第14-15講第四章_機(jī)械加工表面質(zhì)量ppt課件

1、第四章 機(jī)械加工外表質(zhì)量機(jī)械制造工藝學(xué)1 4-4 機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng) 4-3 影響外表層力學(xué)物理性能的工藝要素4-2 影響外表粗糙度的工藝要素4-1 加工外表質(zhì)量對(duì)運(yùn)用性能的影響主要內(nèi)容2 任何機(jī)械加工所得到的零件外表實(shí)踐上都不是完全理想的外表，實(shí)際闡明，機(jī)械零件的破壞普通總是從外表層開場(chǎng)的。這闡明零件的外表質(zhì)量是至關(guān)重要的它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。 研討加工外表質(zhì)量的目的，就是要掌握機(jī)械加工的各種工藝要素對(duì)加工外表質(zhì)量影響的規(guī)律，以便運(yùn)用這些規(guī)律控制加工過(guò)程最終到達(dá)提高加工外表質(zhì)量、提高產(chǎn)品運(yùn)用性能的目的。第四章 機(jī)械加工外表質(zhì)量 34-1 加工外表質(zhì)量對(duì)運(yùn)用性能的影響 一、加工外表質(zhì)量的

2、概念加工外表質(zhì)量外表物理力學(xué)性能的變化外表微觀幾何外形特征外表粗糙度外表波度外表層冷作硬化外表層剩余應(yīng)力外表層金相組織的變化外表波度紋理方向傷痕4 a波度 b外表粗糙度 零件加工外表的粗糙度與波度RZHRZ 1、外表的幾何外形誤差 外表粗糙度：加工外表的微觀幾何誤差，波長(zhǎng)與波高比值小于50 微觀幾何外形誤差：Ra-外表輪廓算術(shù)平均偏向；Rz-微觀不平點(diǎn)高度。外表波度：加工外表不平度波長(zhǎng)與波高比值在501000的幾何外形誤差宏觀幾何外形誤差：圓度誤差、圓柱度誤差) 紋理方向：外表刀紋的方向圖4-2傷痕：加工外表個(gè)別位置出現(xiàn)的缺陷 一、加工外表質(zhì)量的概念5幾何外形誤差刀紋方向 一、加工外表質(zhì)量的概

3、念6 2、表層金屬的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能。外表層金屬的冷作硬化普通加工：0.050.30mm滾壓加工：幾個(gè)毫米外表層的剩余應(yīng)力切削力和切削熱綜協(xié)作用下，外表層金屬晶格會(huì)發(fā)生不同程度的塑形變形或產(chǎn)生金相組織的變化，使表層金屬產(chǎn)生剩余應(yīng)力。外表層金相組織的變化切削熱引起 一、加工外表質(zhì)量的概念7二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響1外表質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響1外表粗糙度對(duì)零件耐磨性的影響 外表粗糙度太大和太小都不耐磨。如下圖。8外表粗糙度太大，接觸外表的實(shí)踐壓強(qiáng)增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加劇；外表粗糙度太小，也會(huì)導(dǎo)致磨損加劇。由于外表太光滑，存不住光滑油，接觸面間不易構(gòu)成油膜，

4、容易呵斥干摩擦而加劇磨損；外表粗糙度太小，接觸面間容易發(fā)生分子粘接，機(jī)械咬協(xié)作用增大。外表粗糙度的最正確值與機(jī)器零件的任務(wù)情況有關(guān)，載荷加大時(shí)，磨損曲線向上、向右挪動(dòng)，最正確外表粗糙度值也隨之右移。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響92紋理對(duì)耐磨性的影響紋理有效接觸面積，光滑液的存留 圓弧狀，凹坑狀耐磨性好；尖峰狀耐磨性差。刀紋方向與運(yùn)動(dòng)方向一樣耐磨性好；垂直時(shí)耐磨性差。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響103外表層的冷作硬化對(duì)零件耐磨性的影響 加工外表的冷作硬化，普通能提高零件的耐磨性。由于它使摩擦副外表層金屬的顯微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。 并非冷作硬化程度

5、越高，耐磨性就越高。這是由于過(guò)分的冷作硬化，將引起金屬組織過(guò)度“疏松，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中能夠會(huì)產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間構(gòu)成小顆粒，使零件加速磨損。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響112外表質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響1外表粗糙度對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 外表粗糙度越大，抗疲勞破壞的才干越差。 對(duì)接受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，外表粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。 外表粗糙度值越小，外表缺陷越少，工件耐疲勞性越好；反之，加工外表越粗糙，外表的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的才干越差。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響122外表層冷作硬化與剩余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

6、適度的外表層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。 剩余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分，剩余拉應(yīng)力容易使已加工外表產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低疲勞強(qiáng)度。 剩余壓應(yīng)力那么可以部分地抵消任務(wù)載荷施加的拉應(yīng)力，延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而提高零件的疲勞強(qiáng)度。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響133外表質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響1外表粗糙度對(duì)零件耐腐蝕性能的影響 零件外表越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，浸透與腐蝕作用越劇烈。 因此減小零件外表粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。2外表剩余應(yīng)力對(duì)零件耐腐蝕性能的影響 零件外表剩余壓應(yīng)力使零件外表嚴(yán)密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可加強(qiáng)零件的耐腐蝕性，而外表剩余拉應(yīng)力那么降低零件耐

7、腐蝕性。二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響141外表粗糙度對(duì)零件配合精度的影響 外表粗糙度較大，那么降低了配合精度。2外表剩余應(yīng)力對(duì)零件任務(wù)精度的影響 外表層有較大的剩余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。 外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能還有其它方面的影響：如減小外表粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和丈量精度；對(duì)滑動(dòng)零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。4.外表質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響二、外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響15外表質(zhì)量對(duì)零件運(yùn)用性能的影響小結(jié)：零件外表質(zhì)量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響對(duì)耐磨性影響對(duì)耐腐蝕性能的影響對(duì)任務(wù)精度的影響適度冷硬、剩余壓應(yīng)力能提高

8、疲勞強(qiáng)度粗糙度越大、配合精度降低剩余應(yīng)力越大，加工精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應(yīng)力提高耐腐蝕性，拉應(yīng)力反之那么降低耐腐蝕性164-2 影響加工外表粗糙度的工藝要素及其改善措施一、切削加工外表粗糙度 切削加工后外表粗糙度的值主要取決于切削殘留面積的高度，影響殘留面積高度的要素有：刀尖圓弧半徑r，主偏角kr、副偏角kr，進(jìn)給量f。如下圖1、刀尖的幾何要素的影響17.圖: 實(shí)際外表粗糙度 一、切削加工外表粗糙度18. 如右上圖所示，由國(guó)家規(guī)范規(guī)定的外表粗糙度定義，輪廓的算術(shù)平均偏向： 陰影部分面積 / 丈量長(zhǎng)度同理，如右以下圖所示，取丈量長(zhǎng)度為f的一段工件廓，那么實(shí)際外表粗糙度為： 陰影部分面

9、積 / 丈量長(zhǎng)度=一、切削加工外表粗糙度19. 而三角形底邊長(zhǎng)度 即： 那么 而工件外圓的輪廓的算術(shù)平均偏向?qū)嶋H外表粗糙度為： 重要結(jié)論：刀具的幾何外形影響工件的外表粗糙度。消費(fèi)中，普通應(yīng)減小 f 和 來(lái)提高外表粗糙度。一、切削加工外表粗糙度20直線刃車刀a圓弧刃車刀b切削殘留面積的高度：一、切削加工外表粗糙度212、物理要素的影響1工件資料的影響韌性資料： 工件資料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工外表愈粗糙。資料金相組織： 對(duì)同樣的資料，金相組織越粗大，加工外表粗糙度大，故對(duì)中碳鋼和低碳鋼資料的工件，為改善切削性能，減小外表粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處置。 脆性資料： 加工脆

10、性資料時(shí)，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工外表留下許多麻點(diǎn)，使外表粗糙。一、切削加工外表粗糙度222切削速度的影響 加工塑性資料時(shí)，切削速度對(duì)外表粗糙度的影響隨切削速度的變化而變化對(duì)積屑瘤和鱗刺的影響積屑瘤和鱗刺對(duì)外表粗糙度的影響較大。鱗刺：工件外表上微小的魚鱗狀倒刺。鱗刺的生成機(jī)理：在中低速切削塑性金屬資料且 較大時(shí)，刀屑之間由于冷焊而產(chǎn)生粘結(jié)景象，切屑在前刀面上流動(dòng)時(shí)周期性地受阻而瞬時(shí)停留，切屑替代前刀面推擠切削層，呵斥已加工外表上出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)裂，生成鱗刺。一、切削加工外表粗糙度23加工塑性資料時(shí)切削速度對(duì)外表粗糙度的影響切削速度越高，塑性變形越不充分，外表粗糙度值越?。哼x擇低速寬

11、刀精切和高速精切，可以得到較小的外表粗糙度。切削速度對(duì)脆性資料的影響不大。一、切削加工外表粗糙度243進(jìn)給量的影響 減小進(jìn)給量 f 固然可以減小外表粗糙度值，但進(jìn)給量過(guò)小，外表粗糙度會(huì)有增大的趨勢(shì)，效率降低。4其它要素的影響 此外，合理運(yùn)用冷卻光滑液，適當(dāng)增大刀具的前角，提高刀具的刃磨質(zhì)量等，均能有效地減小外表粗糙度值。一、切削加工外表粗糙度251.幾何要素 單位面積上刻痕越多，即單位面積的磨粒數(shù)越多，刻痕的等高性越好，那么磨削外表的粗糙度值越小。1磨削用量對(duì)外表粗糙度的影響V砂輪增大-Ra小 縱向進(jìn)給量小-Ra小V工件增大-Ra大2砂輪粒度和砂輪修整對(duì)外表粗糙度的影響磨粒粒度號(hào)大磨粒細(xì)-Ra

12、小 磨粒間距小-Ra小 二、磨削加工后的外表粗糙度262、物理要素對(duì)Ra的影響 熱多-塑變添加-晶粒拉長(zhǎng)、裂紋、堆積1磨削用量V砂輪增大-塑變小-Ra小V工件增大-塑變?cè)龃?Ra大磨深增大-塑變?cè)龃?Ra大二、磨削加工后的外表粗糙度272.砂輪的選擇粒度大-Ra小4660號(hào) 砂輪硬度-硬度大，磨粒不易零落，自銳性差，塑變大砂輪組織磨粒、結(jié)合劑、氣孔的比例砂輪資料氧化物剛玉-磨削鋼類件碳化物碳化硅，碳化硼-鑄鐵，硬質(zhì)合金高硬人造金剛石，立方氮化硼-極小Ra 二、磨削加工后的外表粗糙度284-3影響外表層力學(xué)物理性能的工藝要素及其改良措施一. 加工外表層的冷作硬化 機(jī)械加工時(shí)，工件外表層金屬遭到切

13、削力的作用產(chǎn)生劇烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，從而使外表層的強(qiáng)度和硬度添加，這種景象稱為加工硬化，又稱冷作硬化和強(qiáng)化。1、定義292、影響外表冷作硬化的要素 以切削加工為例： 切削用量影響 f切削力塑變冷硬 切削速度影響復(fù)雜：力與熱綜協(xié)作用結(jié)果 f 和 v 對(duì)冷硬的影響硬度(HV)0f (mm /r)0.20.40.60.8v =170(m/min)(m/min)100(m/min )50(m/min)100200300400工件資料：45 一方面：切削速度v塑變 冷硬 另一方面：切削熱作用時(shí)間短，使冷硬程度有所添加 切削深度影響不大 一. 加工外表

14、層的冷作硬化3000.20.40.60.81.0磨損寬度VB(mm)100180260340硬度(HV)50鋼，v = 40(m/min) f = 0.120.2(mm/z)刀具后刀面磨損對(duì)冷硬影響 工件資料 資料塑性，冷硬傾向 刀具幾何外形的影響 切削刃鈍圓半徑r，冷硬程度其他幾 何參數(shù)影響不明顯刀具磨損影響顯著力和熱相互作用一. 加工外表層的冷作硬化31二 .表層金屬的金相組織的變化 1.外表層金相組織變化與磨削燒傷的產(chǎn)生 切削加工中，由于切削熱的作用，在工件的加工區(qū)及其臨近區(qū)域產(chǎn)生了一定的溫升。產(chǎn)生磨削燒傷景象。 磨削燒傷： 磨削加工時(shí)，外表層有很高的溫度，當(dāng)溫度到達(dá)相變臨界點(diǎn)時(shí)，表層金

15、屬就發(fā)生金相組織變化，強(qiáng)度和硬度降低、產(chǎn)生剩余應(yīng)力、甚至出現(xiàn)微觀裂紋。同時(shí)出現(xiàn)彩色氧化膜這種景象稱為磨削燒傷。 淬火鋼在磨削時(shí)，由于磨削條件不同，產(chǎn)生的磨削燒傷有三種方式。322. 磨削燒傷的三種方式 淬火燒傷： 磨削時(shí)工件外表溫度超越相變臨界溫度碳鋼為720時(shí)，那么馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。在冷卻液作用下，工件最外層金屬會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織。其硬度比原來(lái)的回火馬氏體高，但很薄，其下為硬度較低的回火索氏體和屈氏體。由于二次淬火層極薄，外表層總的硬度是降低的，這種景象稱為淬火燒傷。二 .表層金屬的金相組織的變化 33回火燒傷 磨削時(shí)，假設(shè)工件外表層溫度只是超越原來(lái)的回火溫度，那么表層原來(lái)的回火馬氏

16、體組織將產(chǎn)生回火景象而轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火組織索氏體或托氏體，這種景象稱為回火燒傷。退火燒傷 磨削時(shí)，當(dāng)工件外表層溫度超越相變臨界溫度時(shí)，那么馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。假設(shè)此時(shí)無(wú)冷卻液，表層金屬空氣冷卻比較緩慢而構(gòu)成退火組織。硬度和強(qiáng)度均大幅度下降。這種景象稱為退火燒傷。二 .表層金屬的金相組織的變化 343.影響磨削燒傷的要素及改善途徑1砂輪與工件資料1)磨削時(shí)，砂輪外表上磨粒的切削刃口鋒利磨削力磨削區(qū)的溫度2)磨削導(dǎo)熱性差的資料(耐熱鋼、軸承鋼、不銹鋼)磨削燒傷3)應(yīng)合理選擇砂輪的硬度、結(jié)合劑和組織磨削燒傷二. 表層金屬的金相組織的變化 352磨削用量1砂輪轉(zhuǎn)速 磨削燒傷2徑向進(jìn)給量ap 磨削燒

17、傷3軸向進(jìn)給量fa磨削燒傷4工件速度vw磨削燒傷3改善冷卻條件采用內(nèi)冷卻法磨削燒傷 內(nèi)冷卻安裝 1錐形蓋 2通道孔 3中心孔 4有徑向小孔的薄壁套4開槽砂輪二. 表層金屬的金相組織的變化 36三 .表層金屬的剩余應(yīng)力 機(jī)械加工中工件外表層組織發(fā)生變化時(shí)，在外表層及其與基體資料的交界處會(huì)產(chǎn)生相互平衡的彈性力。這種應(yīng)力即為外表層的剩余應(yīng)力。1、外表層金屬產(chǎn)生剩余應(yīng)力的緣由 工件外表遭到擠壓與摩擦，表層產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑性變形，基體仍處于彈性變外形狀。切削后，表層產(chǎn)生剩余壓應(yīng)力，而在里層產(chǎn)生剩余拉伸應(yīng)力。1 冷態(tài)塑性變形372熱態(tài)塑性變形表層產(chǎn)生剩余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)消費(fèi)生剩余壓應(yīng)力切削熱在表層金屬產(chǎn)生剩余拉應(yīng)

18、力的表示圖三.表層金屬的剩余應(yīng)力 38 工件外表在切削熱的作用下，產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)基體溫度較低，因此外表層熱膨脹受基體的限制產(chǎn)生壓應(yīng)力； 當(dāng)外表層的熱膨脹程度超越資料的彈性變形范圍時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱塑性變形。當(dāng)切削終了，表層溫度下降到與基體溫度一致時(shí)，由于外表層已產(chǎn)生熱塑性變形而不能彈性恢復(fù)，外表層收縮時(shí)受彈性變形基體的限制產(chǎn)生了剩余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生壓應(yīng)力。三 .表層金屬的剩余應(yīng)力 393 外表層金相組織變化 磨削淬火鋼時(shí)，工件表層金屬溫度極高，表層金屬出現(xiàn)回火或退火，工件表層金屬的金相組織發(fā)生變化馬氏體向奧氏體或回火馬氏體轉(zhuǎn)化，相變的金屬體積收縮，但遭到未相變的內(nèi)層金屬的牽制，故工件外表產(chǎn)生剩余拉

19、應(yīng)力。 三 .表層金屬的剩余應(yīng)力 40 2、由于刀具鈍圓刃切削時(shí)的金屬塑性變形所產(chǎn)生的剩余應(yīng)力的機(jī)理。 如上右圖所示，具有鈍圓刃的刀具切削工件時(shí)，有一厚度為的薄層金屬無(wú)法被鈍圓刃切離工件而被劇烈擠壓成為已加工外表。三 .表層金屬的剩余應(yīng)力 41 機(jī)理：工件已加工外表的表層金屬受刀具鈍圓刃的劇烈擠壓和摩擦， 產(chǎn)生嚴(yán)重塑性變形而不能彈性恢復(fù)，當(dāng)內(nèi)層金屬?gòu)椥曰謴?fù)時(shí)遭到表層金屬的牽制，故工件表層金屬產(chǎn)消費(fèi)生剩余拉應(yīng)力。 三 .表層金屬的剩余應(yīng)力 42四 . 外表強(qiáng)化工藝 外表強(qiáng)化工藝是指經(jīng)過(guò)冷壓加工方法使外表層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以降低外表粗糙度值，提高外表硬度，并在外表層產(chǎn)生剩余壓應(yīng)力的外表強(qiáng)化工

20、藝。 常見的冷壓加工方法有：噴丸強(qiáng)化，滾壓加工等。43 利用大量快速運(yùn)動(dòng)珠丸打擊工件外表, 使工件外表產(chǎn)生冷硬層和壓應(yīng)力, 疲勞強(qiáng)度。1、噴丸強(qiáng)化 用于強(qiáng)化外形復(fù)雜或不宜用其它方法強(qiáng)化的工件，例如板彈簧、螺旋彈簧、齒輪、焊縫等。珠丸擠壓引起剩余應(yīng)力 緊縮拉伸塑性變形區(qū)域珠丸可以是鑄鐵的，也可以是切成小段的鋼絲運(yùn)用一段時(shí)間后，自然變成球狀。對(duì)于鋁質(zhì)工件，為防止外表殘留鐵質(zhì)微粒而引起電解腐蝕，宜采用鋁丸或玻璃丸。珠丸的直徑普通為0.24mm，對(duì)于尺寸較小、外表粗糙度值較小的工件，采用直徑較小的珠丸。442、滾壓加工 利用淬硬和精細(xì)研磨過(guò)的滾輪或滾珠，在常溫形狀擠壓金屬外表，將凸起部分下壓下，凹下部

21、分上凸，修正工件外表的微觀幾何外形,構(gòu)成緊縮剩余應(yīng)力，提高耐疲勞強(qiáng)度。滾壓加工可以加工外圓、孔、平面及成型外表，通常在普通車床、轉(zhuǎn)塔車床或自動(dòng)車床上進(jìn)展?jié)L壓加工原理圖4546第四節(jié) 機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)振動(dòng)振痕刀具與工件相對(duì)位移外表質(zhì)量，影響運(yùn)用性能 工藝系統(tǒng)受動(dòng)態(tài)交變載荷刀具加劇磨損、崩刃、機(jī)床銜接特性破壞噪聲危害操作者的身體安康 主要有強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)47強(qiáng)迫振動(dòng)由于外界周期性干擾力的作用而引起的振動(dòng)影響精細(xì)加工質(zhì)量、消費(fèi)率的關(guān)鍵問題。1.強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的緣由 機(jī)內(nèi)振源機(jī)床旋轉(zhuǎn)件的不平衡 機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力切削過(guò)程中的沖擊等機(jī)外振源 地基傳給機(jī)床隔振地基 一、機(jī)械加工過(guò)

22、程中的強(qiáng)迫振動(dòng)482.強(qiáng)迫振動(dòng)的特征頻率特征、幅頻相應(yīng)特征頻率特征振動(dòng)頻率與干擾力的頻率一樣或是干擾力的整數(shù)倍幅頻影響特征干擾力的幅值大，強(qiáng)迫振動(dòng)幅值大。工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性如干擾力的頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)各階模態(tài)的固有頻率，振動(dòng)幅值很小 強(qiáng)迫振動(dòng)呼應(yīng)將處于機(jī)床動(dòng)態(tài)呼應(yīng)的衰減區(qū)如干擾力的頻率接近工藝系統(tǒng)某一固有頻率時(shí)，振動(dòng)幅值明顯增大如干擾力的頻率與工藝系統(tǒng)某一固有頻率一樣，共振阻尼小，振幅非常大一、機(jī)械加工過(guò)程中的強(qiáng)迫振動(dòng)49減小強(qiáng)迫振動(dòng)幅值改動(dòng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)改動(dòng)工藝系統(tǒng)的構(gòu)造一、機(jī)械加工過(guò)程中的強(qiáng)迫振動(dòng)501.概述定義自激振動(dòng)；顫振由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反響產(chǎn)生的周期性振動(dòng)自激振動(dòng)系統(tǒng) 二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)

23、51自激振動(dòng)特征 無(wú)外力干擾自激振動(dòng)頻率接近與系統(tǒng)固有頻率自激振動(dòng)不因阻尼而衰減二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)522.產(chǎn)生自激振動(dòng)的條件工藝系統(tǒng)存在自激振動(dòng)的條件 自激振動(dòng)實(shí)例單自在度機(jī)械加工振動(dòng)模型 刀架振出： 切削力對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)作功，振動(dòng)系統(tǒng)那么從切削過(guò)程中吸收一部分能量W振出=W12345，儲(chǔ)存在系統(tǒng)中刀架的振入： 在彈性恢復(fù)力作用下，振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)切削過(guò)程作功，振動(dòng)系統(tǒng)耗費(fèi)能W振入=W54621二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)53當(dāng)W振出W振入時(shí)，切削力Fy對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)作功大于振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)切削過(guò)程作功，加工系統(tǒng)有繼續(xù)的自激振動(dòng)產(chǎn)生，加工系統(tǒng)處于不穩(wěn)定形狀。W振出=W振入+W摩阻 ， 加工系統(tǒng)有穩(wěn)幅自激振動(dòng)產(chǎn)生

24、 W振出W振入+W摩阻 ， 加工統(tǒng)系將出現(xiàn)振幅遞增的自激振動(dòng)W振出 F振入yi二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)54二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)551.再生原理 再生型顫振由于切削厚度變化效應(yīng)引起的自激振動(dòng)再生型顫振產(chǎn)生的條件本次切削振紋與前次振紋的同步程度相位差三、自激振動(dòng)的激振機(jī)理562.振型耦合原理多自在度系統(tǒng)例如：一個(gè)二自在度振動(dòng)系統(tǒng)，如因偶爾干擾使刀架系統(tǒng)產(chǎn)生角頻率為的振動(dòng)，刀架將沿兩X1、X2兩剛度主軸同時(shí)振動(dòng) 運(yùn)動(dòng)方程: y=Ay sintz=Az sin(t+)式中Ay-y向振幅 Az-z向振幅 -z向相對(duì)于y向在主振頻率上的相位差。不同，刀尖振動(dòng)軌跡不同三、自激振動(dòng)的激振機(jī)理57假設(shè)：是某值時(shí)，刀尖振動(dòng)軌跡為沿橢圓曲線順時(shí)針方向。刀具：振入運(yùn)動(dòng)ACB，切削厚度較薄切削力小。 振出運(yùn)動(dòng)BDA，切削厚度較大，切削力大。 W振出W振入振動(dòng)系統(tǒng)在各主振模態(tài)間相互耦合，