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第八章 机械加工表面质量 8.1 机械加工后的表面质量 （2）表面层的物理机械性能 8.1.2 表面质量对零件使用性能的影响 8.1.2.2 对零件疲劳强度的影响 8.1.2.3 对零件抗腐蚀性能的影响 8.2 机械加工后的表面粗糙度 （2） 物理因素 8.2.2 磨削加工后的表面粗糙度 8.3 机械加工后的表面层物理机械性能 （2）表面层冷作硬化的程度 的影响因素 8.3.1.2 影响冷作硬化的主要因素 ③切削用量 8.3.2 机械加工后表面层金相组织的变化 (2) 磨削淬火钢时表面层产生的烧伤 8.3.2.2 影响磨削加工时金相组织变化的因素 (2) 磨削温度、温度梯度及冷却速度等对金相 组织变化的影响 8.3.3 机械加工后表面层的残余应力 （2）热态塑性变形 8.3.3.2 磨削裂纹的产生 图8.12 磨削裂纹 观看动画 8.4 控制加工表面质量的工艺途径 8.4.1.1 选择合理的磨削参数 8.4.1.2 选择有效的冷却方法 8.4.2 采用冷压强化工艺 8.4.2.1 喷丸 8.4.3 采用精密和光整加工工艺 8.4.3.2 光整加工工艺 8.5 机械加工过程中的振动问题 8.5.2 机械加工中的强迫振动 8.5.2.2 强迫振动的特性 8.5.3 机械加工中的自激振动 （2）自激振动示例说明 8.5.4 减少工艺系统振动的途径 本章小结 强迫振动是工艺系统在一个稳定的外界周期性干扰力（激振力）作用下引起的振动。除了力之外，凡是随时间变化的位移、速度及加速度，也可以激起系统的振动。强迫振动产生的原因分工艺系统内部和外部两个方面。 8.5.2.1 强迫振动的运动方程式 工艺系统是个多自由度的振动系统，其振动形态是很复杂的，但就某一特定情况而言，其振动特性与相应频率的单自由度系统有近似之处，因此可以简化为单自由度系统来分析。 （1）幅频特性曲线和相频特性曲线 （2）振动系统的动态刚度和动态柔度 （3）强迫振动的主要特性 强迫振动是在外界周期性干扰力的作用下产生的，但振动本身并不能引起干扰力的变化。不管振动系统本身的固有频率如何，强迫振动的固有频率总是与外界干扰力的频率相同。强迫振动的振幅大小在很大程度上取决于干扰力的频率与系统固有频率的比值。当这个频率比等于或接近1时，振幅达到最大值，出现“共振”现象。干扰力越大，系统刚度及阻尼系数越小，则强迫振动的振幅就越大。 （1）自激振动是由振动过程本身引起切削力周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，让振动维持下去。切削过程中的自激振动可举日常生活中常见的电铃为例来说明。 如图8.24电铃的结构。 振动元件对调节元件产生反馈作用，以便产生持续的交变力。如图8.24中，小锤敲击电铃的频率是由弹簧片、小锤、衔铁的本身参数（刚度、质量、阻尼）所决定的 。阻尼及运动摩擦所损耗的能量由本身维持。这个过程就是区别于强迫振动的自激振动。只要停止切削过程，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了。所以可通过切削试验来研究工艺系统的自激振动。同时，也可以通过改变对切削过程有影响的工艺参数来控制切削过程，从而限制自激振动的产生。 图8.24 电铃的自激振动 观看动画 * 本章提要 机械加工表面质量决定了机器的使用性能和延长使 用寿命。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和 表面层作为分析和研究对象的。本章旨在研究零件表面 层在加工中的变化和发生变化的机理，掌握机械加工中 各种工艺因素对表面质量的影响规律，运用这些规律来 控制加工中的各种影响因素，以满足表面质量的要求。 8.1 机械加工后的表面质量 8.2 机械加工后的表面粗糙度 8.3 机械加工后的表面层物理机械性能 8.4 控制加工表面质量的工艺途径 8.5 机械加工过程中的振动问题 8.1.1 表面质量的含义 表面质量是指机器零件加工后表面层的状态。表面质量的主要内容面两部分： （1）表面层的几何形状 表面粗糙度：是指表面微观几何形状误差，其波高与波长的比值在L1／H1＜40的范围内。 表面波度：是介于加工精度（宏观几何形状误差L3/H31000）和表面粗糙度之间的一种带有周期性的几何形状误差，其波高与波长的比值在40＜L／H。＜1000的范围。如图8．l所示。 图8.1 表面几何形状 观看动画 表面层冷作硬化（简称冷硬）：零件在机械加工中表面层金属产生强烈的冷态塑性变形后，引起的