機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制

第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制本章要點(diǎn)機(jī)械加工中的振動(dòng)影響加工誤差的因素影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素工藝系統(tǒng)幾何誤差工藝系統(tǒng)受力變形工藝系統(tǒng)熱變形加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析1目前一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.1

概述IntroductiontoMachiningQuality2目前二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.1.1機(jī)械加工質(zhì)量

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)）表面粗糙度波度紋理方向傷痕（劃痕、裂紋、砂眼等）加工精度表面質(zhì)量表面幾何形狀精度表面缺陷層表層加工硬化表層金相組織變化表層殘余應(yīng)力加工質(zhì)量圖4-1加工質(zhì)量包含的內(nèi)容3目前三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.1.1機(jī)械加工質(zhì)量

◆

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?！?/p>

零件宏觀幾何形狀誤差、波度、表面粗糙度宏觀幾何形狀誤差（平面度、圓度等）—波長(zhǎng)/波高＞1000波度—波長(zhǎng)/波高=50～1000；且具有周期特性表面粗糙度——波長(zhǎng)/波高＜50a）波度b）表面粗糙度圖4-2零件加工表面的粗糙度與波度RZλHλRZ4目前四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.1.2表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

對(duì)耐磨性影響Ra（μm）初始磨損量重載荷輕載荷圖4-3表面粗糙度與初始磨損量表面粗糙度值↓→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4-3）對(duì)耐疲勞性影響對(duì)耐蝕性影響對(duì)配合質(zhì)量影響紋理形式與方向：圓弧狀、凹坑狀較好適當(dāng)硬化可提高耐磨性5目前五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.1.3誤差敏感方向

圖4-4：ΔRΔYRRΔR=ΔX（4-1）（4-2）顯然：工藝系統(tǒng)原始誤差方向不同，對(duì)加工精度的影響程度也不同。對(duì)加工精度影響最大的方向，稱為誤差敏感方向。誤差敏感方向一般為已加工表面過切削點(diǎn)的法線方向。圖4-4誤差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）誤差敏感方向6目前六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)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。4.1.4影響加工精度的因素

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)誤差原始誤差——原始誤差分類圖4-5原始誤差構(gòu)成7目前七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.1.5研究加工質(zhì)量的方法

◆理論方法：運(yùn)用物理學(xué)和力學(xué)原理，分析研究某一個(gè)或某幾個(gè)因素對(duì)加工精度或表面質(zhì)量的影響?！粼囼?yàn)方法：通過試驗(yàn)或測(cè)試，確定影響各因素與加工質(zhì)量指標(biāo)之間的關(guān)系?！艚y(tǒng)計(jì)分析方法：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)工藝過程進(jìn)行分析和控制。物理方法數(shù)學(xué)方法8目前八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.2

工藝系統(tǒng)幾何精度對(duì)加工精度的影響GeometricPrecisionsofTechnologicalSystemanditsinfluencetomachiningPrecision9目前九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)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。4.2.1加工原理誤差

式中R——球頭刀半徑；

h——允許的殘留高度。例2：用阿基米德蝸桿滾刀滾切漸開線齒輪例1：在數(shù)控銑床上采用球頭刀銑削復(fù)雜形面零件(圖4-6)SRh圖4-6空間曲面數(shù)控加工（4-3）加工原理誤差10目前十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.2機(jī)床誤差

主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。為便于研究，可將主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)和傾角擺動(dòng)三種基本型式（圖4-7）。b）端面圓跳動(dòng)a）徑向圓跳動(dòng)c）傾角擺動(dòng)圖4-7主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式主軸回轉(zhuǎn)誤差11目前十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.2機(jī)床誤差

◆

主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響★

主軸徑向圓跳動(dòng)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4-8徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響式中R——刀尖回轉(zhuǎn)半徑；

φ——主軸轉(zhuǎn)角。（4-4）

顯然，式（4-4）為一橢圓。12目前十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)圖4-9徑向跳動(dòng)對(duì)車外圓精度影響123456784.2.2機(jī)床誤差

仍考慮最簡(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。則刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡接近于正圓（圖4-9）?！蛩伎迹褐鬏S回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻率為主軸轉(zhuǎn)速兩倍，被車外圓形狀如何？

結(jié)論：主軸徑向跳動(dòng)影響加工表面的圓度誤差e★

主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響（車外圓）13目前十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.2機(jī)床誤差

★

主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響被加工端面不平，與圓柱面不垂直；加工螺紋時(shí)，產(chǎn)生螺距周期性誤差?！?/p>

主軸傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響與主軸徑向跳動(dòng)影響類似，不僅影響圓度誤差，而且影響圓柱度誤差。14目前十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)AB4.2.2機(jī)床誤差

◆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4-10軸徑不圓引起車床主軸徑向跳動(dòng)★滑動(dòng)軸承鏜床（圖4-11）——軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng)圖4-11軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng)★滾動(dòng)軸承車床（圖4-10）——軸徑不圓引起車床主軸向跳動(dòng)（注意其頻率特性）靜壓軸承——對(duì)軸承孔或軸徑圓度誤差起均化作用15目前十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.2機(jī)床誤差

◆影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素★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4-12）★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）Δ≈0Δ圖4-12止推軸承端面誤差對(duì)主軸軸向竄動(dòng)的影響16目前十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.2機(jī)床誤差

★傳統(tǒng)測(cè)量方法存在問題：◆主軸回轉(zhuǎn)誤差的測(cè)量圖4-13傳統(tǒng)測(cè)量方法a)b)圖4-14主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量法1—擺動(dòng)盤2，4—傳感器3—精密測(cè)球5—放大器6—示波器

★準(zhǔn)確測(cè)量方法包含心軸、錐孔誤差在內(nèi)非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。17目前十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◎?qū)к壐边\(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)加工精度的影響導(dǎo)軌水平面內(nèi)的直線度誤差,誤差敏感方向,影響顯著導(dǎo)軌垂直面內(nèi)的直線度誤差,誤差非敏感方向,影響小導(dǎo)軌扭曲對(duì)加工精度的影響,影響顯著（圖4-15）ΔX圖4-15導(dǎo)軌扭曲引起的加工誤差HδΔRDαBXY（4-5）

4.2.2機(jī)床誤差

導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差18目前十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)

導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線位置誤差對(duì)加工精度的影響4.2.2機(jī)床誤差

圖4-16成形運(yùn)動(dòng)間位置誤差對(duì)外圓和端面車削的影響fαZΔzΔzαc）HyR0fXZLfdD－ΔdΔxa）b）19目前十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的主要因素4.2.2機(jī)床誤差

機(jī)床制造誤差機(jī)床安裝誤差導(dǎo)軌磨損20目前二十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響圖4-17齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈z7=z8=16z1=64zn=96z5=z6=23z3=z4=23bz2=16zn-1=1icefacd（4-6）

以齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈為例：式中Δφn

——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；

ωn

——傳動(dòng)鏈末端元件角速度；

αj——第j個(gè)傳動(dòng)元件轉(zhuǎn)角誤差的初相角。4.2.2機(jī)床誤差

機(jī)床傳動(dòng)誤差21目前二十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)縮短傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度提高末端元件的制造精度與安裝精度采用降速傳動(dòng)采用頻譜分析方法，找出影響傳動(dòng)精度的誤差環(huán)節(jié)對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償末端元件轉(zhuǎn)角誤差圖4-18傳動(dòng)鏈誤差的頻譜分析a)ΔφΣφnA1A2Aib)ω（頻率）A（幅值）ω1ω2ωi◆提高傳動(dòng)精度措施4.2.2機(jī)床誤差

22目前二十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.3刀具與夾具誤差

定尺寸刀具（鉆頭、絞刀等）尺寸誤差影響加工尺寸誤差成形刀具和展成刀具形狀誤差影響加工形狀誤差刀具磨損影響加工尺寸誤差或形狀誤差刀具誤差23目前二十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.3刀具與夾具誤差

L±0.05φ6F7φ10F7k6φ20H7g6YZ圖4-19鉆徑向孔的夾具夾具誤差影響加工位置精度。與夾具有關(guān)的影響位置誤差因素包括：

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。夾具誤差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；……24目前二十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.2.4調(diào)整誤差

測(cè)量誤差。試切時(shí)與正式切削時(shí)切削厚度不同造成的誤差。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差。定程機(jī)構(gòu)誤差。樣件或樣板誤差。測(cè)量有限試件造成的誤差。和試切法有關(guān)的誤差。a）b）圖4-20試切法與調(diào)整法試切法（圖4-20a）調(diào)整法（圖4-20b）25目前二十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.3

工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響StaticStiffnessofTechnologicalSystemanditsinfluencetomachiningPrecision26目前二十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比4.3.1基本概念

工藝系統(tǒng)剛度（4-7）式中k——工藝系統(tǒng)剛度；

Fp——吃刀抗力；

ΔX——藝系統(tǒng)位移（切削合力作用下的位移）。27目前二十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.3.1基本概念

（4-8）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：工藝系統(tǒng)剛度計(jì)算28目前二十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆機(jī)床變形引起的加工誤差4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

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。（4-9）圖4-21變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律XtjXwzXdjΔXFpAA′BB′CC′ZLFAFBXz切削力作用點(diǎn)位置變化引起工件形狀誤差29目前二十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

工件加工后成鞍形（圖4-22）圖4-22機(jī)床受力變形引起的加工誤差（5-10）◆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。由于工件變形，使工件加工后成鼓形（圖4-23）圖4-23工件受力變形引起的加工誤差30目前三十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)（4-11）◆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（4-12）4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

31目前三十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)式中Δg

——工件圓度誤差；

Δm

——毛坯圓度誤差；

k——工藝系統(tǒng)剛度；

ε——誤差復(fù)映系數(shù)。（4-13）以橢圓截面車削為例說明（圖4-24）圖4-24誤差復(fù)映現(xiàn)象ap1Δ1ap2Δ2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”4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

切削力大小變化引起的加工誤差誤差復(fù)映32目前三十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)誤差復(fù)映系數(shù)機(jī)械加工中，誤差復(fù)映系數(shù)通常小于1?？赏ㄟ^多次走刀，消除誤差復(fù)映的影響。（4-15）4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

誤差復(fù)映程度可用誤差復(fù)映系數(shù)來表示，誤差復(fù)映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比。由式（4-13）可得：（4-14）33目前三十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)夾緊力、重力、傳動(dòng)力和慣性力引起的加工誤差◆夾緊力影響a）b）圖4-25薄壁套夾緊變形圖4-26薄壁工件磨削【例1】薄壁套夾緊變形

解決：加開口套【例2】薄壁工件磨削

解決：加橡皮墊4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

34目前三十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)圖4-27龍門銑橫梁變形【例】龍門銑橫梁圖4-28龍門銑橫梁變形轉(zhuǎn)移圖4-29龍門銑橫梁變形補(bǔ)償◆重力影響4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

解決1：重量轉(zhuǎn)移

解決2：變形補(bǔ)償35目前三十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆傳動(dòng)力與慣性力影響理論上不會(huì)產(chǎn)生圓度誤差（但會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差）易會(huì)引起強(qiáng)迫振動(dòng)4.3.2工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

圖4-30傳動(dòng)力對(duì)加工精度的影響zlRXYFpFcFcdFcdxφra）O′O″r0XYFpAFcdrcd=Fcd/kcOFcFc/kcFp/kcb）O36目前三十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)圖4-31車床刀架變形曲線ΔX（μm）10203040500123F（KN）4.3.3機(jī)床部件剛度及其影響因素非線形關(guān)系，不完全是彈性變形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存在殘余變形，反復(fù)加載卸載后殘余變形→0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機(jī)床部件變形曲線37目前三十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.3.3機(jī)床部件剛度及其影響因素式中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)。組成件的實(shí)體剛度——受力產(chǎn)生拉伸、壓縮、彎曲變形；特別是薄弱件（楔條、軸套等）影響較大連接表面接觸變形——其大小與接觸面壓強(qiáng)有關(guān)（4-15）結(jié)合面間隙零件表面摩擦力的影響影響機(jī)床部件剛度因素圖4-31接觸變形曲線xOppΔpxΔx38目前三十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.3.4減小受力變形對(duì)加工精度影響措施合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)和截面形狀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）采用輔助支承（中心架，跟刀架，鏜桿支承等）圖4-33支座零件不同安裝方法圖4-32轉(zhuǎn)塔車床導(dǎo)向桿提高工藝系統(tǒng)剛度減小載荷及其變化采用合理裝夾和加工方式圖4-28，4-29，4-56，4-58變形轉(zhuǎn)移、補(bǔ)償和校正39目前三十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.3.5工件殘余應(yīng)力引起的變形圖4-34鑄件殘余應(yīng)力引起變形圖4-35冷校直引起的殘余應(yīng)力壓拉加載壓壓拉拉卸載設(shè)計(jì)合理零件結(jié)構(gòu)粗、精加工分開避免冷校直時(shí)效處理殘余應(yīng)力來源毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力（圖4-34）減小殘余應(yīng)力措施冷校直帶來的殘余應(yīng)力（圖4-35）切削加工帶來的殘余應(yīng)力40目前四十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.4

工藝系統(tǒng)熱變形及其對(duì)加工精度的影響HeatDeformationofTechnologicalSystemandit’sEffecttomachiningPrecision41目前四十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.4.1概述

在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約40～70%。溫度場(chǎng)——工藝系統(tǒng)各部分溫度分布熱平衡——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)境熱源輻射熱工藝系統(tǒng)熱變形工藝系統(tǒng)熱源溫度場(chǎng)與工藝系統(tǒng)熱平衡42目前四十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.4.2機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響

體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長(zhǎng)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/h0123450150100200位移/μm20406080溫升/℃ΔYΔX前軸承溫升圖4-36車床受熱變形a）車床受熱變形形態(tài)b）溫升與變形曲線機(jī)床熱變形特點(diǎn)車床熱變形（圖4-36）43目前四十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.4.2機(jī)床熱變形對(duì)加工精度影響

立銑（圖a）圖4-37立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形a）銑床受熱變形形態(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)外圓磨（圖b）導(dǎo)軌磨（圖c）其他機(jī)床熱變形（圖4-37）44目前四十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.4.3刀具和工件熱變形對(duì)加工精度影響

體積小，熱容量小，達(dá)到熱平衡時(shí)間較短溫升高，變形不容忽視（達(dá)0.03～0.05mm）◆特點(diǎn)◆變形曲線（圖4-38）（4-16）式中ξ——熱伸長(zhǎng)量；

ξmax——達(dá)到熱平衡熱伸長(zhǎng)量；

τ——切削時(shí)間；

τc

——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3～4分鐘）。τ(min)圖4-38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ξ（μm）ξmaxτb0τc0.63ξmax刀具熱變形45目前四十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆圓柱類工件熱變形5級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng)≤5μm，可見熱變形的嚴(yán)重性式中ΔL，ΔD——長(zhǎng)度和直徑熱變形量；

L，D——工件原有長(zhǎng)度和直徑；

α——工件材料線膨脹系數(shù)；

Δt——溫升。長(zhǎng)度：（4-17）（4-18）直徑：例：長(zhǎng)400mm絲杠，加工過程溫升1℃，熱伸長(zhǎng)量為：4.4.3刀具和工件熱變形對(duì)加工精度影響

工件熱變形46目前四十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)式中ΔX——變形撓度；

L，S——工件原有長(zhǎng)度和厚度；

α——工件材料線膨脹系數(shù)；

Δt——溫升。（5-19）◆板類工件單面加工時(shí)的熱變形（圖4-39）圖4-39平面加工熱變形ΔXφ/4φLS此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求結(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：高600mm，長(zhǎng)2000mm的床身，若上表面溫升為3℃，則變形量為：4.4.3刀具和工件熱變形對(duì)加工精度影響

47目前四十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.4.4減小熱變形對(duì)加工精度影響的措施

例1：磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹解決：導(dǎo)軌下加回油槽圖4-40平面磨床補(bǔ)償油溝例2：立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決：采用熱空氣加熱立柱后壁（圖4-41）。圖4-41均衡立柱前后壁溫度場(chǎng)

減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開。

充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。

隔離熱源。減少熱源發(fā)熱和隔離熱源均衡溫度場(chǎng)48目前四十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)圖4-43支承距影響熱變形L1L2熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)（圖4-42，主軸熱補(bǔ)償）圖4-42雙端面磨床主軸熱補(bǔ)償1—主軸2—?dú)んw3—過渡套筒熱伸長(zhǎng)方向合理選擇裝配基準(zhǔn)（圖4-43）高速空運(yùn)轉(zhuǎn)人為加熱恒溫人體隔離采用合理結(jié)構(gòu)4.4.4減小熱變形對(duì)加工精度影響的措施

加速達(dá)到熱平衡控制環(huán)境溫度49目前四十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.5

加工誤差統(tǒng)計(jì)分析StatisticAnalysisofMachiningErrors50目前五十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.1加工誤差的性質(zhì)

系統(tǒng)誤差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?！?/p>

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?！?/p>

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)誤差加工誤差統(tǒng)計(jì)特性51目前五十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.1加工誤差的性質(zhì)

◆

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?！?/p>

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?！?/p>

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。隨機(jī)誤差加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析◆

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)工藝過程進(jìn)行分析和控制。52目前五十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.2分布圖分析法

1）采集數(shù)據(jù)樣本容量通常取n=50～2002）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值①按教材134頁表5-2初選分組數(shù)k′；②確定組距d：取整，d′→d③確定分組數(shù)k：④確定各組組界、組中值⑤統(tǒng)計(jì)各組頻數(shù)直方圖53目前五十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.2分布圖分析法

圖4-44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4-44）（4-20）（4-21）54目前五十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆正態(tài)分布

式中μ和σ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μ=0，標(biāo)準(zhǔn)差σ=1的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，記為：

x~N(0,1)概率密度函數(shù)（4-22）yF（z）圖4-45正態(tài)分布曲線μ(z=0)x(z)0z-σ+σ4.5.2分布圖分析法

分布曲線55目前五十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)分布函數(shù)（5-23）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4-45）。稱z為標(biāo)準(zhǔn)化變量4.5.2分布圖分析法

yF（z）圖4-45正態(tài)分布曲線μ(z=0)x(z)0z-σ+σ56目前五十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆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4-46a）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4-46b）

偏向分布：如工藝系統(tǒng)存在顯著的熱變形，或試切法加工孔時(shí)寧小勿大，加工外圓時(shí)寧大勿?。▓D4-46c）圖4-46幾種非正態(tài)分布4.5.2分布圖分析法

57目前五十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆形位誤差的分布

差數(shù)模分布：正態(tài)分布大于零的部分與小于零的部分對(duì)零軸線映射后的迭加（圖4-47），如對(duì)稱度、直線與平面的平行度、相鄰周節(jié)誤差等

瑞利分布：二維正態(tài)分布，在只考慮平面向量模情況下轉(zhuǎn)換成為一維分布（圖4-48）,如同軸度、直線與直線平行度、端面圓跳動(dòng)誤差等（不考慮系統(tǒng)誤差）xy0圖4-47差數(shù)模分布

瑞利綜合分布：上述誤差在考慮系統(tǒng)誤差的情況下，其誤差分布接近瑞利綜合分布圖4-48瑞利分布xzy04.5.2分布圖分析法

58目前五十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)◆判斷加工性質(zhì)判斷是否存在明顯變值系統(tǒng)誤差；判斷是否存在常值系統(tǒng)誤差，及常值系統(tǒng)誤差的大小?！舸_定工序能力4.5.2分布圖分析法

分布圖應(yīng)用（5-24）（5-25）（5-26）工序能力工序能力系數(shù)式中TU,TL——公差帶上、下限；

Δ——公差帶中心與誤差分布中心偏移距離；

σ——誤差分布的標(biāo)準(zhǔn)差。59目前五十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.2分布圖分析法

y圖4-49工藝能力系數(shù)符號(hào)含義μx03σ3σ公差帶TΔTUTL60目前六十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)工序能力等級(jí)工序能力系數(shù)工序等級(jí)說明CP＞1.67特級(jí)工序能力過高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4-2工序能力等級(jí)4.5.2分布圖分析法

CP表示工藝過程本身的能力，而工藝能力系數(shù)CPK則表示過程滿足技術(shù)要求的能力，實(shí)際上是“過程能力”與“管理能力”的綜合

61目前六十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)01234567樣組序號(hào)b）工件尺寸公差帶T控制限4.5.3點(diǎn)圖分析法

圖4-50單值點(diǎn)圖工件序號(hào)c）AA′B′O′OB工件尺寸工件尺寸工件序號(hào)a差帶T控制限單值點(diǎn)圖（圖4-49）62目前六十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.3點(diǎn)圖分析法

圖是控制圖和R控制圖聯(lián)合使用的統(tǒng)稱（4-26）R圖：（4-27）A2、D1、D2數(shù)值見教材164頁表4-6。圖表示樣組平均值，R表示樣組極差圖控制限圖：63目前六十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.3點(diǎn)圖分析法

◆工藝過程穩(wěn)定性點(diǎn)子正常波動(dòng)→工藝過程穩(wěn)定；點(diǎn)子異常波動(dòng)→工藝過程不穩(wěn)定圖4-51圖R圖UCL=19.67CL=8.900510樣組序號(hào)1520LCL=00510樣組序號(hào)1520x圖LCL=11.57UCL=21.89CL=16.73◆穩(wěn)定性判別——沒有點(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)子變化沒有明顯規(guī)律性（如上升、下降傾向，或周期性波動(dòng)）同時(shí)滿足為穩(wěn)定圖分析64目前六十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.4調(diào)整尺寸

式中Lt——調(diào)整尺寸；

LM——平均尺寸；

Tt——調(diào)整公差。（4-28）由圖4-52所示關(guān)系可得：圖4-52調(diào)整尺寸關(guān)系yTtxT3σLmaxLminLM

（

Lt）樣本均值分布總體分布總體分布平均值極端位置（4-29）樣本平均值分布：調(diào)整尺寸調(diào)整公差65目前六十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.5.4調(diào)整尺寸

上式要求過于苛刻，產(chǎn)生不合格品得概率只有0.00036%。用2σ代替3σ，得到：此時(shí)產(chǎn)生不合格品得概率為0.104%，完全可以接受。（4-30）圖4-52調(diào)整尺寸關(guān)系yTtxT3σLmaxLminLM

（

Lt）樣本均值分布總體分布總體分布平均值極端位置66目前六十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.6

提高加工精度的途徑MethodsofImprovingMachiningPrecision67目前六十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.6.1誤差預(yù)防

合理采用先進(jìn)工藝和設(shè)備◆誤差預(yù)防指減小原始誤差本身或減小原始誤差的影響減小原始誤差轉(zhuǎn)移原始誤差（圖4-53）a）b）圖4-53轉(zhuǎn)塔車床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移誤差分組就地加工均化原始誤差，如研磨加工、易位加工（圖4-54）圖4-54易位法加工時(shí)誤差均化過程φ360°工件轉(zhuǎn)角累積誤差Δ1l1l2Δ268目前六十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.6.2誤差補(bǔ)償

在線測(cè)量與在線補(bǔ)償（圖4-55）◆指人為引入附加誤差因素，以抵消或減小原始誤差的影響圖4-55高壓油泵偶件自動(dòng)配磨裝置示意圖柱塞銷柱塞69目前六十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)圖4-56絲扛加工誤差補(bǔ)償裝置1—工件2—螺母3—母絲杠4—杠桿5—校正尺6—觸頭7—校正曲線

附加位移螺母附加轉(zhuǎn)動(dòng)4.6.2誤差補(bǔ)償

采用校正裝置（圖4-56）70目前七十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)圖4-57以彈性變形補(bǔ)償熱變形以彈性變形補(bǔ)償熱變形（圖4-57）其他補(bǔ)償方法圖4-59以熱變形補(bǔ)償熱變形圖4-58龍門銑橫梁變形補(bǔ)償附加夾緊力以熱變形補(bǔ)償熱變形（圖4-59）以幾何誤差補(bǔ)償受力變形（圖4-58）4.6.2誤差補(bǔ)償

71目前七十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.7

影響加工表面粗糙度的工藝因素TechnologicalFactorsInfluencingRoughness72目前七十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.7.1切削加工表面粗糙度影響因素

圖4-60車削時(shí)殘留面積的高度直線刃車刀（圖4-60a）（4-31）圓弧刃車刀（圖4-60b）（4-32）影響因素：fκrRmaxvfⅠⅡrεb）RmaxⅠⅡfa）vf切削殘留面積73目前七十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)切削速度影響最大：v=10～50m/min范圍，易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，表面粗糙度最差（圖5-53）。其他影響因素：刀具幾何角度、刃磨質(zhì)量，切削液等圖4-61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（μm）481216202428收縮系數(shù)Ks1.52.02.53.0積屑瘤高度h（μm）0200400600hKsRz4.7.1切削加工表面粗糙度影響因素

切削表面塑性變形和積屑瘤74目前七十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)砂輪速度v↑，Ra↓工件速度vw↑，Ra↑砂輪縱向進(jìn)給f↑，Ra

↑磨削深度ap↑，Ra

↑圖4-62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(μm)0304050600.51.0a）ap(mm)00.010.40.8Ra(μm)00.20.60.020.030.04b）4.7.2磨削加工表面粗糙度影響因素

磨削用量影響圖4-63光磨次數(shù)-Ra關(guān)系Ra(μm)01020300.020.040.06光磨次數(shù)粗粒度砂輪(WA60KV)細(xì)粒度砂輪(WA/GCW14KB)光磨次數(shù)↑，Ra↓75目前七十五頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)砂輪粒度↑，Ra↓；但要適量砂輪硬度適中，Ra↓；常取中軟砂輪組織適中，Ra↓

；常取中等組織采用超硬砂輪材料，Ra

↓砂輪精細(xì)修整，Ra↓4.7.2磨削加工表面粗糙度影響因素

砂輪影響其他影響因素工件材料冷卻潤(rùn)滑液等76目前七十六頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.8

影響表層金屬力學(xué)物理性能的工藝因素TechnologicalFactorsInfluencingPhysicsPropertiesofSurfaceLayer77目前七十七頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.8.1影響表面冷作硬化的因素

切削加工

f↑，冷硬程度↑(圖4-64)◆切削用量影響◆刀具影響rε↑，冷硬程度↑其他幾何參數(shù)影響不明顯后刀面磨損影響顯著（圖4-65）00.20.40.60.81.0磨損寬度VB(mm)100180260340硬度(HV)50鋼，v

=40(m/min)f=0.12～0.2(mm/z)圖4-65后刀面磨損對(duì)冷硬影響◆工件材料材料塑性↑，冷硬傾向↑切削速度影響復(fù)雜（力與熱綜合作用結(jié)果）切削深度影響不大圖4-64f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/min)50(m/min)100200300400工件材料：4578目前七十八頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)磨削速度↑→冷硬程度↓（弱化作用加強(qiáng)）工件轉(zhuǎn)速↑→冷硬程度↑縱向進(jìn)給量影響復(fù)雜磨削深度↑→冷硬程度↑（圖4-66）◆磨削用量◆砂輪砂輪粒度↑→冷硬程度↓砂輪硬度、組織影響不顯著◆工件材料材料塑性↑→冷硬傾向↑材料導(dǎo)熱性↑→冷硬傾向↓圖4-66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4.8.1影響表面冷作硬化的因素

磨削加工79目前七十九頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.8.2影響層金屬殘余應(yīng)力的因素

v↑→殘余應(yīng)力↑（熱應(yīng)力起主導(dǎo)作用，圖4-67）◆切削用量◆刀具前角+→－，殘余拉應(yīng)力↓刀具磨損↑→殘余應(yīng)力↑◆工件材料材料塑性↑→殘余應(yīng)力↑鑄鐵等脆性材料易產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力圖4-68f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)0.2000.200100200300400距離表面深度(μm)f

=0.40mm/rf

=0.25mm/rf

=0.12mm/r僅討論切削加工

f↑→殘余應(yīng)力↑（圖4-68）切削深度影響不顯著圖4-67vc對(duì)殘余應(yīng)力的影響γ0=5°,α0==5°,κr=75°,rε=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(μm)殘余應(yīng)力(Gpa)-0.2000.20vc

=213m/minvc

=86m/minvc

=7.7m/min80目前八十頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.8.3磨削燒傷與磨削裂紋

合理選擇砂輪合理選擇磨削用量改善冷卻條件工件表層溫度達(dá)到或超過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)彩色氧化膜磨削燒傷磨削表面殘余拉應(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4-69帶空氣擋板冷卻噴嘴磨削燒傷與磨削裂紋的控制磨削裂紋81目前八十一頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.8.4表面強(qiáng)化工藝

利用淬硬和精細(xì)研磨過的滾輪或滾珠，在常溫狀態(tài)擠壓金屬表面，將凸起部分下壓下，凹下部分上凸，修正工件表面的微觀幾何形狀,形成壓縮殘余應(yīng)力，提高耐疲勞強(qiáng)度（圖4-71）利用大量快速運(yùn)動(dòng)珠丸打擊工件表面,使工件表面產(chǎn)生冷硬層和壓應(yīng)力,↑疲勞強(qiáng)度（圖4-70）噴丸強(qiáng)化圖4-71滾壓加工原理圖用于強(qiáng)化形狀復(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、焊縫等滾壓加工圖4-70珠丸擠壓引起殘余應(yīng)力

壓縮拉伸塑性變形區(qū)域82目前八十二頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制AnalysisandControlofMachiningQuality4.9

機(jī)械加工過程中的振動(dòng)VibrationsinmachiningProcess83目前八十三頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.9.1概述

機(jī)械加工過程中振動(dòng)的危害影響加工表面粗糙度，振動(dòng)頻率較低時(shí)會(huì)產(chǎn)生波度影響生產(chǎn)效率加速刀具磨損，易引起崩刃影響機(jī)床、夾具的使用壽命產(chǎn)生噪聲污染，危害操作者健康工藝系統(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)力來維持的振動(dòng)稱為自由振動(dòng)。

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。機(jī)械加工過程中振動(dòng)的類型自由振動(dòng)自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)自激振動(dòng)84目前八十四頁\總數(shù)九十三頁\編于十五點(diǎn)4.9.2機(jī)械加工過程中強(qiáng)迫振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生原因由外界周期性的干擾力（激振力）作用引起強(qiáng)迫振動(dòng)振源：機(jī)外＋機(jī)內(nèi)。機(jī)外振源均通過地基把振動(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）切削過程中的沖擊

頻率特征：與干擾力的頻率相同，或是干擾力頻率整倍數(shù)

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)干擾力頻率接近或等于工藝系統(tǒng)某一固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振

相角特征：強(qiáng)迫振動(dòng)位移的變化在相位上滯后干擾力一