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第一节 机械加工精度 图8-22 床身因内应力引起的变形 (2)冷校直带来的内应力 丝杠一类的细长轴车削以后, 第一节 机械加工精度 棒料在轧制中产生的内应力会重新分布,使轴产生弯曲变形。 图8-23 冷校直引起的内应力 (3)切削加工中产生的内应力 切削时, 第一节 机械加工精度 工件表面层在切削力和切削热的作用下,由于工件各部分产生不同的塑性变形,以及金属组织等变化的影响也会引起内应力。3.减少或消除内应力的措施(1)合理设计零件结构 在零件结构设计中,应尽量缩小零件各部分厚度尺寸之间的差异,以减少铸、锻件毛坯在制造中产生的内应力。(2)采取时效处理 自然时效处理主要是在毛坯制造之后,或粗、精加工之间,让工件在露天场合下放置一段时间,利用温度的自然变化,经过多次热胀冷缩,使工件的晶体内部或晶界之间产生微观滑移,从而达到减少或消除内应力的目的。 第一节 机械加工精度 (3)合理安排工艺过程 例如,粗、精加工分开在不同的工序中进行,使粗加工后有一定时间让残余应力重新分布,以减小对精加工的影响。七、保证加工精度的工艺措施保证零件加工精度的最终目的是保证产品的精度和质量。1.直接减小误差法2.误差补偿法 图8-24 磨床身导轨时预加载荷 第一节 机械加工精度 3.误差分组法1)误差复映引起本工序加工误差扩大。2)定位误差引起本工序位置误差扩大。4.误差转移法5.就地加工法6.误差平均法 第二节 机械加工表面质量 一、影响切削加工表面粗糙度的工艺因素及改善措施(一)表面粗糙度的形成1.与刀具几何角度有关的因素——几何原因 图8-25 切削层残留面积a)和f对的影响 b)、′和f对的影响 2.与被加工材料性质和切削机理有关的因素——物理原因3.其他原因 第二节 机械加工表面质量 (二)减小表面粗糙度值的措施1.选择适当的刀具几何参数1)减小刀具的主偏角κr和副偏角κr′,以及增大刀尖圆弧半径rε,均可减小切削层残留面积,使表面粗糙度值减小。2)适当增大前角和后角,使刀具易于切入工件,金属塑性变形随之减小,同时切削力也明显减小,这会有效地减轻工艺系统的振动,从而使加工表面粗糙度值减小。3)增大刃倾角λs,实际工作前角也随之增大,对减小表面粗糙度值有利。2.合理选择切削用量(1)选择较高的切削速度vc 切削速度越高,切屑和被加工表面的塑性变形就越小,因而表面粗糙度值就越小。 第二节 机械加工表面质量 图8-26 切削速度对表面粗糙度的影响a)加工塑性材料 b)加工脆性材料 (2)适当减小进给量f 进给量越大,加工表面残留面积就越大,而且塑性变形也随之增大,这样表面粗糙度值就会增大。3.改善工件材料组织性能 第二节 机械加工表面质量 4.合理选择刀具材料和提高刃磨质量二、影响表面层物理力学性能的工艺因素及改善措施机械加工过程中,工件在切削力、切削热的作用下,其表面层的物理力学性能会产生很大变化,主要表现在表面层的加工硬化、金相组织变化和残余应力等方面。1.表面层的加工硬化(1)切削力 切削力越大,塑性变形越大,加工硬化越严重。(2)切削温度 切削温度越高,软化作用越大,使硬化程度降低。(3)切削速度 当切削速度很高时,刀具与工件接触时间很短,被切金属变形速度很快,会使已加工表面金属塑性变形很不充分,因而产生的加工硬化也就相应较小。 第二节 机械加工表面质量 1)合理选择刀具的几何参数,尽量采用较大的前角和后角,并在刃磨时尽可能减小刀尖圆弧半径。2)使用刀具时,应合理限制其后刀面的磨损程度。3)合理选择切削用量,采用较高的切削速度、较小的进给量和较小的背吃刀量。4)合理使用切削液。5)采用合理的热处理工艺,适当提高被加工材料的硬度。2.表面金相组织变化与磨削烧伤(1)合理选择磨削用量 减小背吃刀量ap可以降低工件表面温度,有利于避免或减轻烧伤,但会影响生产率。(2)合理选择砂轮并及时修整 砂轮硬度太高,自锐性不好,磨削温度就高。 第二节 机械加工表面质量 (3)改进冷却方法,提高冷却效果 使用切削液可提高冷却效果,避免烧伤。3.表面层的残余应力 图8-27 一般冷却方法 第二节 机械加工表面质量 图8-28 内冷却砂轮结构 (1)冷态塑性变形引起的残余应力 在切削力作用下, 第二节 机械加工表面质量 已加工表面层金属会产生强烈的塑性伸长变形,此时基体金属层受到影响而处于弹性伸长变形状态。(2)热态塑性变形引起的残余应力 工件加工表面在切削热作用下产生热膨胀,此时表层金属温度高于基体温度,因此表层产生热压应力。(3)金相组织变化引起的残余应力 切削时产生的高温会引起表面层金属金相组织的变化。 图8-29 题8-6图 第二节 机械加工表面质量 图8-30 题
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