機(jī)加工表面質(zhì)量概論

第十三章機(jī)械加工表面質(zhì)量第一節(jié)概述機(jī)械加工表面質(zhì)量是零件加工技術(shù)規(guī)定的一個(gè)重要組成部分。重要零件的表面質(zhì)量，對(duì)產(chǎn)品的工作性能、可靠性和耐磨性等都有很大影響。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多產(chǎn)品要求零件在高速、高壓、高溫和高負(fù)荷下工作，因而對(duì)零件的表面質(zhì)量提出越來(lái)越高的規(guī)定。一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的概念零件的加工表面質(zhì)量涉及零件的表面幾何特性和物理力學(xué)性能兩方面。（一）零件的表面幾何特性1．表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上具有的較小距離的峰谷所組成的表面微觀幾何形狀特性。（見圖13-l）一般由加工中切削刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡及工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)等多種因素所形成。其大小由表面輪廓算術(shù)平均偏差R、微觀不平度十點(diǎn)高度R和輪廓最大高度R等參數(shù)來(lái)評(píng)估，其中優(yōu)先推薦R參數(shù)。2．表面波度表面波度指介于宏觀幾何形狀誤差與微觀幾何形狀誤差（即表面粗糙度）之間的一種周期性幾何形狀誤差。圖13－l表達(dá)了表面粗糙度和表面波度的關(guān)系。對(duì)于表面波度的表征方法，目前尚無(wú)統(tǒng)一 圖13－l的規(guī)定。一般有二種表征方法。一種是根據(jù)其周期來(lái)表征，即波幅和波長(zhǎng)；另一種是根據(jù)波紋的輪廓形狀來(lái)表征，如圓弧形、尖峰形和鋸齒形等。（二）零件表面的物理力學(xué)性能1．因加工表面層的塑性變形所引起的表面加工硬化。2．由于切削和磨削加工等的高溫所引起的表面層金相組織的變化。3．因切削加工引起的表面層殘余應(yīng)力。二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（一）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響零件的耐磨性是機(jī)械制造中的重要問(wèn)題。磨損是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，其機(jī)理至今尚未清楚。一般認(rèn)為磨損產(chǎn)生在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面，它不僅與摩擦副的材料和潤(rùn)滑有關(guān)，并且還與零件的表面質(zhì)量有密切關(guān)系。當(dāng)兩個(gè)零件表面互相接觸時(shí)，起初只有很少的凸峰頂部真正接觸。在外力作用下，凸峰接觸部分將產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)。且表面越粗糙，接觸的實(shí)際面積越小，產(chǎn)生的壓強(qiáng)就越大。這時(shí)，當(dāng)兩零件表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸部分就會(huì)因互相擠壓、剪切和 圖13－2滑擦等而產(chǎn)生表面磨損現(xiàn)象。在有潤(rùn)滑的條件下，零件的磨損過(guò)程一般可分為初期磨損、正常磨損和急劇磨損三個(gè)階段。如圖13－2所示，在機(jī)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于實(shí)際接觸面積很小，壓強(qiáng)很大，因而磨損不久。這個(gè)時(shí)間比較短，稱為初始磨損階段，如圖中Ⅰ區(qū)所示。隨著機(jī)器的繼續(xù)工作，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面的實(shí)際接觸面積逐步增大，壓強(qiáng)逐漸減小。從而磨損變緩，進(jìn)入正常磨損階段。這座時(shí)間較長(zhǎng)如圖中Ⅱ區(qū)所示。隨著磨損的延續(xù)，接觸表面的凸峰被磨平，粗糙度變得很小。此時(shí)，不利于潤(rùn)滑油的貯存。潤(rùn)滑油也難以進(jìn)入摩擦區(qū)，從而使?jié)櫥闆r惡化。同時(shí)，緊密接觸表面會(huì)產(chǎn)生很大的分子親和力，甚至?xí)l(fā)生分子粘合，使磨擦阻力增大，結(jié)果使磨損進(jìn)入急劇磨損階段，如圖中Ⅲ區(qū)所示。此時(shí)，零件實(shí)際上已處在不正常的工作狀態(tài)。實(shí)踐證明，初期磨損量與零件表面粗糙度有很大關(guān)系。圖13-3表達(dá)在輕載和重載情況下粗糙度對(duì)初期磨損量的影響情況。由圖中可以看出，在一定條件下摩擦副表面的粗糙度參數(shù)總是存在某個(gè)最佳點(diǎn)（圖中R和R），在這一點(diǎn)的初期磨損量為最小。最佳粗糙度參數(shù)值可根據(jù)實(shí)際使用條件通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得，一般R值在0．04～0．08m左右。表面磨損還與該表面采用的加工方法和成形原理所得到的表面紋理有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，在一般情況下，上下摩擦件的紋理方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，初期磨損量最??；紋理方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相垂直時(shí)，初期磨損量最大。 圖13-3表面加工冷作硬化對(duì)磨損量也有影響，一般能提高耐磨性0.5～1倍。但也不是冷作硬度越高越好，由于過(guò)高的硬度會(huì)使局部金屬組織疏松發(fā)脆及有細(xì)小裂紋出現(xiàn)，此時(shí)，在外力作用下，表面層易產(chǎn)生剝落現(xiàn)象而使磨損加劇。同樣，冷作硬化也存在一個(gè)最佳硬化硬度。（二）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的消響在交變載荷作用下，零件表面的粗糙度、劃痕和微觀裂紋等缺陷容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生和擴(kuò)展疲勞裂紋，致使零件疲勞損壞。實(shí)驗(yàn)表白，減小表面粗糙度可以使疲勞強(qiáng)度提高30%～40％。加工紋理方向?qū)ζ趶?qiáng)度的影響更大，在紋理方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相垂直時(shí)，疲勞強(qiáng)度將明顯減少。表面殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響很大，當(dāng)表面層的殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)，能部分抵消外力產(chǎn)生的拉應(yīng)力，起著阻礙疲勞裂紋擴(kuò)展和新裂紋產(chǎn)生的作用，因而能提高零件的疲勞強(qiáng)度。而當(dāng)殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)，則與外力施加的拉應(yīng)力方向一致，就會(huì)助長(zhǎng)疲勞裂紋的擴(kuò)展，從而使疲勞強(qiáng)度減少。表面冷作硬化有助于提高零件的疲勞強(qiáng)度，這是由于硬化層能阻止已有裂紋的擴(kuò)大和新疲勞裂紋的產(chǎn)生。但冷作硬化也不能過(guò)大，否則反而易于產(chǎn)生裂紋。（三）表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響零件工作時(shí)，不可避免地受到潮濕空氣和其他腐蝕性介質(zhì)的浸入，這就會(huì)引起化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。如圖13－4所示，由于表面粗糙 圖13－4度的存在，在表面凹谷處容易積聚腐蝕性介質(zhì)而產(chǎn)生腐蝕，且凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈；而在粗糙表面的凸峰處則因摩擦劇烈而容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。由此看來(lái)，減小表面粗糙度和波度可提高零件的耐腐蝕能力。零件表面存在殘余壓應(yīng)力時(shí)，會(huì)使零件表面緊密而使腐蝕性物質(zhì)不易侵入，從而提高耐腐蝕能力，但殘余拉應(yīng)力則相反，會(huì)減低耐腐蝕性。對(duì)某些敏感金屬或合金，在靜拉應(yīng)力和特定環(huán)境共同作用下，會(huì)導(dǎo)致脆性斷裂，從而加速腐蝕作用，此即為應(yīng)力腐蝕。（四）表面質(zhì)量對(duì)配合性質(zhì)的影響相配零件的配合性質(zhì)是由它們之間的過(guò)盈量或間隙量來(lái)表達(dá)的。由于表面微觀不平度的存在，使得實(shí)際有效過(guò)盈量或有效間隙量發(fā)生改變，從而引起配合性質(zhì)和配合精度的改變。當(dāng)零件間為間隙配合時(shí)，若表面粗糙度過(guò)大，將引起初期磨損量增大，使配合間隙變大，導(dǎo)致配合性質(zhì)變化，從而使運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定或使氣壓、液壓系統(tǒng)的泄漏量增大；當(dāng)零件間為過(guò)盈配合時(shí)，假如表面粗糙度過(guò)大，則實(shí)際過(guò)盈量將減少，這也會(huì)使配合性質(zhì)改變，減少聯(lián)接強(qiáng)度，影響配合的可靠性。因此，在選取零件間的配合時(shí)，應(yīng)考慮表面粗糙度的影響。例如為了維持足夠的過(guò)盈，可在相配零的尺寸中增長(zhǎng)一粗糙度R值。第二節(jié)影響加工表面質(zhì)量的工藝因素一、切削加工時(shí)的影響因素（一）影響切削加工表面粗糙度的因素切削加工時(shí)，形成表面粗糙度的重要因素，一般可歸納為幾何因素和物理因素。幾何因素重要指刀具相對(duì)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工表面留下的切削層殘留面積。殘留面積越大，表面越粗糙。由切削原理可知，切削殘留面積的高度重要與進(jìn)給量、刀尖圓弧半徑及刀具的主、副偏角有關(guān)。此外，刀刃刃磨質(zhì)量對(duì)加工表面的粗糙度也有很大影響。物理因素是指切削過(guò)程中的塑性變形、摩擦、積屑瘤、鱗刺以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。切削過(guò)程中，刀具刃口圓角及后刀面對(duì)工件的擠壓與摩擦，會(huì)使工件已加工表面發(fā)生塑性變形，引起已有殘留面積歪扭，使粗糙度變大。中速切削塑性金屬時(shí)，在前刀面上易形成硬度很高的積屑瘤，隨著積屑瘤由小變大和脫落使刀具的幾何角度和切削深度發(fā)生變化，并導(dǎo)致切削加工的不穩(wěn)定性，從而嚴(yán)重影響表面粗糙度。工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)使工件與刀具之間的相對(duì)位置發(fā)生微幅變動(dòng)，從而使工件表面的粗糙度增大。由表面粗糙度的形成因素可以看出，影響表面粗糙度的工藝因素重要有下列方面：1．刀具幾何參數(shù)適當(dāng)增大前角，刀具易于切入工件，可減小塑性變形，克制積屑瘤和鱗刺的生長(zhǎng)，對(duì)減小粗糙度有利。但當(dāng)速度大于750m／min時(shí)，增大前角即不起作用。前角也不宜過(guò)大，否則刀刃有也許嵌入工件，至使粗糙度變大。當(dāng)前角一定期，后角越大，切削刃鈍圓半徑越小，刀刃越鋒利。同時(shí)還能減小后刀面與加工表面間的摩擦和擠壓，故有助于減小粗糙度。但后角過(guò)大，對(duì)刀刃強(qiáng)度不利，易產(chǎn)生切削振動(dòng)，結(jié)果反而增大粗糙度。為了減小切削殘留面積高度，以減小粗糙度，可適當(dāng)增大刀尖圓弧半徑r和減小主偏角、副偏角。2．工件材料工件材料的塑性、金相組織和熱解決性能對(duì)加工表面的粗糙度有很大影響。一般而言，材料的塑性越大，加工表面越粗糙。低碳鋼工件加工表面粗糙度就不如中碳鋼低；合金鋼不如碳鋼；黑色金屬不如有色金屬。脆性材料易于得較小的表面粗糙度。工件的金相組織的晶粒越均勻、粒度越細(xì)，加工后的表面粗糙度越小。顯然，正火和回火有助于表面粗糙度的減少。實(shí)驗(yàn)證明，熱解決硬度越高，加工所得的表面粗糙度越小。工具鋼和合金鋼等材料，經(jīng)淬火后加工螺紋、圓柱面和端面時(shí)，能獲得R值小于0.2m的表面粗糙度。3．切削用量提高切削速度（），可減小加工表面的粗糙度，這是由于高速切削時(shí)刀具不易產(chǎn)生積屑瘤，同時(shí)也可使切屑和加工表面層的塑性變形限度減輕。此外，采用很低的切削速度也有助于表面粗糙度的減少。圖13-5所示為切削速度（）與表面粗糙度R值的關(guān)系曲線。進(jìn)給量的大小對(duì)加工表面粗糙度有較大影響。進(jìn)給量大時(shí)，不僅殘留面積的高度大，而且切屑變形也大，切屑與前刀面的摩擦以及后刀面與已加工表面的摩擦都加劇，這一些都使加工表面粗糙度增大。因此，減小進(jìn)給量對(duì)減少表面粗糙度很有利。切削深度在一定范圍內(nèi)對(duì)表面粗糙度的影響不明顯，但太大和太小對(duì)表面粗糙度的減少不利。太大時(shí)，易產(chǎn)生振動(dòng)；太小時(shí)，正常切削往往不能維持，刀刃會(huì)在工件表面打滑，產(chǎn)生劇烈摩擦，把已加工表面劃傷，從而引起表面粗糙度的惡化。4．切削液切削液的重要作用為潤(rùn)滑、冷卻和清洗排屑。在切削過(guò)程中，切削液能在刀具的前、后 圖13-5刀面上形成一層潤(rùn)滑油膜，減小金屬表面間的直接接觸，減輕摩擦及粘結(jié)現(xiàn)象，減少切削溫度，從而減小切屑的塑性變形，克制積屑瘤與鱗刺的產(chǎn)生。故切削液對(duì)減小加工表面粗糙度有很大作用。具體選用切削液應(yīng)考慮多種因素。精加工時(shí)重要應(yīng)減小工件表面粗糙度和提高刀具耐用度。故中、低速切削時(shí)應(yīng)選用潤(rùn)滑性好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液。高速切削時(shí)潤(rùn)滑效果不好，可選用冷卻性為主的低濃度乳化液或化學(xué)切削液。螺紋加工、拉削和剃齒加工等刀具的導(dǎo)向部分與加工表面的摩擦較嚴(yán)重，規(guī)定盡也許減少螺紋和成形刀具的磨損以保持刀具的尺寸和形狀精度，故一般應(yīng)選用潤(rùn)滑性較好的極壓油或高濃度的極壓乳化液。粗加工時(shí)重要應(yīng)減小刀具磨損和切削力。在切削一般鋼材時(shí)，減少切削溫度可減小刀具磨損，特別是高速鋼刀具，耐溫為600C左右，超過(guò)這個(gè)臨界溫度，磨損急劇增長(zhǎng)，故宜選冷卻性為主的低濃度乳化液或化學(xué)切削液。硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，常不用切削液。也可用低濃度的乳化液，或化學(xué)切削液。這時(shí)需要充足冷卻，避免從切削區(qū)出來(lái)的溫度很高的硬質(zhì)合金刀片猝然碰到冷卻液，產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力導(dǎo)致裂紋。此外，加工高強(qiáng)度鋼，耐熱合金等工件時(shí)，由于硬點(diǎn)多，機(jī)械擦傷作用大，導(dǎo)熱系數(shù)低，切削熱不易散，故對(duì)切削液的潤(rùn)滑和冷卻兩方面都有較高的規(guī)定，對(duì)高速鋼刀具可用含一定量極壓添加劑的極壓切削油或極壓乳化液。不連續(xù)切削或系統(tǒng)剛度不夠易產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，刀刃上作用沖擊載荷。切削液有一定的隔閡效果，有助于提高刀具耐用度。所以可選用粘度較高的油，其承載能力較強(qiáng)，能在一定限度上緩和沖擊。以上根據(jù)不同的情況進(jìn)行切削液選擇，雖目的有所不同，但對(duì)切削表面的粗糙度均有不同限度的影響。（二）影響切削加工表面層物理力學(xué)性能的因素1．表面層的冷作硬化在切削過(guò)程中，工件表面層由于受到切削力的作用而產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，引起晶格間剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲拉長(zhǎng)、破碎和纖維化。這時(shí)，晶粒間的聚合力增長(zhǎng)，表面層的強(qiáng)度和硬度增長(zhǎng)。這種現(xiàn)象，稱為表面加工硬化。加工硬化限度決定于產(chǎn)生塑性變形的力、變形速度和切削溫度。切削力越大，則塑性變形越大，硬化限度越高；變形速度越大，塑性形變?cè)讲怀渥悖不薅染驮降?。切削熱提高了表面層的溫度，?huì)使已硬化的金屬產(chǎn)生回復(fù)現(xiàn)象（稱為軟化）。切削溫度高，連續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，則軟化作用也大。加工硬化最后取決于硬化和軟化的綜合效果。影響表面冷作硬化的工藝因素有：（1）刀具幾何參數(shù)刀具后刀面的磨損量增大，則其與工件表面的摩擦增大，使切削力增大，塑性變形增大，因而表面硬化限度也增大。刀刃圓弧半徑增大，將使刀具對(duì)加工表面的擠壓限度增長(zhǎng)，引起表面硬化限度加大。減小刀具前角，將使已加工表面的變形限度增大，加工硬化限度和深度也將增長(zhǎng)。（2）切削用量切削速度增大時(shí)，刀具與工件的接觸時(shí)間減少。塑性變形不充足。同時(shí)切削速度增大會(huì)使切削溫度升高，有助于冷硬回復(fù)，故使加工硬化限度減輕。進(jìn)給量加大時(shí)，切削力將增大，塑性變形隨之增大，引起冷硬限度增長(zhǎng)。切深對(duì)加工硬化的影響較小，一般說(shuō)來(lái)，切深越大，加工硬化越強(qiáng)。（3）工件材料加工硬化重要取決于材料的塑性變形。因此，工件材料的性能對(duì)加工硬化有很大影響。材料的塑性越大，加工硬化也越大。鑄鐵與鋼相比，鋼易于加工硬化。低碳鋼比高鋼易于硬化。2．表面層的殘余應(yīng)力經(jīng)機(jī)械加工后的工件表面層，一般部存在一定的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是表面質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。殘余應(yīng)力的分布深度可達(dá)25～30m。不同的加工方法和不同的工件材料所引起的殘余應(yīng)力是不同的。例如車削和銑削后的殘余應(yīng)力一般為200N／mm；高速切削及加工合金鋼時(shí)可達(dá)1000～1100N／mm；磨削時(shí)約為400～700N／mm。殘余應(yīng)力對(duì)零件的使用性能影響較大，殘余壓應(yīng)力可提高工件表面的耐蝕性和疲勞強(qiáng)度，而殘余拉應(yīng)力則使耐蝕性和疲勞強(qiáng)度減少，若拉應(yīng)力超過(guò)工件材料的疲勞強(qiáng)度極限，則會(huì)使工件表面產(chǎn)生裂紋，加速工件損壞及其影響因素的研究日益受到重視。 圖13-6產(chǎn)生表面層殘余應(yīng)力的因素有以下三方面：（1）熱塑性變形的影響切削加工時(shí)產(chǎn)生的切削熱引起局部高溫，其溫度梯度很大，將導(dǎo)致產(chǎn)生殘余應(yīng)力，其過(guò)程見圖13-6。圖中a為切削時(shí)從工件表面到內(nèi)部的溫度分布情況。Ⅰ區(qū)溫度在材料的塑性溫度以上，此時(shí)金屬產(chǎn)生熱塑性變形；Ⅱ區(qū)為過(guò)渡區(qū)，溫度在與常溫之間，這時(shí)金屬只產(chǎn)生彈性變形；Ⅲ區(qū)不受切削熱的影響，故不產(chǎn)生變形。切削時(shí)由于Ⅰ區(qū)處在塑性狀態(tài)，沒(méi)有內(nèi)應(yīng)力，而Ⅱ區(qū)的彈性伸長(zhǎng)受到Ⅲ區(qū)金屬的限制，故產(chǎn)生壓應(yīng)力，同時(shí)使Ⅲ區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力。如圖b所示。開始冷卻時(shí)，Ⅰ區(qū)溫度下降到Ⅱ區(qū)溫度時(shí)，體積收縮受Ⅲ區(qū)的阻礙而引起拉應(yīng)力，并使Ⅱ區(qū)的壓應(yīng)力增大。由于Ⅱ區(qū)金屬的收縮，Ⅲ區(qū)的拉應(yīng)力有所減小，如圖c所示。到完全冷卻時(shí)，Ⅰ區(qū)繼續(xù)收縮，形成較大的殘余應(yīng)力。Ⅱ區(qū)熱變形消失，完全由Ⅰ區(qū)收縮而形成較小的殘余壓應(yīng)力，Ⅲ區(qū)拉應(yīng)力消失，也受Ⅰ區(qū)影響而形成不大的壓應(yīng)力，見圖d。（2）冷塑性變形的影響切削加工中，由于切削力的作用，已加工表面受到很大的冷塑性變形，使表面金屬層的體積發(fā)生變化。切削加工后，切削力消失，基本彈性變形趨于恢復(fù)，但受到已產(chǎn)生塑性變形表面層的牽制，不也許恢復(fù)到本來(lái)的狀態(tài)，因而在表面層形成內(nèi)應(yīng)力。在通常情況下，使表面產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑性變形，結(jié)果產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。（3）金屬組織變化的影響切削加工時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)引起表面層金相組織的變化。不同的金相組織具有不同的比容（比容為單位質(zhì)量所具有的體積），當(dāng)金相組織的比容變化時(shí)，將產(chǎn)生不同符號(hào)和不同大小的殘余應(yīng)力。若相變后引起比容增大時(shí)，則將產(chǎn)生殘金壓應(yīng)力。相反，當(dāng)相變引起比容減小時(shí)，將產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。例如，淬火馬氏體的比容比較大，奧氏體比容較小，因此，若相變使淬火馬氏體含量減少，則金屬組織的體積將減小，結(jié)果產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，假如相變使奧氏體含量減少，則將引起金屬體積增長(zhǎng)，從而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。事實(shí)上加工表面的殘余應(yīng)力是上述三方面綜合作用的結(jié)果，在一定條件下，也許由某一種或兩種因素起主導(dǎo)作用。如在切削加工中，切削熱不大時(shí)以冷塑性變形為主，表面將產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。二、磨削加工時(shí)的影響因素（一）影響磨削加工表面粗糙度因素磨削是多數(shù)零件精加工的重要方法。磨削過(guò)程比其他切削加工過(guò)程復(fù)雜。磨削加工的表面粗糙度與其它切削加工有很大的不同，這是由砂輪結(jié)構(gòu)和磨削特點(diǎn)所決定的。砂輪是由大量磨粒用結(jié)合劑粘結(jié)而成，在磨料和結(jié)合劑之間存在一定間隙。磨削加工重要有以下特點(diǎn)：1．切削刃的形狀和分布帶有隨機(jī)性磨粒形狀是不規(guī)則的，它們?cè)谏拜啽砻嫔系姆植家彩请s亂無(wú)章的，砂輪經(jīng)金剛石修整后，磨粒上形成微小的等高棱角，每個(gè)棱角相稱于一切削刃，一般具有負(fù)前角和一定范圍的后角。2．切削微刃在磨削過(guò)程中是變化的在磨削過(guò)程中，磨粒要磨損。一般磨粒的磨損可分為磨耗性磨損、磨粒破碎和磨粒脫落三種形式。磨耗性磨損重要是由于磨粒表面受機(jī)械和化學(xué)作用，使切削刃磨損和鈍化而形成小平面。這種磨損占整個(gè)砂輪面積的比例很小，但對(duì)磨削性能影響很大。磨粒破碎大多是瞬時(shí)熱作用及局部應(yīng)力集中所引起的。這種磨損是砂輪磨損的重要形式。磨拉破碎后就會(huì)形成新的切削刃。對(duì)于磨粒脫落這種磨損，在正常情況下是比較少的。在磨削過(guò)程中，比較鋒利的磨粒能切下一定厚度的金屬，隨著磨粒的鈍化，切削作用逐漸減弱，直至只能對(duì)工件表面起擠壓和刻劃作用。由于砂輪表面參與磨削的磨粒數(shù)目極多，砂輪的線速度又比工件線速度高得多，因此在工件表面上的任意一塊小面積上，都受到很多磨粒的切削和刻劃作用，最終形成光滑的表面。由于以上特點(diǎn)，磨削過(guò)程是比較復(fù)雜的。下面就影響磨削表面粗糙度的重要因素作簡(jiǎn)要敘述。（1）砂輪砂輪的粒度對(duì)加工表面粗糙度的影響頗大。粒度號(hào)越大（即磨粒越細(xì)），則在單位時(shí)間內(nèi)切削的微刃越多，加工表面的粗糙度就越小。但當(dāng)粒度細(xì)到一定限度后，對(duì)減少表面粗糙度就不明顯。例如，在精密磨削時(shí)，選用60～80粒度的砂輪，通過(guò)精細(xì)修整后，采用微量切削能獲得R值小于0.08m的表面粗糙度。而用240粒度號(hào)的砂輪，同樣通過(guò)精細(xì)修整和采用微量進(jìn)給切削，其表面粗糙度并不比前者小。這是由于60～80粒度號(hào)的粒度雖粗，但經(jīng)精細(xì)修整后，砂輪表面的每個(gè)磨粒都形成許多等高性好的微刃。磨削時(shí)，磨粒微刃切入工件的深度是很淺的，并不是整個(gè)磨粒都起切削作用，這和240砂輪近乎一致。砂輪的硬度，對(duì)于表面粗糙度也有影響。若砂輪太軟，則磨粒易脫落，不易加工出表面粗糙度小的表面；若砂輪太硬，則磨粒鈍化后不易脫落即自銳能力差，此時(shí)砂輪和工件會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦導(dǎo)致工件表面燒傷，這也不利于減少工件表面粗糙度。所以砂輪的硬度應(yīng)選用得當(dāng)，規(guī)定磨削表面粗糙度低的工件直選用中硬砂輪。砂輪的修整量對(duì)磨削表面粗糙度有重大影響。磨削時(shí)，砂輪表面上的磨粒并不是都同時(shí)參與切削，由于砂粒在砂輪表面上的隨機(jī)性和不等高性，故參與磨削的砂粒只是其中的一部分。砂輪鈍化必須進(jìn)行修整，若修整導(dǎo)程（即砂輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，金剛石的縱向移動(dòng)量）和修整比（即修整時(shí)的切深與修整導(dǎo)程之比）越小，則砂輪上切削微刃越多，其等高性也越好，加工出的表面粗糙度就越低。（2）磨削用量砂輪線速度對(duì)工件表面粗糙度有顯著影響，一般取35m／s左右。當(dāng)提高其速度，則同一時(shí)間內(nèi)參與切削的磨粒微刃增多，每個(gè)微刃的去除量減少，殘留面積減小，從而減小磨削力和塑性變形，并同時(shí)減少工件的表面粗糙度。減小工件線速度和縱向進(jìn)給量，有助于減少工件表面粗糙度。但太低會(huì)使工件燒傷和產(chǎn)生形狀誤差。工件線速度根據(jù)砂輪線速度擬定，砂輪和工件線速度之比一般在50～140為宜。磨削深度對(duì)表面粗糙度有較大影響。當(dāng)磨削深度增大時(shí)，每個(gè)磨拉的切削負(fù)荷就增大，使磨制力和磨削熱增長(zhǎng)，工件的塑性變形也增長(zhǎng)。同時(shí)又容易破壞切削刃上的微刃，從而影響砂輪工作表面的質(zhì)量及其切削性能，使工件表面粗糙度增大。光磨次數(shù)對(duì)工件表面粗糙度有很大關(guān)系。所謂光磨即無(wú)進(jìn)給磨削，是指在磨削將要結(jié)束時(shí)，不再進(jìn)行徑向進(jìn)給，而靠工藝系統(tǒng)的彈性回復(fù)獲得微量進(jìn)給進(jìn)行磨削。隨著光磨次數(shù)的增長(zhǎng)，實(shí)際磨削量越來(lái)越小，磨削力和磨削熱也越來(lái)越小，因而工件的表面粗糙度也越來(lái)越小。同時(shí)，光磨還可以提高工件的幾何形狀精度。生產(chǎn)實(shí)際中，一般光磨次數(shù)為5～10次。（二）影響磨削加工表面層物理力學(xué)性能的因素磨削加工中，起主導(dǎo)作用的磨削熱會(huì)引起表面層金相組織發(fā)生變化、殘余應(yīng)力及磨削燒傷等。1．表面層金相組織變化與磨削燒傷磨削加工中，磨粒以很高的速度（一般為35m／s）和很大的負(fù)前角切削薄層金屬，在工件表面引起很大的磨擦和磨擦熱，其單位切削功率遠(yuǎn)比一般切削加工為大。由于磨削熱的很大一部分傳遞給工件，使得磨削層的溫度很高，一般可達(dá)500～600C。在某些情況下甚至達(dá)1000C。這時(shí)，就會(huì)引起工件表面層的金相組織發(fā)生變化，稱為磨削燒傷。金相組織的變化與工件材料、磨削溫度、冷卻速度等有關(guān)。對(duì)于淬火鋼，當(dāng)磨削區(qū)溫度超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度（中碳鋼為200～300C）時(shí)，工件表面本來(lái)的馬氏體將轉(zhuǎn)變成回火屈氏體或索氏體。這與回火、退火時(shí)的組織相近，使工件表面的硬度有所減少。這種情況稱為回火燒傷?；鼗馃齻谋砻嬗捎谘趸ず穸炔煌尸F(xiàn)不同的顏色，如黃、褐、藍(lán)、青等。當(dāng)淬火鋼表面溫度超過(guò)相變臨界溫度（一般中碳鋼為720C）時(shí)，馬氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。若此時(shí)進(jìn)行快速冷卻，則會(huì)產(chǎn)生二次淬火現(xiàn)象。即表面出現(xiàn)二次淬火馬氏體，其硬度比本來(lái)的回火馬氏體高，但很薄，這種情況稱為淬火燒傷。由于二次淬火馬氏體薄而脆，故使得表面層的物理力學(xué)性能有所減少。若上述情況不進(jìn)行冷卻而以干磨，則因工件冷卻緩慢，磨后工件表面硬度急劇下降，這種情況稱為退火燒傷。嚴(yán)重的磨削燒傷將使工件使用壽命成倍下降，有時(shí)甚至無(wú)法使用。減輕和消除磨削燒傷的工藝措施有：（1）選擇合適的砂輪選用脆性較大的磨料和硬度較軟的砂輪，提高砂輪的自銳性，使其保持較好的切削能力，減少磨削時(shí)的能量消耗。在保證工件粗糙度的前提下，應(yīng)選擇較粗的砂輪粒度。（2）及時(shí)合理地修整砂輪修整太細(xì)，容易引起工件燒傷；修整太粗，又形響表面粗糙度，故應(yīng)合理選擇砂輪修整參數(shù)。還可以采用開槽砂輪和瓦片砂輪，使砂輪的實(shí)際工作表面積減少，增大容屑空間，以防止砂輪表面堵塞。每顆磨粒的切削厚度增長(zhǎng)，會(huì)減少滑擦能的消耗。使磨削冷卻液容易進(jìn)入磨削區(qū)，以改善散熱條件。（3）合理選用磨削用量提高工件速度，可減少磨削熱源與工件表面的接觸時(shí)間，從而減少工件表面溫度；磨削深度應(yīng)適宜，太大，則產(chǎn)生的熱量大，太小將引起磨削時(shí)滑擦能的增長(zhǎng)；工件縱向進(jìn)給量越大，因砂輪與工件表面的接觸時(shí)間相對(duì)減少，故磨削區(qū)表面溫度越低，磨削燒傷越少。為了防止縱向進(jìn)給量增大而導(dǎo)致表面粗糙，可采用較寬的砂輪。（4）改善冷卻條件改善磨削冷卻液的配方，加大磨削液的流量，提高磨削液的壓力，改善磨削液噴咀結(jié)構(gòu)及采用內(nèi)冷卻方式等，都能使磨削區(qū)的溫度減少。2．表面層的殘余應(yīng)力與磨削裂紋前面已經(jīng)指出，機(jī)械加工后表面層的殘余應(yīng)力，是由冷態(tài)塑性變形、熱態(tài)塑性變形及金相組織變化等三方面因素的綜合結(jié)果引起的。對(duì)磨削加工，熱態(tài)塑性變形和相變起主導(dǎo)作用。根據(jù)前面的分析可知，這兩個(gè)因素使磨削表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力。當(dāng)此拉應(yīng)力超過(guò)工件的拉伸強(qiáng)度時(shí)，工件表面即產(chǎn)生裂紋。磨削裂紋來(lái)源于殘余應(yīng)力。因此凡能減少或消除殘余應(yīng)力的措施，均可減少或防止磨削裂紋的產(chǎn)生。提高工件速度、減小磨削深度和減少砂輪速度，對(duì)減少或防止磨削裂紋有利；工件材料也是一個(gè)重要因素，導(dǎo)熱性差的高強(qiáng)度合金鋼易產(chǎn)生裂紋，硬質(zhì)合金因其脆性大、抗拉強(qiáng)度低及導(dǎo)熱性不好而極易產(chǎn)生裂紋，對(duì)碳鋼，合碳量越高，越容易產(chǎn)生裂紋，當(dāng)含碳量小于0.6％～0.7%時(shí)，幾乎不產(chǎn)生裂紋。以上分析了影響表面物理力學(xué)性能的兩個(gè)重要因素。除此之外，表面層的加工硬化也是一個(gè)重要因素。如淬火鋼外圓的平均硬度層為20～40m，磨削時(shí)硬化限度為25～30m。這與車削時(shí)的硬化情況相稱。有關(guān)磨削硬化的機(jī)理及影響因素，與切削加工硬化相近。這里不再詳述。第三節(jié)表面強(qiáng)化工藝這里所說(shuō)的表面強(qiáng)化工藝是指通過(guò)冷壓加工的方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以減少表面粗糙度，提高表面硬度，并在表面層產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力的表面強(qiáng)化工藝。冷壓加工強(qiáng)化工藝是一種既簡(jiǎn)便又有明顯效果的加工方法，因而應(yīng)用十分廣泛。現(xiàn)僅對(duì)滾壓加工和噴丸強(qiáng)化方法加以說(shuō)明。一、滾壓加工滾壓加工是運(yùn)用金屬產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)成改變工件的表面性能、形狀和尺寸的目的。滾壓時(shí)，采用硬度較高的滾壓輪或滾珠，對(duì)半精加工的零件表面在常溫條件下加壓，使其受壓點(diǎn)產(chǎn)生彈性及塑性變形，進(jìn)而不僅表面粗糙度減少，并且使表面層的金屬結(jié)構(gòu)和性能也發(fā)生變化，晶粒變細(xì)，并向著變形最大的方向延伸，呈纖維狀，在表面留下有利的殘余應(yīng)力。滾壓加工的目的有三種：一種以強(qiáng)化零件為主，加壓大，變形層深（1.5～15mm）；其二以減少表面粗糙度和提高硬度為主；另一種以獲得表面形狀為主，如滾花、滾軋齒輪、螺紋等。圖13-7和圖13-8分別為外圓和內(nèi)孔的滾壓加工示意圖。 圖13-7滾壓加工特點(diǎn)如下：（一）滾壓對(duì)前工序的規(guī)定在滾壓前的表面粗糙度R不低于5m，壓前表面要清潔，直徑方向加工余量為0.02～0.03mm。滾壓后表面粗糙度為R0.63～0.16m。 圖13-8（二）滾壓使零件加工表面強(qiáng)化，而形狀精度及互相位置精度重要取決于前道工序。（三）滾壓對(duì)象是塑性的金屬零件，并且規(guī)定材料組織均勻。例如在鑄鐵零件上有局部松軟組織時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生較大的形狀誤差。（四）滾壓的生產(chǎn)率大大高于研磨和珩磨加工，所以，經(jīng)常以滾壓代替珩磨。二、噴丸強(qiáng)化噴丸強(qiáng)化是運(yùn)用大量快速運(yùn)動(dòng)中的珠丸打擊已加工完畢的零件表面，使表面產(chǎn)生冷硬層和殘余壓應(yīng)力。這時(shí)表面層金屬結(jié)晶顆粒形狀和方向也得到改變，因而有助于提高零件的抗疲勞強(qiáng)度和使用壽命。噴丸用的珠丸可是鑄鐵的，也可是切成小段的鋼絲（使用一段時(shí)間，自然變成球狀）其尺寸為0.2～4mm。小零件表面粗糙度低時(shí)，用較細(xì)的珠丸。鑄鐵珠丸易損壞，一般情況下宜用鋼珠丸。對(duì)零件上有凹槽、凸起等應(yīng)力集中的部位珠丸一般應(yīng)小于其圓弧半徑。以使這些表面得到強(qiáng)化。最常用的設(shè)備是壓縮空氣噴丸裝置和機(jī)械離心式噴丸裝置，這些裝置能使珠丸以35～50m／s的速度噴出。第四節(jié)機(jī)械加工中的振動(dòng)及其防治一、基本概念切削加工中，由機(jī)床、工件、刀具和夾具組成的工藝系統(tǒng)是一個(gè)彈性系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。工藝系統(tǒng)的振動(dòng)對(duì)工件加工產(chǎn)生極為不利的影響。它不僅使工件的表面質(zhì)量減少（如工件表面產(chǎn)生振紋等），機(jī)床和刀具壽命縮短，并且限制了加工生產(chǎn)率的提高。強(qiáng)烈的振動(dòng)還可使刀具崩刃，切削加工無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。振動(dòng)還會(huì)場(chǎng)帶來(lái)噪聲，污染環(huán)境，影響操作者的身心健康。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)零件表面質(zhì)量的規(guī)定越來(lái)越高。因而，對(duì)機(jī)械加工中振動(dòng)的產(chǎn)生因素及其發(fā)展規(guī)律進(jìn)行研究，并探討克制和消除振動(dòng)的途徑，已成為機(jī)械加工工藝領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。機(jī)械加工中的振動(dòng)，有自由振動(dòng)，逼迫振動(dòng)和自激振動(dòng)三種類型。（一）自由振動(dòng)當(dāng)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)。自由振動(dòng)是最簡(jiǎn)樸的振動(dòng)類型，在切削過(guò)程中，由于材料硬度不均或工件表面有缺陷，工藝系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生此類振動(dòng)。在此振動(dòng)過(guò)程中，不再有能量輸入，系統(tǒng)總具有一定的阻尼作用。放自由振動(dòng)將會(huì)逐漸衰減，因而對(duì)機(jī)械加工的影響不大。（二）逼迫振動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)在外界周期激進(jìn)力的連續(xù)作用下，所產(chǎn)生的振動(dòng)。由于外界激進(jìn)力不斷地給系統(tǒng)輸入能量，故逼迫振動(dòng)能連續(xù)進(jìn)行下去。（三）自激振動(dòng)系統(tǒng)未受到外界干擾力的作用，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的強(qiáng)烈振動(dòng)。這種穩(wěn)定性的周期振動(dòng)是由系統(tǒng)自身產(chǎn)生的交變力所激發(fā)和維持的，稱為自激振動(dòng)。切削過(guò)程中產(chǎn)生的自激振動(dòng)是頻率較高的強(qiáng)烈振動(dòng)，通常又稱為顫振。本節(jié)簡(jiǎn)介逼迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。二、機(jī)械加工中的逼迫振動(dòng)機(jī)械加工中逼迫振動(dòng)的周期振力可以來(lái)自工藝系統(tǒng)的內(nèi)部，也可以來(lái)自外部。在工藝系統(tǒng)內(nèi)部，各種回轉(zhuǎn)零件因不平衡而產(chǎn)生離心力即為激振力。如圖13-9所示，電機(jī)安裝在 圖13-9簡(jiǎn)支梁上，以角速度（相應(yīng)轉(zhuǎn)速為）轉(zhuǎn)動(dòng)，若電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量m有偏心距r，則產(chǎn)生離心力F=mr，此力在Z軸方向的分力F=mrcost，就是周期交變的激振力，其角頻率為=。在F力作用下，使簡(jiǎn)支梁離開平衡位置O-O而上下振動(dòng)。切削過(guò)程不連續(xù)，也會(huì)產(chǎn)生激振力。例如采用銑刀等多刃刀具加工或車削不連續(xù)表面時(shí)，引起切削力的周期性變化，產(chǎn)生逼迫振動(dòng)。此外，機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷，如齒輪傳動(dòng)的齒距誤差、齒形誤差、基圓偏心；軸承滾動(dòng)體不均勻；傳動(dòng)帶的接頭；液壓系統(tǒng)中的沖擊振動(dòng)以及往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)換向時(shí)的慣性力等，也會(huì)產(chǎn)生周期性變化的激振力，使系統(tǒng)產(chǎn)生逼迫振動(dòng)。在工藝系統(tǒng)的外部，臨近的振動(dòng)源，如其它機(jī)床、鍛壓設(shè)備及車輛的振動(dòng)等通過(guò)地基傳入正在進(jìn)行加工的機(jī)床，引起逼迫振動(dòng)。三、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)機(jī)械加工中的自激振動(dòng)是由切削過(guò)程自身引起的切削力的周期性變化所激起的，一旦切削停止，振動(dòng)也隨之消失。自激振動(dòng)經(jīng)常是導(dǎo)致加工質(zhì)量和生產(chǎn)率下降的重要因素。為了說(shuō)明自激振動(dòng)的產(chǎn)生原理，現(xiàn)以圖13-10所示電鈴的工作原理為例。當(dāng)按下按鈕8時(shí)．形成閉合回路，電池的電流通過(guò)6、5、和電磁鐵2的線圈，再回到電池。電磁鐵2產(chǎn)生磁力（由零最大）吸住銜鐵7，從而帶動(dòng)小錘4敲擊銅鈴3。當(dāng)彈簧片5被吸瞬時(shí)，電磁鐵失電而使磁力減小（由最大零），小錘靠彈簧片的彈力復(fù) 圖13-10位，觸點(diǎn)6通電又構(gòu)成閉合回路，電磁鐵再次吸引銜鐵使小錘敲擊銅鈴。如此循環(huán)而形成振動(dòng)。電鈴的自激振動(dòng)系統(tǒng)可由圖13-11來(lái)表達(dá)。它由兩部分組成。彈簧片、小錘和銜鐵組成振動(dòng)元件，以產(chǎn)生振動(dòng)；電磁鐵和電路組成調(diào)節(jié)元件，以產(chǎn)生交變力。它們之間的關(guān)系為：交變力使振動(dòng)元件產(chǎn)生振動(dòng)移位y，這就是激振；振動(dòng)元件又對(duì)調(diào)節(jié)元件產(chǎn)生反饋?zhàn)饔茫员阍俅萎a(chǎn)生交變力F。小錘敲擊銅鈴的頻率取決于彈簧片、小錘和街鐵自身的參數(shù)（質(zhì)量、剛度和阻尼）。而振動(dòng)消耗于阻尼和動(dòng)磨擦的能量，則由系統(tǒng)自身的電池供應(yīng)。由于電鈴的振動(dòng)過(guò)程不存在任何周期性的振源，其頻率又相稱于系統(tǒng)的固有頻率，因此它是和逼迫振動(dòng)不同的自傲振動(dòng)。機(jī)械加工中的自激振動(dòng)系統(tǒng)，也可由上述兩個(gè)基本部分組成。如圖13-12所示。若切削過(guò)程產(chǎn)生交變力F，則通過(guò)這個(gè)激振力，使工藝系統(tǒng)的彈性環(huán)節(jié)產(chǎn)生振動(dòng)位移y，通過(guò)y又反饋給切削過(guò)程再次產(chǎn)生交變力。維持振動(dòng)的能量由機(jī)床電機(jī)供應(yīng)。 圖13-11 圖13-12自激振動(dòng)的特點(diǎn)重要有：l．自激振動(dòng)則是一種不衰減的振動(dòng)。工藝系統(tǒng)在加工過(guò)程中自身能產(chǎn)生周期性變化的力，系統(tǒng)能從這種周期性變化的力中吸取能量，使振動(dòng)得以維持。2．自激振動(dòng)的頻率取決于工藝系統(tǒng)自身的參數(shù)，其頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率。3．自激振動(dòng)是由系統(tǒng)自身產(chǎn)生的交變力所激發(fā)和維持的，其振幅的大小取決于每一振動(dòng)周期內(nèi)系統(tǒng)所獲得的能量和所消耗的能量的比值。假如系統(tǒng)獲得的能量大于消耗的能量，則振動(dòng)將繼續(xù)加強(qiáng)，振幅不斷擴(kuò)大；反之，若吸取的能量少于消耗的能量，則振動(dòng)就減弱，振幅減小。當(dāng)取得的能量和消耗的能量相等時(shí)，系統(tǒng)處在穩(wěn)定振動(dòng)狀態(tài)，振幅穩(wěn)定在A值不變。四、機(jī)械加工中的振動(dòng)防治措施（一）防治逼迫振動(dòng)的重要途徑由上述討論可知，逼迫振動(dòng)的振幅在很大限度上取決于激振頻率、系統(tǒng)固有頻率、系統(tǒng)的靜剛度、阻尼系數(shù)及激振力幅值F等。因而可根據(jù)逼迫振動(dòng)的產(chǎn)生因素采用相應(yīng)的措施來(lái)減小或消除逼迫振動(dòng)。1．減少激振力加工系統(tǒng)中影響較大的振源是運(yùn)動(dòng)零部件的不平衡。例如，回轉(zhuǎn)零件不平衡，就會(huì)產(chǎn)生一周期性的干擾力，其圓頻率就是零件回轉(zhuǎn)的角速度。為了減小回轉(zhuǎn)零件這種因質(zhì)量不平衡而產(chǎn)生的激振力，應(yīng)將重要零、部件進(jìn)行靜、動(dòng)平衡。例如在精密、高速磨削時(shí)，應(yīng)平衡砂輪主軸部件。事實(shí)上，一般很難保證砂輪密度的均勻性，也即存在質(zhì)量偏心。并且砂輪在使用過(guò)程中，由于磨耗不均勻，冷卻液吸附的差異等，都會(huì)引起附加不平衡而激起逼迫振動(dòng)。為此，磨削前，砂輪應(yīng)進(jìn)行二次靜平衡，第一次靜平衡后應(yīng)在機(jī)床上進(jìn)行試磨，待砂輪被冷卻液完全浸潤(rùn)并經(jīng)修整后，再進(jìn)行第二次平衡。實(shí)踐表白，這樣可取得良好的效果。但由于砂輪磨耗和冷卻液吸附的隨機(jī)性，保持平衡一般較差，平衡較費(fèi)時(shí)，為了適應(yīng)磨削向高速、高效、高精度方向發(fā)展，目前正在采用附加平衡裝置，使砂輪在加工過(guò)程中自動(dòng)平衡。提高機(jī)床電機(jī)的平衡性也很重要。此外、還應(yīng)注意提高傳動(dòng)帶、鏈及齒輪等傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，如采用較完善的帶接頭或用纖維組織成的傳動(dòng)帶；以斜齒輪或人字齒輪代替直齒輪。提高齒輪副的制造和裝配精度等。在保證事部件加工精度的前提下，提高裝配質(zhì)量也是一種很有效的方法。2．提高工藝系統(tǒng)的剛度和阻尼提高工藝系統(tǒng)的剛度，可減小逼迫振動(dòng)的振幅；增長(zhǎng)系統(tǒng)的阻尼，可有效地克制系統(tǒng)在共振區(qū)的振動(dòng)。對(duì)于機(jī)床，重要提高起主振作用的主軸、刀架、床身、立柱及橫梁等的剛度，并通過(guò)刮研接觸面等方法來(lái)提高各部件間連接處和有相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的連接剛度。此外，還可采用跟刀架、中心架來(lái)縮短工件或刀具的懸伸長(zhǎng)度及采用刀具導(dǎo)向套來(lái)提高其剛度。增大系統(tǒng)的阻尼，可調(diào)節(jié)某些配合處的間隙、采用內(nèi)阻尼大的材料，或設(shè)立阻尼消振裝置等。3．消振和隔振工藝系統(tǒng)自身的干擾源，如工件余量不均勻或材質(zhì)不均勻，加工表面不連續(xù)或刀齒的斷續(xù)切削等引起的沖擊振動(dòng)可采用各種阻尼器或吸振裝置。設(shè)立吸振裝置就是在原有工藝系統(tǒng)中加上一個(gè)子系統(tǒng)，以改變工藝系統(tǒng)原有的動(dòng)態(tài)特性。圖13-13所示是鏜孔用的沖擊吸振裝置。圖中1為鏜桿，2為鏜刀，3為沖擊塊，4為螺旋蓋塞。沖擊塊安頓在鏜桿的空腔中，并與空腔保持0.05～0.1mm的間隙。當(dāng)鏜桿產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，沖擊塊不斷撞擊鏜桿而消耗振動(dòng)能量，從而起到消振作用。隔振是將激振源與振動(dòng)系統(tǒng)隔開。例如為了防止液壓驅(qū)動(dòng)引起振動(dòng)，最佳將油泵和機(jī)床分開，并用軟管連接；在精密機(jī)床上將齒輪泵改用葉片泵或螺 圖13-13桿泵，以減少振動(dòng)影響。又如為了不使外界振動(dòng)傳給機(jī)床，在機(jī)床安裝時(shí)，用隔離墊將機(jī)床與地基隔開等。4．合理安排固有頻率和調(diào)節(jié)振源頻率在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)使工藝系統(tǒng)各部件的固有頻率遠(yuǎn)離干擾振源的