new机械制造技术基础(第7章)2.ppt

表面质量是指零件加工后的表面层状态 表面质量影响零件的工作性能、可靠性、寿命 7.4.2 机械加工表面质量对机械产品使用性能的影响 2. 表面质量对零件配合性质的影响 3. 表面质量对零件疲劳性能的影响 残余应力与冷作硬化对疲劳强度的影响 4. 表面质量对零件抗腐蚀性能的影响 7.4.3 影响表面粗糙度的因素 2. 影响表面粗糙度的工艺因素 ?工件材料的性质 ?其他因素 3. 磨削加工中影响表面粗糙度的因素 7.4.4 影响加工表面层物理机械性能的因素 衡量表面层加工硬化的指标 影响冷作硬化的主要因素 3）退火烧伤 改善磨削烧伤的途径 （1）正确选择砂轮 砂轮不能太硬；选用弹性结合剂；磨塑性材料宜选用粗磨粒砂轮。 （2）合理选择磨削用量 减小径向进给量；适当增大轴向进给量。 （3）改善冷却条件 高压大流量冷却、喷雾冷却、内冷却。 3. 影响加工表面残余应力的因素 （2）表面层金属的热态塑性变形 （3）表面层金属金相组织的变化 零件主要工作表面最终工序加工方法的选择 表７—10 7.5 机械加工过程中的振动 振源：机外＋机内 ① 对在加工现场拾取的振动信号进行频谱分析，以确定强迫振动的频率成分。 ② 对机床加工中所有可能出现的强迫振源频率进行估算，列出振源频率数据表备查。 ③ 将经过频谱分析得到的强迫振动的频率与振源频率数据表进行比较，找出强迫振动的振源。 7.5.3 机械加工过程中的自激振动 （颤振） 机械加工过程中产生自激振动的条件 7.5.4 控制机械加工过程中振动的途径 消除或减弱产生自激振动的条件 2. 提高工艺系统的刚度及阻尼 3. 隔离振源 表面层金属金相组织变化 当体积膨胀时 基体金属 阻碍 残余压应力 残余拉应力 →体积变化 →密度变化 表层金属→ 里层金属→ 当体积收缩时 基体金属 阻碍 残余拉应力 残余压应力 表层金属→ 里层金属→ 在切削或磨削的过程中，若工件表面层金属温度高于材料的相变温度，将引起金相组织的变化。 γ马氏体=7.75 t/m3 γ奥氏体=7.96 t/m3 γ铁素体=7.88 t/m3 γ珠光体=7.78 t/m3 例如：淬火钢原来的组织是马氏体，磨削时有可能产生回火烧伤转化为接近珠光体的托氏体和索氏体，表层金属密度加大，比容减小 →表层材料产生残余压拉应力， →里层材料产生残余压应力。 受交变载荷作用，最终工序应选择使该表面产生残余压应力的加工方法。 工件加工最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在被加工工件表面上留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。 工件加工最终工序加工方法的选择与机器零件的失效形式密切相关。 选择考虑： 具体工作条件和可能的破坏形式。 表７—10 机械加工过程中振动的危害 影响加工表面粗糙度，振动频率较低时会产生波度 影响生产效率 加速刀具磨损，易引起崩刃 影响机床、夹具的使用寿命 产生噪声污染，危害操作者健康 机械加工过程中振动的类型 自由振动 强迫振动 自激振动 7.5.1 机械加工过程中振动概述 特点： 1）交变力的存在决定振动的进行； 2）振动频率等于激振力频率或是它的整倍数； 3）激振力频率接近系统固有频率且小阻尼时，系统产生共振。 由外界周期性干扰（激振）力引起的一种不衰减振动。 定义： 7.5.2 机械加工过程中的强迫振动 1）机床高速旋转件不平衡引起的振动。 2）机床传动机构缺陷引起的振动。 3）切削过程中的冲击引起的振动。 4）往复运动部件的惯性力引起的振动。 机内振源有： 1. 切削加工过程中强迫振动产生的原因 ２．强迫振源的查找方法 偶然因素→切削力变化→振动→产生激振力→维持振动 电动机 (能源) 交变切削力F(t) 振动位移X(t) 自激振动闭环系统 机床振动系统 （弹性环节） 调节系统 （切削过程） 自激振动：由振动系统自身产生的交变力激发和维持的一种周期性振动。 ②激励机床系统产生振动的交变力由切削过程产生，而切削过程同时又受到机床系统振动的影响，机床系统的振动一旦停止，交变切削力也就随之消失。 电动机 (能源) 交变切削力F(t) 振动位移X(t) 自激振动闭环系统 机床振动系统 （弹性环节） 调节系统 （切削过程） ①自激振动是在没有周期性外力干扰下所产生的振动运动 →与强迫振动有原则区别。 特征： ④自激振动的频率等于或接近于系统的的某一固有频率， →与强迫振动有根本区别。 自激振动振幅的增大或减小决定于每一振动周期中振动系统所获得的能量与所消耗的能量之差。 ⑤自激振动因阻尼存在而衰减。 自激振动系统能量关系 A B C 能量E Q E－ E＋ 0 振幅 ③ 维持自激振动的能量来自机床电动机 刀具振入时，其运动方向与径向力方向