機(jī)械制造質(zhì)量與控制

第五章機(jī)械制造質(zhì)量分析與控制第一節(jié)機(jī)械加工精度第二節(jié)工藝過程的統(tǒng)計分析第三節(jié)機(jī)械加工表面質(zhì)量第四節(jié)機(jī)械加工過程中的振動1.加工精度與加工誤差所謂加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。實際值愈接近理想值，加工精度就愈高。實際加工不可能把零件做得與理想零件完全一致，總會有大小不同的偏差，零件加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。第一節(jié)機(jī)械加工精度一、概述2.加工經(jīng)濟(jì)精度圖5-2加工成本與加工誤差之間的關(guān)系3.原始誤差由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(簡稱工藝系統(tǒng))會有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會以各種不同的方式(或擴(kuò)大、或縮小)反映為工件的加工誤差。工藝系統(tǒng)的誤差是“因”，是根源；工件的加工誤差是“果”，是表現(xiàn)；因此，我們把工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。4.誤差敏感方向的概念圖5-3由δz引起的加工誤差原始誤差所引起的切削刃與工件間的相對位移，如果產(chǎn)生在加工表面的法線方向，則對加工誤差有直接的影響；如果產(chǎn)生在加工表面的切線方向上，就可以忽略不計。我們把加工表面的法向稱之為誤差的敏感方向。

分析計算法是在掌握各原始誤差對加工精度影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析工件加工中所出現(xiàn)的誤差可能是哪一個或哪幾個主要原始誤差所引起的，并找出原始誤差與加工誤差之間的影響關(guān)系，進(jìn)而通過估算來確定工件的加工誤差的大小，再通過試驗測試來加以驗證。

統(tǒng)計分析法是對具體加工條件下加工得到的幾何參數(shù)進(jìn)行實際測量，然后運用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)方法對這些測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，找出工件加工誤差的規(guī)律和性質(zhì)，進(jìn)而控制加工質(zhì)量。分析計算法主要是在對單項原始誤差進(jìn)行分析計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，統(tǒng)計分析法則是對有關(guān)的原始誤差進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。5.研究機(jī)械加工精度的方法二、工藝系統(tǒng)幾何誤差1.機(jī)床的幾何誤差加工中刀具相對于工件的成形運動一般都是通過機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。(1)定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、鏜刀塊、孔拉刀、絲錐、板牙、鍵槽銑刀等)的尺寸和形狀誤差(2)成形刀具(如成形車刀、成形銑刀、模數(shù)銑刀等)的形狀誤差(3)展成刀具(如齒輪滾動、插齒刀、花鍵滾刀等)切削刃的形狀及有關(guān)尺寸，以及其安裝、調(diào)整不正確(4)一般刀具(如普通車刀、單刃鏜刀、面銑刀、刨刀等)的制造誤差2.刀具的幾何誤差夾具的作用是使工件相對于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差對工件的加工精度(特別是位置精度)有很大影響。3.夾具的幾何誤差圖5-10工件在夾具中裝夾示意試切法法調(diào)整整廣泛泛用在在單件件、小小批生生產(chǎn)中中。這這種調(diào)調(diào)整方方式產(chǎn)產(chǎn)生調(diào)調(diào)整誤誤差的的來源源有3個方方面：：(1)度度量誤差差(2)加加工余量量的影響響(3)微微進(jìn)給誤誤差三、調(diào)整整誤差1.試切切法調(diào)整整在大批大大量生產(chǎn)產(chǎn)中廣泛泛應(yīng)用行行程擋塊塊、靠模模、凸輪輪等機(jī)構(gòu)構(gòu)保證加加工精度度。這時時候，這這些機(jī)構(gòu)構(gòu)的制造造精度和和調(diào)整，，以及與與它們配配合使用用的離合合器、電電氣開關(guān)關(guān)、控制制閥等的的靈敏度度就成了了影響誤誤差的主主要因素素。2.按定定程機(jī)構(gòu)構(gòu)調(diào)整在大批大大量生產(chǎn)產(chǎn)中用多多刀加工工時，常常用專門門樣件來來調(diào)整切切削刃間間的相對對位置。。如活塞塞環(huán)槽半半精車和和精車時時就是如如此。當(dāng)工件形形狀復(fù)雜雜，尺寸寸和重量量都比較較大的時時候，利利用樣件件進(jìn)行調(diào)調(diào)整就太太笨重，，且不經(jīng)經(jīng)濟(jì)，這這時可以以采用樣樣板對刀刀。3.按樣樣件或樣樣板調(diào)整整機(jī)械加工工工藝系系統(tǒng)在切切削力、、夾緊力力、慣性性力、重重力、傳傳動力等等的作用用下，會會產(chǎn)生相相應(yīng)的變變形，從從而破壞壞了刀具具和工件件之間的的正確的的相對位位置，使使工件的的加工精精度下降降。四、工藝藝系統(tǒng)受受力變形形引起的的誤差1.基本本概念圖5-12受受力變變形對工工件精度度的影響響a)車長長軸b)磨磨內(nèi)孔工藝系統(tǒng)統(tǒng)中如果果工件剛剛度相對對于機(jī)床床、刀具具、夾具具來說比比較低，，在切削削力的作作用下，，工件由由于剛性性不足而而引起的的變形對對加工精精度的影影響就比比較大，，其最大大變形量量可按材材料力學(xué)學(xué)有關(guān)公公式估算算。2.工件件剛度外圓車刀刀在加工工表面法法線（y）方向上上的剛度度很大，，其變形形可以忽忽略不計計。鏜直直徑較小小的內(nèi)孔孔，刀桿桿剛度很很差，刀刀桿受力力變形對對孔加工工精度就就有很大大影響。。3.刀具具剛度(1)機(jī)機(jī)床部件件剛度圖5-14車車床部部件靜剛剛度的測測定1—心軸軸2、3、、6—千千分表4—測力力環(huán)5—螺旋旋加力器器4.機(jī)床床部件剛剛度圖5-15車車床刀刀架部件件的剛度度曲線1—加載載曲線2——卸載曲曲線(2)影影響機(jī)床床部件剛剛度的因因素由于零件件表面存存在宏觀觀幾何形形狀誤差差和微觀觀幾何形形狀誤差差，結(jié)合合面的實實際接觸觸面積只只是名義義接觸面面積的一一小部分分(圖圖所示)，在外外力作用用下，實實際接觸觸區(qū)的接接觸應(yīng)力力很大，，產(chǎn)生了了較大的的接觸變變形。1)結(jié)合合面接觸觸變形的的影響圖5-16兩兩零件件結(jié)合面面間的接接觸情況況4.機(jī)床床部件剛剛度2)摩擦擦力的影影響圖5-17摩摩擦力力對機(jī)床床部件剛剛度的影影響4.機(jī)床床部件剛剛度3)低剛剛度零件件的影響響在機(jī)床部部件中，，個別薄薄弱零件件對剛度度的影響響很大。。4)間隙隙的影響響機(jī)床部件件在受力力作用時時，首先先消除零零件間在在受力作作用方向向上的間間隙，這這會使機(jī)機(jī)床部件件產(chǎn)生相相應(yīng)的位位移。4.機(jī)床部件件剛度(1)由于工工藝系統(tǒng)剛度度變化引起的的誤差5.工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度及其對對加工精度的的影響圖5-18車車削外圓圓時工藝系統(tǒng)統(tǒng)受力變形對對加工精度的的影響(2)由于切切削力變化引引起的誤差在加工過程中中，由于工件件的加工余量量發(fā)生變化、、工件材質(zhì)不不均等因素引引起的切削力力變化，使工工藝系統(tǒng)變形形發(fā)生變化，，從而產(chǎn)生加加工誤差。圖5-19毛毛坯形狀狀誤差的復(fù)映映5.工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度及其對對加工精度的的影響(3)由于夾夾緊變形引起起的誤差(4)其他作作用力的影響響除上述因素外外，重力、慣慣性力、傳動動力等也會使使工藝系統(tǒng)的的變形發(fā)生變變化，引起加加工誤差。圖5-21夾夾緊力引引起的加工誤誤差a)夾緊后b)鏜孔孔后c)放松后d)加過渡渡環(huán)后夾緊5.工藝系統(tǒng)統(tǒng)剛度及其對對加工精度的的影響(1)提高工工藝系統(tǒng)剛度度1)提高工件件和刀具的剛剛度2)提高機(jī)床床剛度3)采用合理理的裝夾方式式和加工方式式(2)減小切切削力及其變變化合理地選擇刀刀具材料、增增大前角和主主偏角、對工工件材料進(jìn)行行合理的熱處處理以改善材材料的加工性性能等，都可可使切削力減減小。6.減小工藝藝系統(tǒng)受力變變形的途徑1)切削熱切削熱對工件件加工精度的的影響最為直直接。2)摩擦熱和和能量損耗工藝系統(tǒng)因運運動副(如如齒輪副、軸軸承副、導(dǎo)軌軌副、螺母絲絲杠副、離合合器等)相相對運動所生生摩擦熱和因因動力源(如電動機(jī)、、液壓系統(tǒng)等等)工作時時的能量損耗耗而發(fā)熱。3)派生熱源源工藝系統(tǒng)內(nèi)部部的部分熱量量通過切屑、、切削液、潤潤滑液等帶到到機(jī)床其它部部位，使系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生熱變形形。五、工藝系統(tǒng)統(tǒng)受熱變形引引起的誤差1.工藝系統(tǒng)統(tǒng)的熱源(1)內(nèi)部熱熱源內(nèi)部熱源來自自工藝系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)部，其熱量量主要是以熱熱傳導(dǎo)的形式式傳遞的。(2)外部熱熱源外部熱源來自自工藝系統(tǒng)外外部。1)環(huán)境溫度度以對流傳熱為為主要傳遞形形式的環(huán)境溫溫度的變化(如氣溫的的變化，人造造冷、熱風(fēng)，，地基溫度的的變化等)影影響工藝系統(tǒng)統(tǒng)的受熱均勻勻性，從而影影響工件的加加工精度。2)輻射熱以輻射傳熱為為傳遞形式的的輻射熱(如陽光、燈燈光照明、取取暖設(shè)備、人人體溫度等)因其對工藝藝系統(tǒng)輻射的的單面性或局局部性而使工工藝系統(tǒng)的熱熱變形發(fā)生變變化，從而影影響工件的加加工精度。2.工件熱變變形對加工精精度的影響工件在機(jī)械加加工中所產(chǎn)生生的熱變形，，主要是由切切削熱引起的的。(1)工件件均勻勻受熱熱在加工工像軸軸類等等一些些形狀狀簡單單的工工件時時，如如果工工件處處在相相對比比較穩(wěn)穩(wěn)定的的溫度度場中中，此此時就就認(rèn)為為工件件是均均勻受受熱。。(2)工件件不均均勻受受熱在銑、、刨、、磨平平面時時，工工件單單面受受切削削熱作作用，，上下下表面面之間間形成成溫差差△θ，導(dǎo)致致工件件向上上凸起起，凸凸起部部分被被工具具切去去，加加工完完畢冷冷卻后后，加加工表表面就就產(chǎn)生生了中中凹，，造成成了幾幾何形形狀誤誤差。。3.刀刀具熱熱變形形對加加工精精度的的影響響刀具熱熱變形形的熱熱源主主要是是切削熱熱。圖5-25車車刀刀的熱熱變形形曲線線4.機(jī)機(jī)床熱熱變形形對加加工精精度的的影響響由于圖5-26車車床床的熱熱變形形5.減減小工工藝系系統(tǒng)熱熱變形形的途途徑(1)減少少發(fā)熱熱和隔隔熱(2)改善善散熱熱條件件(3)均衡衡溫度度場(4)改進(jìn)進(jìn)機(jī)床床結(jié)構(gòu)構(gòu)(5)加快快溫度度場的的平衡衡(6)控制制環(huán)境境溫度度沒有外外力作作用而而存在在于零零件內(nèi)內(nèi)部的的應(yīng)力力，稱為為內(nèi)應(yīng)應(yīng)力。。工件上上一旦旦產(chǎn)生生內(nèi)應(yīng)應(yīng)力之之后，，就會會使工工件金金屬處處于一一種高高能位位的不不穩(wěn)定定狀態(tài)態(tài)，它它本能能地要要向低能位位的穩(wěn)穩(wěn)定狀狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化，，并伴伴隨有有變形形發(fā)生生，從從而使使工件件喪失失原有有的加加工精精度。。六、內(nèi)內(nèi)應(yīng)力力重新新分布布引起起的誤誤差1.基基本概概念2.內(nèi)內(nèi)應(yīng)力力的產(chǎn)產(chǎn)生在鑄、、鍛、、焊、、熱處處理等等工序序中由由于工工件壁壁厚不不均、、冷卻卻不均均、金金相組組織的的轉(zhuǎn)變變等原原因，，使工工件產(chǎn)產(chǎn)生內(nèi)內(nèi)應(yīng)力力。(1)熱加加工中中內(nèi)應(yīng)應(yīng)力的的產(chǎn)生生圖5-32鑄鑄件件因內(nèi)內(nèi)應(yīng)力力而引引起的的變形形(2)冷冷校校直直產(chǎn)產(chǎn)生生的的內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力圖5-33校校直直引引起起的的內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力2.內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力的的產(chǎn)產(chǎn)生生3.減減小小內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力變變形形誤誤差差的的途途徑徑(1)改改進(jìn)進(jìn)零零件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在設(shè)設(shè)計計零零件件時時，，盡盡量量做做到到壁壁厚厚均均勻勻，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對對稱稱，，以以減減少少內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力的的產(chǎn)產(chǎn)生生。。(2)增增設(shè)設(shè)消消除除內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力的的熱熱處處理理工工序序鑄件件、、鍛鍛件件、、焊焊接接件件在在進(jìn)進(jìn)入入機(jī)機(jī)械械加加工工之之前前，，應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)行行退退火火、、回回火火等等熱熱處處理理，，加加速速內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力變變形形的的進(jìn)進(jìn)程程；；對對箱箱體體、、床床身身、、主主軸軸等等重重要要零零件件，，在在機(jī)機(jī)械械加加工工工工藝藝中中尚尚需需適適當(dāng)當(dāng)按按排排時時效效處處理理工工序序。。(3)合合理理安安排排工工藝藝過過程程粗加加工工和和精精加加工工宜宜分分階階段段進(jìn)進(jìn)行行，，使使工工件件在在粗粗加加工工后后有有一一定定的的時時間間來來松松弛弛內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力。。1.減減小小原原始始誤誤差差2.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移原原始始誤誤差差3.均均分分原原始始誤誤差差4.均均化化原原始始誤誤差差5.誤誤差差補(bǔ)補(bǔ)償償七、、提提高高加加工工精精度度的的途途徑徑在順順序序加加工工一一批批工工件件中中，，其其大大小小和和方方向向皆皆不不變變的的誤誤差差，，稱稱為為常值值系系統(tǒng)統(tǒng)性性誤誤差差。在順順序序加加工工一一批批工工件件中中，，其其大大小小和和方方向向遵遵循循某某一一規(guī)規(guī)律律變變化化的的誤誤差差，，稱稱為為變值系統(tǒng)統(tǒng)性誤差差。第二節(jié)工工藝藝過程的的統(tǒng)計分分析一、誤差差統(tǒng)計性性質(zhì)的分分類1.正態(tài)態(tài)分布的的基本概概念二、工藝藝過程的的分布圖圖分析(1)正正態(tài)分布布的數(shù)學(xué)學(xué)模型、、特征參參數(shù)和特特殊點圖5-36正正態(tài)分布布曲線的的特殊點點其概率密密度方程程為：該方程有有兩個特特征參數(shù)數(shù)，一為為算術(shù)平平均值x，另一一為均方方根偏差差(標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差)σ：式中xi——工件件尺寸；；n——工件件總數(shù)。。(2)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)正正態(tài)分布布x=0、σσ=1的的正態(tài)分分布稱為為標(biāo)準(zhǔn)正正態(tài)分布布，其概概率密度度可寫為為：(3)工工件尺寸寸在某區(qū)區(qū)間內(nèi)的的概率圖5-38工工件尺尺寸概率率分布生產(chǎn)上感感興趣的的問題往往往不是是工件為為某一尺尺寸的概概率是多多大，而而是加工工工件尺尺寸落在在某一個個區(qū)間(x1≤x≤x2)內(nèi)的的概率是是多大。。2.機(jī)械械制造中中常見的的誤差分分布規(guī)律律圖5-40機(jī)機(jī)械加加工誤差差分布規(guī)規(guī)律a)正正態(tài)分布布b)平頂頂分布c)雙峰分分布d)偏偏態(tài)分布布(1)實實際分布布曲線符符合正態(tài)態(tài)分布，，6σ≤≤T且分分散中心心與公差差帶中心心重合(2)實實際分布布曲線符符合正態(tài)態(tài)分布，，6σ≤≤T，但但分散中中心與公公差帶中中心不重重合(3)實實際分布布曲線符符合正態(tài)態(tài)分布，，6σ＞＞T，且且分散中中心與公公差帶中中心不重重合(4)實際際分布曲線線不符合正正態(tài)分布，，而呈平頂頂分布(5)實際際分布曲線線不符合正正態(tài)分布，，而呈偏態(tài)態(tài)分布(6)雙峰峰或多峰分分布2.機(jī)械制制造中常見見的誤差分分布規(guī)律(1)樣本本容量的確確定(2)樣本本數(shù)據(jù)的測測量(3)異常常數(shù)據(jù)的剔剔除(4)實際際分布圖的的繪制(5)理論論分布圖的的繪制(6)工藝藝過程的分分析3.工藝過過程的分布布圖分析三、工藝過過程的點圖圖分析1.工藝過過程的穩(wěn)定定性工藝過程的的穩(wěn)定性是是指工藝過過程在時間間歷程上保保持工件均均值x和標(biāo)準(zhǔn)差σσ值穩(wěn)定不不變的性能能。圖5-42工藝藝過程穩(wěn)定定性分析圖圖2.點圖的的基本形式式點圖的基本本形式是由由小樣本均均值x的點圖和小小樣本極差差R的點圖聯(lián)合合組成的x、R點圖，如圖圖所示。圖5-43x、R點圖a)x點圖b)R點圖x～N(μ,σ2/n)也也就是說，，樣本均值值x的分散范圍圍為

（μμ±3σ√n）。數(shù)數(shù)理統(tǒng)計計學(xué)已經(jīng)證證明，樣本本極差R近似服從正正態(tài)分布，，即有：(R～N(R，σ2)這這就是是說，樣本本極差R的的分散范圍圍為(R±3σR)。到此，，x-R點圖上的上上、下控制制限的位置置就可以確確定了。3.x、R點圖上、下下控制限的的確定R4.點圖的的正常波動動與異常波波動正常波動與與異常波動動的標(biāo)志正常波波動異常波波動1.沒有點點子超出控控制線2.大部分分點子在中中線上下波波動，小部部分在控制制線附近3.點子沒沒有明顯的的規(guī)律性1.有點子子超出控制制線2.點子密密集在中線線下下附近近3.點子密密集在控制制線附近4.連續(xù)7點以上出出現(xiàn)在中線線一側(cè)5.連續(xù)11點中有有10點出出現(xiàn)在中線線一側(cè)6.連續(xù)14點中有有12點以以上出現(xiàn)在在中線一側(cè)側(cè)7.連續(xù)17點中有有14點以以上出現(xiàn)在在中線一側(cè)側(cè)8.連續(xù)20點中有有16點以以上出現(xiàn)在在中線一側(cè)側(cè)9.點子有有上升或下下降傾向10.點子子有周期性性波動第三節(jié)機(jī)機(jī)械加工工表面質(zhì)量量一、機(jī)械加加工表面質(zhì)質(zhì)量對機(jī)器器使用性能能的影響1.表面質(zhì)質(zhì)量對耐磨磨性的影響響(1)表面面粗糙度對對耐磨性的的影響圖5-44摩擦擦副的磨損損過程圖5-45表面面粗糙度與與初期磨損損量的關(guān)系系(2)表面面冷作硬化化對耐磨性性的影響加工表面的的冷作硬化化，使摩擦擦副表面層層金屬的顯顯微硬度提提高，故一一般可使耐耐磨性提高高。但也不不是冷作硬硬化程度愈愈高耐磨性性就愈高，，這是因為為過分的冷冷作硬化將將引起金屬屬組織過度度疏松，甚甚至出現(xiàn)裂裂紋和表層層金屬的剝剝落，使耐耐磨性下降降。如果表面層層的金相組組織發(fā)生變變化，其表表層硬度相相應(yīng)地也隨隨之發(fā)生變變化，影響響耐磨性。。金屬受交變變載荷作用用后產(chǎn)生的的疲勞破壞壞往往發(fā)生生在零件表表面或表面面冷硬層下下面，因此此零件的表表面質(zhì)量對對疲勞強(qiáng)度度影響較大大。(1)表面面粗糙度對對疲勞強(qiáng)度度的影響(2)殘殘余應(yīng)力、、冷作硬化化對疲勞強(qiáng)強(qiáng)度的影響響2.表面質(zhì)質(zhì)量對疲勞勞強(qiáng)度的影影響3.表面面質(zhì)量對耐耐蝕性的影影響零件的耐蝕蝕性在很大大程度上取取決于表面面粗糙度。。表面粗糙糙度值愈大大，則凹谷谷中聚積腐腐蝕性物質(zhì)質(zhì)就愈多多，抗蝕性性就愈差。。表表面層層的殘余拉拉應(yīng)力會產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力腐腐蝕開裂，，降低零件件的耐蝕性性，而殘余余壓應(yīng)力則則能防止應(yīng)應(yīng)力

腐蝕蝕開裂。4.表面質(zhì)質(zhì)量對配合合質(zhì)量的影影響表面粗糙度度值的大小小將影響配配合表面的的配合質(zhì)量量。對于間間隙配合，，表面粗糙糙度值大會會使磨損加大，間隙隙增大，破破壞了要求求的配合性性質(zhì)。對于于過盈配合合，裝配過過程中一部部分表面凸凸峰被擠平平，實際過盈量量減小，降降低了配合合件間的聯(lián)聯(lián)接強(qiáng)度。。二、影響表1.切削加加工影響表表面粗糙度度的因素(1)刀具具幾何形狀狀的復(fù)映刀具相對于于工件作進(jìn)進(jìn)給運動時時，在加工工表面留下下了切削層層殘留面積積，其形狀狀是刀具幾幾何形狀的的復(fù)映。圖5-46車削削時工件表表面的殘留留面積切削加工后后表面粗糙糙度的實際際輪廓之所所以與純幾幾何因素所所形成的理理論輪廓有有較大的差差異，主要要是由于切切削過程塑塑性變形的的影響。(2)工件件材料的性性質(zhì)(3)切削削用量切削速度對對表面粗糙糙度的影響響很大。加加工塑性材材料時，若若切削速度度處在產(chǎn)生生積屑瘤和和鱗刺的范范圍內(nèi)，加加工表面將將很粗糙。。圖5-47加工工塑性材料料時切削速速度對表面面粗糙度的的影響2.磨削加加工影響表表面粗糙度度的因素(1)砂輪輪的粒度(2)砂輪輪的硬度(3)砂(4)磨削速度(5)磨削徑向進(jìn)給量與光磨次數(shù)(6)工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量(7)冷卻潤滑液(1)冷作作硬化及其其評定參數(shù)數(shù)機(jī)械加工過過程中因切切削力作用用產(chǎn)生的塑塑性變形，，使晶格扭扭曲、畸變變，晶粒間間產(chǎn)生剪切切滑移，晶晶粒被拉長長和纖維化化，甚至破破碎，這些些都會使表表面層金屬屬的硬度和和強(qiáng)度提高高，這種現(xiàn)現(xiàn)象稱為冷冷作硬化(或稱為強(qiáng)強(qiáng)化)。(2)影響冷冷作硬化的主主要因素1)刀具的影影響2)切削用量量的影響3)加工材料料的影響三、影響加工工表面層物理理力學(xué)性能的的因素1.表面層冷冷作硬化2.表面層層材料金相組組織變化(1)磨削燒燒傷當(dāng)被磨工件表表面層溫度達(dá)達(dá)到相變溫度度以上時，表表層金屬發(fā)生生金相組織的的變化，使表表層金屬強(qiáng)度度、硬度降低低，并伴隨有有殘余應(yīng)力產(chǎn)產(chǎn)生，甚至出出現(xiàn)微觀裂紋紋，這種現(xiàn)象象稱為磨削燒燒傷。1)回火燒傷傷2)淬火燒傷傷3)退火燒傷傷(2)改善磨磨削燒傷的途途徑磨削熱是造成成磨削燒傷的的根源，故改改善磨削燒傷傷有兩個途徑徑：一是盡可可能地減少磨磨削熱的產(chǎn)生生；二是改善善冷卻條件，，盡量使產(chǎn)生生的熱量少傳傳入工件。1)正確選擇擇砂輪2)合理選擇擇磨削用量3)改善冷卻卻條件2.表面層層材料金相組組織變化3.表面層殘殘余應(yīng)力1)切削時在在加工表面金金屬層內(nèi)有塑塑性變形發(fā)生生，使表層金金屬的比體積積加大，由于于塑性變形只只在表層金屬屬中產(chǎn)生，而而表層金屬比比體積增大，，體積膨脹，，不可避免地地要受到與它它相連的里層層金屬的阻止止，因此就在在表面金屬層層產(chǎn)生了殘余余壓應(yīng)力，而而在里層金屬屬中產(chǎn)生殘余余拉應(yīng)力。(1)產(chǎn)生殘殘余應(yīng)力的原原因2)切削加工工中，切削區(qū)區(qū)會有大量的的切削熱產(chǎn)生生圖5-49由由于切削削熱在表層金金屬產(chǎn)生殘余余拉應(yīng)力的分分析圖(1)產(chǎn)生殘殘余應(yīng)力的原原因3)不同的金金相組織具有有不同的密度度(ρ馬氏體=7.75t/m3，ρ奧氏體=7.96t/m3，ρ鐵素體=7.88t/m3，ρ珠光體=7.78t/m3)，亦即具有有不同的比體體積。(1)產(chǎn)生殘殘余應(yīng)力的原原因(2)零件主主要工作表面面最終工序加加工方法的選選擇選擇零件主要要工作表面最最終工序加工工方法，須考考慮該零件主主要工作表面面的具體工作作條件和可能能的破壞形式式。在交變載荷作作用下，機(jī)器器零件表面上上的局部微觀觀裂紋，會因因拉應(yīng)力的作作用使原生裂裂紋擴(kuò)大，最最后導(dǎo)致零件件斷裂。從提提高零件抵抗抗疲勞破壞的的角度考慮，，該表面最終終工序應(yīng)選擇擇能在該表面面產(chǎn)生殘余壓壓應(yīng)力的加工工方法。1.機(jī)械加工工過程中的強(qiáng)強(qiáng)迫振動機(jī)械加工中的的強(qiáng)迫振動與與一般機(jī)械中中的強(qiáng)迫振動動沒有什么區(qū)區(qū)別，強(qiáng)迫振振動的頻率與與干擾力的頻率相同或是是它的倍數(shù)。。強(qiáng)迫振動的的振源有來自自機(jī)床內(nèi)部的的機(jī)內(nèi)振源和和來自機(jī)床外外部的機(jī)外振振源兩大類。。第四節(jié)機(jī)械械加工過程中中的振動一、機(jī)械加工工過程中的強(qiáng)強(qiáng)迫振動2.機(jī)械加工工過程中強(qiáng)迫迫振源的查找找方法圖5-50振振動信號號的時間歷程程圖和頻譜圖圖第一步可對在在加工現(xiàn)場拾拾取的振動信信號(見圖圖a)進(jìn)行行頻譜分析，，以確定強(qiáng)迫迫振動的頻率率成分(如圖圖b中的f1、f2)；第二步對對機(jī)床加工中中所有可能出出現(xiàn)的強(qiáng)迫振振源頻率進(jìn)行行估算，列出出振源頻率數(shù)數(shù)據(jù)表備查；；第三步將經(jīng)經(jīng)過頻譜分析析得到的強(qiáng)迫迫振動的頻率率與振源頻率率數(shù)據(jù)表進(jìn)行行比較，找出出產(chǎn)生強(qiáng)迫振振動的振源；；第四步通過過試驗來驗證證上面所找的的振源是否正正確。1)機(jī)械加工工中的自激振振動是在沒有有周期性外力力(相對于于切削過程而而言)干擾擾下所產(chǎn)生的的振動運動，，這一點與強(qiáng)強(qiáng)迫振動有原原則區(qū)別。2)自激振振動的頻率接接近于系統(tǒng)的的某一固有頻頻率，或者說說，顫振頻率率取決于振動動系統(tǒng)的固有有特性。這一一點與強(qiáng)迫振振動根本不同同，強(qiáng)迫振動動的頻率取決決于外界干擾擾力的頻率。。3)自由由振動受阻尼尼作用將迅速速衰減，而自自激振動卻不不因有阻尼存存在而衰減為為零。二、機(jī)械加工工過程中的自自激振動(顫振)1.機(jī)械加工工過程中的自自激振動2.機(jī)械加工工過程中產(chǎn)生生自激振動