第五章 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制

1、123 尺寸精度形狀精度位置精度（通常形狀誤差限制在位置公差內(nèi)，位置公差限制在尺寸公差內(nèi)）加工精度加工精度 加工誤差：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離程度，偏離程度越小精度越高。 加工精度：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)接近程度。4 表面粗糙度波度紋理方向傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）表層加工硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力表面幾何形狀精度表面幾何形狀精度物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能 5 機(jī)械加工表面質(zhì)量： 零件幾何形狀誤差、波度、表面粗糙度 a）波度 b）表面粗糙度 圖5-1 零件加工表面的粗糙度與波度RZHRZ6Ra（m）初始磨損量重載荷輕載荷圖5-2 表面粗糙度與初始磨損量表面粗

2、糙度值 耐疲勞性適當(dāng)硬化可提高耐疲勞性表面粗糙度值耐蝕性表面壓應(yīng)力：有利于提高耐蝕性表面粗糙度值 配合質(zhì)量表面粗糙度值耐磨性，但有一定限度（圖5-2）紋理形式與方向：圓弧狀、凹坑狀較好適當(dāng)硬化可提高耐磨性7 引起加工誤差的根本原因是工藝系統(tǒng)存在著誤差，將工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。原始誤差與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差(幾何誤差)與工藝過(guò)程有關(guān)的原始誤差(動(dòng)誤差)原理誤差定位誤差調(diào)整誤差刀具誤差?yuàn)A具誤差機(jī)床誤差工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損測(cè)量誤差工件殘余應(yīng)力引起的變形工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下的誤差工件相對(duì)于刀具運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差傳動(dòng)誤差8RY

3、RRR =X202YYRR（4-1）XRX （4-2）顯然：XYRR 圖5-3 誤差敏感方向YR0Xa）YR0Xb）9 加工精度獲得的方法： （1）獲的尺寸精度的方法 1）試切法加工、測(cè)量、再加工、再測(cè)量 2）調(diào)整法 將刀具的位置調(diào)整好，加工過(guò)程中保持位置不變。 3）尺寸刀具法 零件的尺寸由刀具的尺寸決定。 4）自動(dòng)控制法（2）獲的形狀精度的方法 1）成形運(yùn)動(dòng)法 a.軌跡法；b.成形刀具法；c.展成法 2）非成形運(yùn)動(dòng)法 （2）獲的位置精度的方法 1）一次裝夾法 2）多次裝夾法 3）非成形運(yùn)動(dòng)法 1011加工原理誤差是指采用了近似的成型運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。 S 步進(jìn)量 R

4、球頭刀半徑； h 允許的殘留高度。例例2：用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開(kāi)線齒輪例例1：在數(shù)控銑床上采用球頭刀銑削復(fù)雜形面零件(圖5-4)SRh圖5-4 空間曲面數(shù)控加工12a）b）圖5-5 試切法與調(diào)整法13L0.056F710F7k620H 7g 6YZ圖5-6 鉆徑向孔的夾具通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的1/3。1）定位誤差；2）刀具導(dǎo)向（對(duì)刀）誤差；3）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；14圖圖5-7 成型刀具加工齒輪成型刀具加工齒輪15 16b）端面圓跳動(dòng)a）徑向圓跳動(dòng)c）傾角擺動(dòng)圖5-8 主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式17主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響 主軸徑向圓跳動(dòng)

5、對(duì)加工精度的影響（鏜孔）考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為2e。則刀尖的坐標(biāo)值為：e圖5-9 徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響式中 R 刀尖回轉(zhuǎn)半徑； 主軸轉(zhuǎn)角。() cossinXReYR（4-4） 顯然，式（4-4）為一橢圓。18結(jié)論：結(jié)論：主軸徑向跳動(dòng)影響加工表面的圓度誤差 主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（車外圓）影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素圖圖5-10 影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素19AB影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素內(nèi)外滾道圓度誤差、滾動(dòng)體形狀及尺寸誤差圖5-11 軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動(dòng)滑動(dòng)軸承圖5-12 軸承孔不圓引起

6、鏜床主軸徑向跳動(dòng)滾動(dòng)軸承20推力軸承滾道端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差（圖5-13）其他因素軸承孔、軸徑圓度誤差；軸承孔同軸度誤差；軸肩、隔套端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；裝配質(zhì)量等a） b）0圖5-13 止推軸承端面誤差對(duì)主軸軸向竄動(dòng)的影響主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響主軸傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響21導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的偏差包括：導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度，前后導(dǎo)軌平行度（扭曲），導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度（或垂直度）等。導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對(duì)加工精度的影響X圖5-14 導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差HRDBXYHRHB（5-5） 22影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精

7、度的主要因素23圖5-15 成形運(yùn)動(dòng)間位置誤差對(duì)外圓和端面車削的影響fZzzc）HyR0fXZLfdDdxa）b）24dcdc cos圖圖5-1625圖圖5-17端銑刀對(duì)稱銑削時(shí)的平面度誤差端銑刀對(duì)稱銑削時(shí)的平面度誤差bf26機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響圖5-18 齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈z7 = z8 = 16z1 = 64zn = 96z5 = z6 = 23z3 = z4 = 23bz2 = 16zn-1 = 1icefacd111sinnnjjjnjjjjkktk （5-1） 以齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈為例：式中 n 傳動(dòng)鏈末端元件轉(zhuǎn)角誤差； kj 第j 個(gè)傳動(dòng)元件的誤差傳遞系數(shù)，表明第j個(gè)傳動(dòng)元件對(duì)末端

8、元件轉(zhuǎn)角誤差影響程度，其數(shù)值等于該元件至末端元件的傳動(dòng)比； n 傳動(dòng)鏈末端元件角速度； j 第j 個(gè)傳動(dòng)元件轉(zhuǎn)角誤差的初相角。27圖5-19 傳動(dòng)鏈誤差的頻譜分析a)nA1A2Aib)（頻率）A（幅值）12i提高傳動(dòng)精度措施 28提高傳動(dòng)精度措施 2930工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比式中 k工藝系統(tǒng)剛度； F工藝系統(tǒng)受的力； X 工藝系統(tǒng)在力的方向上的位移。XFk圖圖5-21 車削加工車削加工3111111jcjjdgkkkkk（5-2）式中 k 工藝系統(tǒng)剛度； kjc 機(jī)床剛度； kjj 夾具剛度； kd 刀具剛度； kg 工件剛度。工藝系統(tǒng)受力變形等于工藝系統(tǒng)各組成部分受力變形之迭加。由此

9、可導(dǎo)出工藝系統(tǒng)剛度與工藝系統(tǒng)各組成部分剛度之間的關(guān)系：32機(jī)床變形引起的加工誤差式中 Xjc 機(jī)床總變形； Fp 吃刀抗力； ktj 機(jī)床前頂尖處剛度； kwz 機(jī)床后頂尖處剛度； kdj 機(jī)床刀架剛度； L 工件全長(zhǎng)； Z 刀尖至工件左端距離。22111jcptjwzdjLZZXFkLkLk（5-3）圖5-22 變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律XtjXwzXdjXFpAABBCCZLFAFBXz33圖5-23 機(jī)床受力變形引起的加工誤差（5-4）223pgFLZZXE JL工件變形引起的加工誤差式中 Xg 工件變形； E 工件材料彈性模量； J 工件截面慣性矩； Fp，L，Z 含義同前。圖5-24 工件

10、受力變形引起的加工誤差3422221113ptjwzdjLZZLZZXFkLkLkE J（5-5）機(jī)床變形和工件變形共同引起的加工誤差工藝系統(tǒng)剛度222211113ptjwzdjFkXLZZLZZkLkLkE J（5-6）35式中 g 工件圓度誤差； m 毛坯圓度誤差； k 工藝系統(tǒng)剛度； 誤差復(fù)映系數(shù)。 1212121gppppmCFFaakk （5-7）圖5-25 誤差復(fù)映現(xiàn)象ap11ap22毛坯外形工件外形由于工藝系統(tǒng)受力變形，使毛坯誤差部分反映到工件上，此種現(xiàn)象稱為“誤差復(fù)映”36機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常小于1。可通過(guò)多次走刀，消除誤差復(fù)映的影響。123n （5-9）誤差復(fù)映程度可

11、用誤差復(fù)映系數(shù)來(lái)表示，誤差復(fù)映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比。由式（4-13）可得：kCmg（5-8）37夾緊力影響a） b）圖5-26 薄壁套夾緊變形圖5-27 薄壁工件磨削【例1】薄壁套夾緊變形 解決：加開(kāi)口套【例2】薄壁工件磨削 解決：加橡皮墊38圖5-28 龍門銑橫梁變形【例】龍門銑橫梁圖5-29 龍門銑橫梁變形轉(zhuǎn)移圖5-30 龍門銑橫梁變形補(bǔ)償重力影響 解決1：重量轉(zhuǎn)移 解決2：變形補(bǔ)償39傳動(dòng)力與慣性力影響圖5-31 傳動(dòng)力對(duì)加工精度的影響zlRXYFpFcFcdFcdxra）OOr0XYFpAFcdrcd=Fcd / kcOFcFc / kcFp / kcb）O40圖5-32 車床刀架變形

12、曲線X（m）10203040500123F（KN）v 非線形關(guān)系，不完全是彈性變形v 加載和卸載曲線不重合，所圍面積表示克服摩擦和接觸塑性變形所作功v 存在殘余變形，反復(fù)加載卸載后殘余變形0v 機(jī)床部件剛度比按實(shí)體估算值小許多，表明其變形受多種因素影響41式中 c, m與接觸面材料、表面 狀況有關(guān)的系數(shù)和指數(shù)； p 表面壓強(qiáng)。mXc p （5-10）圖5-32 接觸變形曲線xOpppxx42v合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀v提高連接表面接觸剛度（表面粗糙度，改進(jìn)接觸質(zhì)量，予加載荷） v采用輔助支承（中心架，跟刀架，鏜桿支承等）圖5-34 支座零件不同安裝方法圖5-33 轉(zhuǎn)塔車床導(dǎo)向桿v采用合理裝

13、夾和加工方式43v 溫度場(chǎng)工藝系統(tǒng)各部分溫度分布v 熱平衡單位時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等，系統(tǒng)各部分溫度保持在一相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值上v溫 度場(chǎng)與熱平衡研究目前以實(shí)驗(yàn)研究為主工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱44v 體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長(zhǎng)v 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度場(chǎng)和變形不均勻，對(duì)加工精度影響顯著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 / h0 1 2 3 450150100200位移 /m20406080溫升 / YX前軸承溫升圖5-35 車床受熱變形a） 車床受熱變形形態(tài)b） 溫升與變形曲線（圖5-35）45v 立銑（圖a）圖5-36 立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形a）銑床

14、受熱變形形態(tài)b）外圓磨床受熱變形形態(tài)c）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)v 外圓磨（圖b）v 導(dǎo)軌磨（圖c）（圖5-36）46圓柱類工件熱變形 5級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng)5m，可見(jiàn)熱變形的嚴(yán)重性531.1 1040014.410()4.4()LLtmmm式中 L， D 長(zhǎng)度和直徑熱變形量； L，D 工件原有長(zhǎng)度和直徑； 工件材料線膨脹系數(shù)； t 溫升。LLt（5-11）DDt（5-12）47式中 X 變形撓度； L，S 工件原有長(zhǎng)度和厚度； 工件材料線膨脹系數(shù)； t 溫升。28LtXS（5-13）板類工件單面加工時(shí)的熱變形（圖5-37）圖5-37 平面加工熱變形X/ 4LS221.120003886000.02

15、2 ()LtXSmm此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求結(jié)果結(jié)果：加工時(shí)上表面升溫，工件向上拱起，磨削時(shí)將中凸部分磨平，冷卻后工件下凹。例例：高600mm，長(zhǎng)2000mm的床身，若上表面溫升為3，則變形量為：48特點(diǎn)變形曲線（圖5-38）max1ce（5-14）式中 熱伸長(zhǎng)量； max 達(dá)到熱平衡熱伸長(zhǎng)量； 切削時(shí)間； c 時(shí)間常數(shù)（熱伸長(zhǎng)量為熱平衡熱伸長(zhǎng)量約63%的時(shí)間，常取34分鐘）。(min)圖5-38 車刀熱變形曲線連續(xù)切削升溫曲線冷卻曲線間斷切削升溫曲線（m）maxb0c0.63max49例例1：磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹解決解決：導(dǎo)軌下加回油槽圖5-39 平面磨床補(bǔ)償油溝例例2：

16、立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決解決：采用熱空氣加熱立柱后壁（圖5-40）。圖5-40 均衡立柱前后壁溫度場(chǎng)v 減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開(kāi)。v 充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。v 隔離熱源。5051圖圖5-41 鑄造產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力鑄造產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力圖圖5-42 冷校直產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力冷校直產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力5253在順序加工一批工件中，其大小和方向均不改變，或按一定規(guī)律變化的加工誤差。常值系統(tǒng)誤差其大小和方向均不改變。如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，工藝系統(tǒng)在均勻切削力作用下的受力變形，調(diào)整誤差，機(jī)床、夾具、量具的磨損等因素引起的加工誤差。變值系統(tǒng)誤差誤差大小和方向按一定規(guī)律變化。如機(jī)床、夾具、刀具在熱平衡前的

17、熱變形，刀具磨損等因素引起的加工誤差。加工誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差常值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差54在順序加工一批工件中，其大小和方向隨機(jī)變化的加工誤差。 隨機(jī)誤差是工藝系統(tǒng)中大量隨機(jī)因素共同作用而引起的。 隨機(jī)誤差服從統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。 如毛坯余量或硬度不均，引起切削力的隨機(jī)變化而造成的加工誤差；定位誤差；夾緊誤差；殘余應(yīng)力引起的變形等。運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理和方法，根據(jù)被測(cè)質(zhì)量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行分析和控制。55正態(tài)分布 式中和分別為 正態(tài)分布隨機(jī)變量總體平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。平均值=0，標(biāo)準(zhǔn)差=1的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，記為： x N ( 0, 1 )（5-15）2121,02xyex yF（z）圖5

18、-43 正態(tài)分布曲線( z = 0 )x(z)0z-+562121( )2xxF xedx（5-16）221( )02zzF zed zxz令：將 z 代入上式，有：則利用上式，可將非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布進(jìn)行計(jì)算（圖5-44）。稱 z 為標(biāo)準(zhǔn)化變量yF（z）圖5-44 正態(tài)分布曲線( z = 0 )x(z)0z-+57非正態(tài)分布 xy0a）雙峰分布雙峰分布：兩次調(diào)整下加工的工件或兩臺(tái)機(jī)床加工的工件混在一起（圖5-45a） xy0b）平頂分布xy0c）偏向分布平頂分布：工件瞬時(shí)尺寸分布呈正態(tài)，其算術(shù)平均值近似成線性變化（如刀具和砂輪均勻磨損）（圖5-45b）偏向分布：如工藝系統(tǒng)存在顯著

19、的熱變形，或試切法加工孔時(shí)寧小勿大，加工外圓時(shí)寧大勿小（圖5-45c）圖5-45 幾種非正態(tài)分布 581）采集數(shù)據(jù) 樣本容量通常取 n = 502002）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值 按教材134頁(yè)表5-2初選分組數(shù) k； 確定組距 d： 取整，dd 確定分組數(shù) k：maxmin11xxRdkk 確定各組組界、組中值 統(tǒng)計(jì)各組頻數(shù)1Rkd(5-17)(5-18)59圖5-46 直方圖-14.5-8.55-3.5x y （頻數(shù)）（偏差值）（平均偏差）-15-10-5（公差帶中心）（公差帶下限）（公差帶上限）3）計(jì)算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差:4）畫直方圖（圖5-46）11niixxn（5-19）211

20、1niisxxn（5-20）60判斷加工性質(zhì)確定工序能力 3626PPKCPTUTLCTUTLC （5-21）（5-22）（5-23）工序能力 工序能力系數(shù) 61y圖5-47 工藝能力系數(shù)符號(hào)含義x033公差帶TTUTL3626PPKCPTUTLCTUTLC 62 工序能力系數(shù) 工序等級(jí) 說(shuō) 明 CP1.67 特級(jí) 工序能力過(guò)高1.67 CP 1.33 一級(jí) 工序能力足夠1.33 CP 1.00 二級(jí) 工序能力勉強(qiáng)1.00 CP 0.67 三級(jí) 工序能力不足 0.67 CP 四級(jí) 工序能力很差表5-2 工序能力等級(jí)CP 表示工藝過(guò)程本身的能力，而工藝能力系數(shù) CPK 則表示過(guò)程滿足技術(shù)要求的能

21、力，實(shí)際上是“過(guò)程能力”與“管理能力”的綜合6301234567樣組序號(hào)b）工件尺寸公差帶T控制限圖5-48 單值點(diǎn)圖工件序號(hào)c）AABOOB工件尺寸工件尺寸工件序號(hào)a差帶T控制限64工藝過(guò)程穩(wěn)定性 點(diǎn)子正常波動(dòng)工藝過(guò)程穩(wěn)定；點(diǎn)子異常波動(dòng)工藝過(guò)程不穩(wěn)定圖5-49 圖xRR 圖UR=19.67R=8.900510樣組序號(hào)1520LR=00510樣組序號(hào)1520 x 圖LCL=11.57UCL=21.89CL=16.73穩(wěn)定性判別沒(méi)有點(diǎn)子超出控制限大部分點(diǎn)子在中心線上下波動(dòng)，小部分點(diǎn)子靠近控制限點(diǎn)子變化沒(méi)有明顯規(guī)律性（如上升、下降傾向，或周期性波動(dòng)）v 同時(shí)滿足為穩(wěn)定xR

22、xxRxx6566 由于鈍圓半徑的存在，刀具不能把切削層全部切下來(lái)，而留下一薄層。圖圖5-50 以加工表面形成過(guò)程以加工表面形成過(guò)程67maxcotcotrrkkfR圖5-51 車削時(shí)殘留面積的高度,rrrkkf刀尖圓弧半徑主偏角副偏角進(jìn)給量frRmaxvfrb）Rmaxfa）vfrrrfR82max68圖5-52 切削45鋼時(shí)切削速度與粗糙度關(guān)系100120v（m/min）020406080140表面粗糙度Rz（m）481216202428收縮系數(shù)Ks1.52.02.53.0積屑瘤高度 h（m） 0200400600hKsRz69v 砂輪速度v，Rav 工件速度vw，Ra v 砂輪縱向進(jìn)給f

23、，Ra v 磨削深度ap，Ra 圖5-53 磨削用量對(duì)表面粗糙度的影響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(m)0304050600.51.0a）ap(mm)00.010.40.8Ra(m)00.20.60.020.030.04b） 圖5-53 光磨次數(shù)-Ra關(guān)系Ra(m)01020300.020.040.06光磨次數(shù)粗粒度砂輪(WA60KV)細(xì)粒度砂輪(WA/GCW14KB)v光磨次數(shù)，Ra70v 砂輪粒度，Ra；但要適量v

24、砂輪硬度適中， Ra ；常取中軟v 砂輪組織適中，Ra ；常取中等組織v 采用超硬砂輪材料，Ra v 砂輪精細(xì)修整， Ra v 工件材料v 冷卻潤(rùn)滑液等71刀具的影響 0，冷硬程度下降 后刀面磨損影響顯著（圖4-65）刃口鈍圓半徑越小，硬化層越 小00.20.40.60.81.0磨損寬度VB(mm)100180260340硬度(HV)50鋼，v = 40(m/min) f = 0.120.2(mm/z)圖5-54 后刀面磨損對(duì)冷硬影響工件材料的影響圖4-64 f 和 v 對(duì)冷硬的影響硬度(HV)0f (mm /r)0.20.40.60.8v =170(m/min)135(m/min)100(m

25、/min )50(m/min)100200300400工件材料：45切削用量的影響72刀具工件材料圖5-56 f 對(duì)殘余應(yīng)力的影響工件：45，切削條件：vc=86m/min，ap=2mm，不加切削液 殘余應(yīng)力(Gpa)0.2000.2001 00200300400距離表面深度(m) f =0.40mm/r f =0.25mm/r f =0.12mm/r圖5-55 vc 對(duì)殘余應(yīng)力的影響0=5,0=5,r=75,r=0.8mm,工件：45切削條件：ap=0.3mm, f=0.05mm/r, 不加切削液050100150200距離表面深度(m)殘余應(yīng)力(Gpa)-0.2000.20vc =213m

26、/minvc =86m/minvc =7.7m/min切削用量73磨削用量砂輪工件材料圖5-57 磨削深度對(duì)冷硬的影響ap(mm)硬度(HV)00.253003504505004000.500.75普通磨削高速磨削74工件表層溫度達(dá)到或超過(guò)金屬材料相變溫度時(shí)，表層金相組織、顯微硬度發(fā)生變化，并伴隨殘余應(yīng)力產(chǎn)生，同時(shí)出現(xiàn)彩色氧化膜磨削表面殘余拉應(yīng)力達(dá)到材料強(qiáng)度極限，在表層或表面層下產(chǎn)生微裂紋。裂紋方向常與磨削方向垂直或呈網(wǎng)狀，常與燒傷同時(shí)出現(xiàn) 圖5-58 帶空氣擋板冷卻噴嘴75圖5-60 滾壓加工原理圖圖5-59 珠丸擠壓引起殘余應(yīng)力 壓縮拉伸塑性變形區(qū)域7677v 影響加工表面粗糙度，振動(dòng)頻率

27、較低時(shí)會(huì)產(chǎn)生波度v 影響生產(chǎn)效率 v 加速刀具磨損，易引起崩刃v 影響機(jī)床、夾具的使用壽命v 產(chǎn)生噪聲污染，危害操作者健康v 工藝系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)僅靠彈性恢復(fù)力來(lái)維持的振動(dòng)稱為自由振動(dòng)。v 由于系統(tǒng)中總存在由阻尼，自由振動(dòng)將逐漸衰弱，對(duì)加工影響不大。自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)自激振動(dòng)78v 由外界周期性的干擾力（激振力）作用引起v 強(qiáng)迫振動(dòng)振源：機(jī)外機(jī)內(nèi)。機(jī)外振源均通過(guò)地基把振動(dòng)傳給機(jī)床。機(jī)內(nèi)： 1）回轉(zhuǎn)零部件質(zhì)量的不平衡 2）機(jī)床傳動(dòng)件的制造誤差和缺陷 3）切削過(guò)程中的沖擊v 頻率特征：與干擾力的頻率相同，或是干擾力頻率整倍數(shù)v 幅值特征：與干擾力幅值、工藝系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性有關(guān)。當(dāng)干擾力頻率接近