熱損失、原有精度等產(chǎn)生活性和發(fā)熱損失、原有精度等產(chǎn)生影響。影響。 影響表面質(zhì)量的因素影響表面質(zhì)量的因素l機(jī)械加工表面不可能是理想光滑機(jī)械加工表面不可能

38、是理想光滑表面表面l表面層材料加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生物理、表面層材料加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生物理、化學(xué)變化化學(xué)變化l切削力、切削熱使表層產(chǎn)生各種切削力、切削熱使表層產(chǎn)生各種變化變化l外界介質(zhì)的腐蝕等等外界介質(zhì)的腐蝕等等三、影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素及 降低表面粗糙度的工藝措施 1影響切削加工表面粗糙度的因素影響切削加工表面粗糙度的因素幾何因素l尖刀切削時(shí)：尖刀切削時(shí)：l帶圓角半徑的刀切削時(shí)：帶圓角半徑的刀切削時(shí)：) (rrkctgctgkfH028rfH K 影響表面粗糙度的幾何因素有：l刀具的幾何形狀和幾何角度刀具的幾何形狀和幾何角度l進(jìn)給量進(jìn)給量l刀刃本身的粗糙度刀刃本身的粗糙度物理因素l切削力和摩擦力切削力

39、和摩擦力l塑性變形過(guò)程中形成的積屑瘤塑性變形過(guò)程中形成的積屑瘤l切削過(guò)程中工件表面上形成鱗刺切削過(guò)程中工件表面上形成鱗刺工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)因素振動(dòng)l機(jī)械振動(dòng)分為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)分為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)三大類，金屬切削過(guò)程中，自激振動(dòng)三大類，金屬切削過(guò)程中，主要是強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩種類主要是強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩種類型型l振動(dòng)主要是產(chǎn)生波度、粗糙度而影振動(dòng)主要是產(chǎn)生波度、粗糙度而影響零件表面質(zhì)量響零件表面質(zhì)量 2降低表面粗糙度的工藝措施降低表面粗糙度的工藝措施合理選擇刀具的幾何角度l適當(dāng)增大前角、后角適當(dāng)增大前角、后角l增大刀尖圓弧半徑增大刀尖圓弧半徑l減小主、副偏角減小主、副偏

40、角改善材料切削性能l減小材料塑性減小材料塑性（采取正火、調(diào)質(zhì)等方法）l細(xì)化材料晶粒（熱處理）細(xì)化材料晶粒（熱處理）合理選擇切削用量l合理選擇切削速度，避開(kāi)積屑瘤、鱗合理選擇切削速度，避開(kāi)積屑瘤、鱗刺產(chǎn)生的切削速度區(qū)刺產(chǎn)生的切削速度區(qū)l減少進(jìn)給量減少進(jìn)給量l切削深度不宜過(guò)小切削深度不宜過(guò)小正確使用切削液l乳化液、硫化油、植物油等性能各有乳化液、硫化油、植物油等性能各有不同，應(yīng)合理選用不同，應(yīng)合理選用采用輔助加工方法l常用的有：研磨、珩磨、超精加工等常用的有：研磨、珩磨、超精加工等提高工藝系統(tǒng)的精度和剛度l主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的精度要高主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的精度要高l系統(tǒng)的剛度和抗振性好系統(tǒng)的剛度

41、和抗振性好l受力變形和熱變形要小受力變形和熱變形要小四、影響表面物理力學(xué)性能的工藝因素 1表面層的殘余應(yīng)力表面層的殘余應(yīng)力表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生l當(dāng)切削過(guò)程中表面層組織發(fā)生形狀變化當(dāng)切削過(guò)程中表面層組織發(fā)生形狀變化和組織變化時(shí)，在表面層及其與基體材和組織變化時(shí)，在表面層及其與基體材料的交界處就會(huì)產(chǎn)生互相平衡的彈性應(yīng)料的交界處就會(huì)產(chǎn)生互相平衡的彈性應(yīng)力，稱為表面殘余應(yīng)力力，稱為表面殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力分類：l零件整個(gè)尺寸范圍內(nèi)平衡的殘余應(yīng)力零件整個(gè)尺寸范圍內(nèi)平衡的殘余應(yīng)力l晶粒范圍內(nèi)平衡的殘余應(yīng)力晶粒范圍內(nèi)平衡的殘余應(yīng)力l晶胞間平衡的殘余應(yīng)力晶胞間平衡的殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因l冷塑性變形冷塑性變形

42、（切削力的作用）l熱塑性變形熱塑性變形（切削熱的作用）l金相組織變化金相組織變化（切削高溫作用下，引起表面層金屬發(fā)生相變）v通常是上述三種原因綜合作用的結(jié)果通常是上述三種原因綜合作用的結(jié)果 2表面層的加工硬化表面層的加工硬化表面冷作硬化現(xiàn)象 切削切削（含磨削）（含磨削）過(guò)程中，刀具前面迫過(guò)程中，刀具前面迫使金屬受到擠壓而產(chǎn)生塑性變形，使使金屬受到擠壓而產(chǎn)生塑性變形，使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲，晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲，并使晶粒拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，引起并使晶粒拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，引起材料強(qiáng)化、硬度提高，這就是冷作硬材料強(qiáng)化、硬度提高，這就是冷作硬化現(xiàn)象化現(xiàn)象表面層硬化后的金屬性質(zhì)

43、的具體特點(diǎn)為：l晶體形狀改變（拉長(zhǎng)、破碎）晶體形狀改變（拉長(zhǎng)、破碎）l晶體方向改變（塑性變形后形成一定方向，晶體方向改變（塑性變形后形成一定方向，纖維化）纖維化）l變形抵抗力增加（產(chǎn)生冷作硬化）變形抵抗力增加（產(chǎn)生冷作硬化）l導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、導(dǎo)熱性亦有變化導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、導(dǎo)熱性亦有變化l表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力決定表面層硬化程度的因素l產(chǎn)生塑性變形的力產(chǎn)生塑性變形的力l塑性變形的速度塑性變形的速度l塑性變形時(shí)的溫度塑性變形時(shí)的溫度影響加工冷作硬化的因素 切削用量切削用量（主要是切削速度、進(jìn)給量。（主要是切削速度、進(jìn)給量。切削速度的影響：低速時(shí)，塑性變形大，切削速度的影響：低速時(shí)，塑

44、性變形大，冷硬大；速度增加，冷硬減少；但速度冷硬大；速度增加，冷硬減少；但速度超過(guò)超過(guò)100m/min時(shí)，冷硬又增加。進(jìn)給量時(shí)，冷硬又增加。進(jìn)給量增大，塑性變形增大，冷硬增加；進(jìn)給增大，塑性變形增大，冷硬增加；進(jìn)給量太小，刀具擠壓作用增大，冷硬增量太小，刀具擠壓作用增大，冷硬增加。）加。）l刀具刀具（刀具的刃口圓角大和后刀面的（刀具的刃口圓角大和后刀面的磨損嚴(yán)重以及前刀面的粗糙度高，都磨損嚴(yán)重以及前刀面的粗糙度高，都將使得刀具對(duì)工件表面層金屬的擠壓將使得刀具對(duì)工件表面層金屬的擠壓和摩擦作用增加，因而冷硬程度和深和摩擦作用增加，因而冷硬程度和深度都增加。）度都增加。）l工件材料的影響工件材料的影

45、響（工件材料硬度越低，（工件材料硬度越低，切削時(shí)塑性變形越大，冷硬現(xiàn)象越嚴(yán)切削時(shí)塑性變形越大，冷硬現(xiàn)象越嚴(yán)重。）重。）五、磨削的表面質(zhì)量 1磨削加工的特點(diǎn)磨削加工的特點(diǎn)l磨削精度高，通常作為終加工工序磨削精度高，通常作為終加工工序l磨削過(guò)程比切削復(fù)雜，一般滑擦、刻劃、磨削過(guò)程比切削復(fù)雜，一般滑擦、刻劃、切削作用是同時(shí)進(jìn)行的切削作用是同時(shí)進(jìn)行的l磨削速度高，通常磨削速度高，通常v砂砂=4050m/s，目前甚，目前甚至高達(dá)至高達(dá)v砂砂=80200m/sl磨削溫度高，磨削點(diǎn)附近的瞬時(shí)溫度可高磨削溫度高，磨削點(diǎn)附近的瞬時(shí)溫度可高達(dá)達(dá)8001000，會(huì)引起燒傷和裂紋，會(huì)引起燒傷和裂紋l徑向切削力大，會(huì)引

46、起機(jī)床發(fā)生振動(dòng)和彈徑向切削力大，會(huì)引起機(jī)床發(fā)生振動(dòng)和彈性變形性變形 2影響磨削加工表面粗糙度的因素影響磨削加工表面粗糙度的因素砂輪的線速度：砂輪線速度越高，粗砂輪線速度越高，粗糙度越低糙度越低工件的線速度：工件線速度越低，粗工件線速度越低，粗糙度越低糙度越低縱向進(jìn)給量：縱向進(jìn)給量增加，粗糙縱向進(jìn)給量增加，粗糙度增大度增大光磨次數(shù)：光磨次數(shù)越多，粗糙度越光磨次數(shù)越多，粗糙度越低低砂輪性質(zhì)對(duì)粗糙度影響：l砂輪的粒度砂輪的粒度l砂輪的硬度砂輪的硬度l砂輪的修整砂輪的修整工件材料的影響：工件材料太軟、太工件材料太軟、太硬、太韌都不容易降低粗糙度硬、太韌都不容易降低粗糙度 3磨削表面層的殘余應(yīng)力磨削表面

47、層的殘余應(yīng)力磨削裂紋磨削裂紋問(wèn)題問(wèn)題磨削過(guò)程中殘余應(yīng)力的產(chǎn)生l磨削加工比切削加工的表面殘余應(yīng)力更磨削加工比切削加工的表面殘余應(yīng)力更為復(fù)雜：一方面，磨粒切削刃為負(fù)前角，為復(fù)雜：一方面，磨粒切削刃為負(fù)前角，法向切削力一般為切向切削力的法向切削力一般為切向切削力的23倍倍（切削加工時(shí)只有（切削加工時(shí)只有0.5倍）磨粒對(duì)加工表倍）磨粒對(duì)加工表面作用，引起冷塑性變形，產(chǎn)生壓應(yīng)力；面作用，引起冷塑性變形，產(chǎn)生壓應(yīng)力；另一方面，磨削溫度高，易引起熱塑性另一方面，磨削溫度高，易引起熱塑性變形，表面出現(xiàn)拉應(yīng)力變形，表面出現(xiàn)拉應(yīng)力l磨削時(shí)，殘余應(yīng)力可能超過(guò)材料的強(qiáng)磨削時(shí)，殘余應(yīng)力可能超過(guò)材料的強(qiáng)度極限，零件會(huì)產(chǎn)生

48、裂紋，有的在外度極限，零件會(huì)產(chǎn)生裂紋，有的在外表層，有的在內(nèi)層下；裂紋方向常與表層，有的在內(nèi)層下；裂紋方向常與磨削方向垂直，或呈網(wǎng)狀；裂紋常與磨削方向垂直，或呈網(wǎng)狀；裂紋常與燒傷同現(xiàn)燒傷同現(xiàn)磨削裂紋產(chǎn)生的原因l磨削用量：磨削深度和縱向走刀量大，磨削用量：磨削深度和縱向走刀量大，則塑性變形大，切削溫度高，拉應(yīng)力過(guò)則塑性變形大，切削溫度高，拉應(yīng)力過(guò)大，可能產(chǎn)生裂紋大，可能產(chǎn)生裂紋l工件材料：含碳量高者易裂紋工件材料：含碳量高者易裂紋l熱處理工序：與淬火方式、速度及操作熱處理工序：與淬火方式、速度及操作方法有關(guān)方法有關(guān)消除和減少磨削裂紋的措施l合理選材合理選材l正確制訂熱處理工藝正確制訂熱處理工藝l逐漸減小切除量逐漸減小切除量l改善散熱條件，加強(qiáng)冷卻效果，設(shè)法降改善散熱條件，加強(qiáng)冷卻效果，設(shè)法降低切削熱低切削熱l合理選擇砂輪合理選擇砂輪 4磨削表面層金相組織變化磨削表面層金相組織變化磨削磨削燒傷問(wèn)題燒傷問(wèn)題磨削過(guò)程中的燒傷問(wèn)題l磨削過(guò)程中，由于磨削溫度很高，而磨削過(guò)程中，由于磨削溫度很高，而且磨削熱有且磨削熱有6080%傳給工件，當(dāng)磨削傳給工件，當(dāng)磨削溫度超過(guò)相變臨界點(diǎn)時(shí)，則會(huì)引起工溫度超過(guò)相變臨界點(diǎn)時(shí)，則會(huì)引起工件表面的金相組織發(fā)生變化，此時(shí)表件表面的金相組織發(fā)生變化，此時(shí)表面層的顯微硬度也相應(yīng)發(fā)生變化，這面層的顯微硬度也相應(yīng)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磨