第三章 机械加工表面质量及控制课件.pptVIP

机械制造工艺学 ——山东理工大学机械工程学院 董 锋 2008年2月 表面质量对零件使用性能的影响 磨削加工表面粗糙度影响因素 磨削加工表面粗糙度影响因素 磨削加工表面粗糙度影响因素 §3.4 机械加工过程中的振动 §3.4 机械加工过程中的振动 §3.4 机械加工过程中的振动 §3.4 机械加工过程中的振动 §3.4 机械加工过程中的振动 §3.4 机械加工过程中的振动 ◆ 减小切削或磨削时的重叠系数（图4-77） 式中 bd —— 等效切削宽度，即本次切削实际切到上次切削残留振纹 在垂直于振动方向投影宽度； b —— 本次切削在垂直于振动方向上的切削宽度； B , fa —— 砂轮宽度与轴向进给量。 图4-77 重叠系数 ap fa B 振动方向XD f b bd a）切削 b）磨削 κ r κ r ， （4-34） 减小重叠系数方法 图4-78 车刀消振棱 0.1～0.3 -5°～ -20° 2°～ 3° ◆ 增加切削阻尼（例采用倒棱车刀，图4-78） 增加主偏角 增大进给量 §3.4 机械加工过程中的振动 ◆ 提高工艺系统刚度 ◆ 增大工艺系统阻尼 改善工艺系统动态特性 阻尼材料 铸铁环 铸铁套筒 图4-79 零件上加阻尼材料 §3.4 机械加工过程中的振动 图4-80 摩擦式减振器 1—飞轮 2—摩擦盘 3—摩擦垫 4—螺母 5—弹簧 动力减振器 摩擦式减振器（图4-80） 冲击式减振器（图4-81） 采用减振装置 图4-81 冲击式减振镗刀与减振镗杆 1—冲击块 2—紧定螺钉 a）减振镗刀 b）减振镗杆 δ δ §3.4 机械加工过程中的振动 * * 加工表面质量及其对使用性能的影响度 影响表面粗糙度的工艺因素及其改进措施 影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施 机械加工过程中的振动 第三章 机械加工表面质量及控制 本章要点 加工表面质量的概念 §3.1 加工表面质量及其对使用性能的影响 已加工表面质量 表面粗糙度 表面波度 表面物理力学性能的变化 表面微观几何形状特征 表面层冷作硬化 表面层残余应力 表面层金相组织的变化 a）波度 b）表面粗糙度 零件加工表面的粗糙度与波度 RZ λ Hλ RZ 表面的几何形状误差 表面粗糙度：加工表面的微观几何误差，波长与波高比值小于50。 表面波度：加工表面不平度波长与波高比值在50～1000的几何形状误差 纹理方向：表面刀纹的方向 伤痕：加工表面个别位置出现的缺陷 §3.1 加工表面质量及其对使用性能的影响 表层金属的力学物理性能和化学性能变化 表面层金属的冷作硬化 表面层的残余应力 表面层金相组织的变化 §3.1 加工表面质量及其对使用性能的影响 切屑 刀具 切屑的分离和积屑瘤 积屑瘤 对耐磨性影响 Ra（μm） 初始磨损量 重载荷 轻载荷 表面粗糙度与初始磨损量 表面粗糙度值↓ → 耐疲劳性↑ 适当硬化可提高耐疲劳性 表面粗糙度值↓→耐蚀性↑ 表面压应力：有利于提高耐蚀性 表面粗糙度值↑ →配合质量↓ 表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度 对耐疲劳性影响 对耐蚀性影响 对配合质量影响 纹理形式与方向：圆弧状、凹坑状较好 适当硬化可提高耐磨性 §3.1 加工表面质量及其对使用性能的影响 直线刃车刀（图a） 圆弧刃车刀（图b） 影响因素： 车削时残留面积的高度 f κr Rmax vf Ⅰ Ⅱ rε b） Rmax Ⅰ Ⅱ f a） vf 切削加工表面的粗糙度 §3.2影响表面粗糙度的因素及改进措施 磨屑的形成过程 磨屑形成过程 a）平面示意图 b）截面示意图 砂轮速度v↑，Ra↓ 工件速度vw↑，Ra ↑ 砂轮纵向进给f↑，Ra ↑ 磨削深度ap↑，Ra ↑ 磨削用量对表面粗糙度的影响 vw = 40(m/min) f = 2.36(m /min) ap = 0.01(mm) v = 50(m/s) f = 2.36(m /min) ap = 0.01(mm) v(m/s), vw(m/min) Ra(μm) 0 30 40 50 60 0.5 1.0 a） ap(mm) 0 0.01 0.4 0.8 Ra(μm) 0 0.2 0.6 0.02 0.03 0.