第14-15講 第四章-機(jī)械加工表面質(zhì)量

第四章機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械制造工藝學(xué)2§4-4

機(jī)械加工過程中的振動(dòng)§4-3

影響表面層力學(xué)物理性能的工藝因素§4-2影響表面粗糙度的工藝因素§4-1加工表面質(zhì)量對使用性能的影響主要內(nèi)容3

任何機(jī)械加工所得到的零件表面．實(shí)際上都不是完全理想的表面，實(shí)踐表明，機(jī)械零件的破壞．一般總是從表面層開始的。這說明零件的表面質(zhì)量是至關(guān)重要的．它對產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。研究加工表面質(zhì)量的目的，就是要掌握機(jī)械加工的各種工藝因素對加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律，以便應(yīng)用這些規(guī)律控制加工過程．最終達(dá)到提高加工表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能的目的。第四章機(jī)械加工表面質(zhì)量4§4-1加工表面質(zhì)量對使用性能的影響一、加工表面質(zhì)量的概念加工表面質(zhì)量表面物理力學(xué)性能的變化表面微觀幾何形狀特征表面粗糙度表面波度表面層冷作硬化表面層殘余應(yīng)力表面層金相組織的變化表面波度紋理方向傷痕5

a）波度b）表面粗糙度

零件加工表面的粗糙度與波度RZλHλRZ

1、表面的幾何形狀誤差

表面粗糙度：加工表面的微觀幾何誤差，波長與波高比值小于50（微觀幾何形狀誤差：Ra---表面輪廓算術(shù)平均偏差；Rz---微觀不平點(diǎn)高度）。表面波度：加工表面不平度波長與波高比值在50~1000的幾何形狀誤差（宏觀幾何形狀誤差：圓度誤差、圓柱度誤差)紋理方向：表面刀紋的方向（圖4-2）傷痕：加工表面?zhèn)€別位置出現(xiàn)的缺陷一、加工表面質(zhì)量的概念6幾何形狀誤差>刀紋方向一、加工表面質(zhì)量的概念7

2、表層金屬的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能。表面層金屬的冷作硬化（一般加工：0.05~0.30mm滾壓加工：幾個(gè)毫米）表面層的殘余應(yīng)力切削力和切削熱綜合作用下，表面層金屬晶格會發(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)生殘余應(yīng)力。表面層金相組織的變化切削熱引起

一、加工表面質(zhì)量的概念8二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響1．表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響（1）表面粗糙度對零件耐磨性的影響

表面粗糙度太大和太小都不耐磨。如圖所示。9表面粗糙度太大，接觸表面的實(shí)際壓強(qiáng)增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加劇；表面粗糙度太小，也會導(dǎo)致磨損加劇。因?yàn)楸砻嫣饣?，存不住潤滑油，接觸面間不易形成油膜，容易造成干摩擦而加劇磨損；表面粗糙度太小，接觸面間容易發(fā)生分子粘接，機(jī)械咬合作用增大。表面粗糙度的最佳值與機(jī)器零件的工作情況有關(guān)，載荷加大時(shí)，磨損曲線向上、向右移動(dòng)，最佳表面粗糙度值也隨之右移。二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響10（2）紋理對耐磨性的影響紋理（有效接觸面積，潤滑液的存留）

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)方向相同耐磨性好；垂直時(shí)耐磨性差。二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響11（3）表面層的冷作硬化對零件耐磨性的影響加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。因?yàn)樗鼓Σ粮北砻鎸咏饘俚娘@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。

并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。這是因?yàn)檫^分的冷作硬化，將引起金屬組織過度“疏松”，在相對運(yùn)動(dòng)中可能會產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響122．表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響（1）表面粗糙度對零件疲勞強(qiáng)度的影響

表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。對承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，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響13（2）表面層冷作硬化與殘余應(yīng)力對零件疲勞強(qiáng)度的影響

適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度。殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分，殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低疲勞強(qiáng)度。

殘余壓應(yīng)力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(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、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響143．表面質(zhì)量對零件耐腐蝕性能的影響（1）表面粗糙度對零件耐腐蝕性能的影響零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強(qiáng)烈。因此減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。（2）表面殘余應(yīng)力對零件耐腐蝕性能的影響零件表面殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性，而表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響15（1）表面粗糙度對零件配合精度的影響

表面粗糙度較大，則降低了配合精度。（2）表面殘余應(yīng)力對零件工作精度的影響表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會影響它們精度的穩(wěn)定性。表面質(zhì)量對零件使用性能還有其它方面的影響：如減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測量精度；對滑動(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.表面質(zhì)量對零件配合質(zhì)量的影響二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響16表面質(zhì)量對零件使用性能的影響小結(jié)：零件表面質(zhì)量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性對疲勞強(qiáng)度的影響對耐磨性影響對耐腐蝕性能的影響對工作精度的影響適度冷硬、殘余壓應(yīng)力能提高疲勞強(qiáng)度粗糙度越大、配合精度降低殘余應(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)力反之則降低耐腐蝕性17§4-2影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改善措施一、切削加工表面粗糙度

切削加工后表面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因素有：刀尖圓弧半徑rε，主偏角kr、副偏角kr′，進(jìn)給量f。如圖所示1、刀尖的幾何因素的影響18.圖:理論表面粗糙度

一、切削加工表面粗糙度19.

如右上圖所示，由國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面粗糙度定義，輪廓的算術(shù)平均偏差：

陰影部分面積/測量長度同理，如右下圖所示，取測量長度為f的一段工件廓，則理論表面粗糙度為：

陰影部分面積/測量長度=一、切削加工表面粗糙度20.

而三角形底邊長度

即：則

而工件外圓的輪廓的算術(shù)平均偏差（理論表面粗糙度）為：

重要結(jié)論：刀具的幾何形狀影響工件的表面粗糙度。生產(chǎn)中，一般應(yīng)減小f和來提高表面粗糙度。一、切削加工表面粗糙度21直線刃車刀（a）圓弧刃車刀（b）切削殘留面積的高度：一、切削加工表面粗糙度222、物理因素的影響（1）工件材料的影響韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。材料金相組織：對同樣的材料，金相組織越粗大，加工表面粗糙度大，故對中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。脆性材料：加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。一、切削加工表面粗糙度23（2）切削速度的影響

加工塑性材料時(shí)，切削速度對表面粗糙度的影響隨切削速度的變化而變化（對積屑瘤和鱗刺的影響）積屑瘤和鱗刺對表面粗糙度的影響較大。鱗刺：工件表面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材料且較大時(shí)，刀－屑之間由于冷焊而產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)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，切屑代替前刀面推擠切削層，造成已加工表面上出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)裂，生成鱗刺。一、切削加工表面粗糙度24加工塑性材料時(shí)切削速度對表面粗糙度的影響切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小：選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度。切削速度對脆性材料的影響不大。一、切削加工表面粗糙度25（3）進(jìn)給量的影響

減小進(jìn)給量f固然可以減小表面粗糙度值，但進(jìn)給量過小，表面粗糙度會有增大的趨勢，效率降低。（4）其它因素的影響

此外，合理使用冷卻潤滑液，適當(dāng)增大刀具的前角，提高刀具的刃磨質(zhì)量等，均能有效地減小表面粗糙度值。一、切削加工表面粗糙度261.幾何因素

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，則磨削表面的粗糙度值越小。（1）磨削用量對表面粗糙度的影響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表面粗糙度的影響磨粒粒度號大（磨粒細(xì)）-----Ra小磨粒間距小-------Ra小二、磨削加工后的表面粗糙度272、物理因素對Ra的影響熱多---塑變增加----晶粒拉長、裂紋、堆積（1）磨削用量V砂輪增大-----塑變小---------Ra小V工件增大-----塑變增大-------Ra大磨深增大-----塑變增大-------Ra大二、磨削加工后的表面粗糙度282.砂輪的選擇粒度大------Ra小（46—60號）砂輪硬度----硬度大，磨粒不易脫落，自銳性差，塑變大砂輪組織——磨粒、結(jié)合劑、氣孔的比例砂輪材料氧化物（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、磨削加工后的表面粗糙度29§4-3影響表面層力學(xué)物理性能的工藝因素及其改進(jìn)措施一.加工表面層的冷作硬化

機(jī)械加工時(shí)，工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)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、纖維化甚至碎化，從而使表面層的強(qiáng)度和硬度增加，這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱冷作硬化和強(qiáng)化。1、定義302、影響表面冷作硬化的因素

以切削加工為例：⑴切削用量影響

f↑→切削力↑→塑變↑→冷硬↑切削速度影響復(fù)雜：（力與熱綜合作用結(jié)果）

f和v對冷硬的影響硬度(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：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，使冷硬程度有所增加

切削深度影響不大

一.加工表面層的冷作硬化3100.20.40.60.81.0磨損寬度VB(mm)100180260340硬度(HV)50鋼，v

=40(m/min)f=0.12～0.2(mm/z)刀具后刀面磨損對冷硬影響⑶工件材料

材料塑性↑，冷硬傾向↑⑵刀具幾何形狀的影響

切削刃鈍圓半徑rε↑，冷硬程度↑（其他幾何參數(shù)影響不明顯）刀具磨損影響顯著（力和熱互相作用）一.加工表面層的冷作硬化32二.表層金屬的金相組織的變化

1.表面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)及其鄰近區(qū)域產(chǎn)生了一定的溫升。產(chǎn)生磨削燒傷現(xiàn)象。

磨削燒傷：磨削加工時(shí)，表面層有很高的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到相變臨界點(diǎn)時(shí)，表層金屬就發(fā)生金相組織變化，強(qiáng)度和硬度降低、產(chǎn)生殘余應(yīng)力、甚至出現(xiàn)微觀裂紋。同時(shí)出現(xiàn)彩色氧化膜這種現(xiàn)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形式。332.磨削燒傷的三種形式

淬火燒傷：磨削時(shí)工件表面溫度超過相變臨界溫度（碳鋼為720）時(shí)，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。在冷卻液作用下，工件最外層金屬會出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織。其硬度比原來的回火馬氏體高，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，表面層總的硬度是降低的，這種現(xiàn)象稱為淬火燒傷。二.表層金屬的金相組織的變化

34回火燒傷

磨削時(shí)，如果工件表面層溫度只是超過原來的回火溫度，則表層原來的回火馬氏體組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象而轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^低的回火組織（索氏體或托氏體），這種現(xiàn)象稱為回火燒傷。退火燒傷磨削時(shí)，當(dāng)工件表面層溫度超過相變臨界溫度時(shí)，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。若此時(shí)無冷卻液，表層金屬空氣冷卻比較緩慢而形成退火組織。硬度和強(qiáng)度均大幅度下降。這種現(xiàn)象稱為退火燒傷。二.表層金屬的金相組織的變化

353.影響磨削燒傷的因素及改善途徑1）砂輪與工件材料（1)磨削時(shí)，砂輪表面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)熱性差的材料(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

362）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)冷卻裝置

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

37三.表層金屬的殘余應(yīng)力

機(jī)械加工中工件表面層組織發(fā)生變化時(shí)，在表面層及其與基體材料的交界處會產(chǎn)生互相平衡的彈性力。這種應(yīng)力即為表面層的殘余應(yīng)力。1、表面層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因工件表面受到擠壓與摩擦，表層產(chǎn)生伸長塑性變形，基體仍處于彈性變形狀態(tài)。切削后，表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，而在里層產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。1）冷態(tài)塑性變形382）熱態(tài)塑性變形表層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力切削熱在表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的示意圖三.表層金屬的殘余應(yīng)力

39

工件表面在切削熱的作用下，產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)基體溫度較低，因此表面層熱膨脹受基體的限制產(chǎn)生壓應(yīng)力；當(dāng)表面層的熱膨脹程度超過材料的彈性變形范圍時(shí)，會產(chǎn)生熱塑性變形。當(dāng)切削結(jié)束，表層溫度下降到與基體溫度一致時(shí)，因?yàn)楸砻鎸右旬a(chǎn)生熱塑性變形而不能彈性恢復(fù)，表面層收縮時(shí)受彈性變形基體的限制產(chǎn)生了殘余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生壓應(yīng)力。三.表層金屬的殘余應(yīng)力

403）表面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，但受到未相變的內(nèi)層金屬的牽制，故工件表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。三.表層金屬的殘余應(yīng)力

41

2、由于刀具鈍圓刃切削時(shí)的金屬塑性變形所產(chǎn)生的殘余應(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Δ的薄層金屬無法被鈍圓刃切離工件而被強(qiáng)烈擠壓成為已加工表面。三.表層金屬的殘余應(yīng)力

42

機(jī)理：工件已加工表面的表層金屬受刀具鈍圓刃的強(qiáng)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)層金屬彈性恢復(fù)時(shí)受到表層金屬的牽制，故工件表層金屬產(chǎn)生產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。三.表層金屬的殘余應(yīng)力

43四.表面強(qiáng)化工藝

表面強(qiáng)化工藝是指通過冷壓加工方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以降低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的表面強(qiáng)化工藝。常見的冷壓加工方法有：噴丸強(qiáng)化，滾壓加工等。44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↑。1、噴丸強(qiáng)化用于強(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。珠丸擠壓引起殘余應(yīng)力

壓縮拉伸塑性變形區(qū)域珠丸可以是鑄鐵的，也可以是切成小段的鋼絲（使用一段時(shí)間后，自然變成球狀）。對于鋁質(zhì)工件，為避免表面殘留鐵質(zhì)微粒而引起電解腐蝕，宜采用鋁丸或玻璃丸。珠丸的直徑一般為0.2~4mm，對于尺寸較小、表面粗糙度值較小的工件，采用直徑較小的珠丸。452、滾壓加工利用淬硬和精細(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。滾壓加工可以加工外圓、孔、平面及成型表面，通常在普通車床、轉(zhuǎn)塔車床或自動(dòng)車床上進(jìn)行滾壓加工原理圖4647第四節(jié)機(jī)械加工過程中的振動(dòng)振動(dòng)振痕（刀具與工件相對位移）——表面質(zhì)量，影響使用性能工藝系統(tǒng)受動(dòng)態(tài)交變載荷——刀具加劇磨損、崩刃、機(jī)床連接特性破壞噪聲——危害操作者的身體健康主要有強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)48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)（影響精密加工質(zhì)量、生產(chǎn)率的關(guān)鍵問題）。1.強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的原因

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)械加工過程中的強(qiáng)迫振動(dòng)492.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相同或是干擾力的整數(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)響應(yīng)將處于機(jī)床動(dòng)態(tài)響應(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)某一固有頻率相同，共振（阻尼小，振幅十分大）一、機(jī)械加工過程中的強(qiáng)迫振動(dòng)50減小強(qiáng)迫振動(dòng)幅值改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)改變工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、機(jī)械加工過程中的強(qiáng)迫振動(dòng)511.概述定義（自激振動(dòng)；顫振）由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(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)52自激振動(dòng)特征無外力干擾自激振動(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)532.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（單自由度機(jī)械加工振動(dòng)模型）

刀架振出：切削力對振動(dòng)系統(tǒng)作功，振動(dòng)系統(tǒng)則從切削過程中吸收一部分能量（W振出=W12345），儲存在系統(tǒng)中刀架的振入：在彈性恢復(fù)力作用下，振動(dòng)系統(tǒng)對切削過程作功，振動(dòng)系統(tǒng)消耗能W振入=W54621二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)54當(dāng)W振出>W振入時(shí)，切削力Fy對振動(dòng)系統(tǒng)作功大于振動(dòng)系統(tǒng)對切削過程作功，加工系統(tǒng)有持續(xù)的自激振動(dòng)產(chǎn)生，加工系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。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<W振入+W摩阻，加工系統(tǒng)將出現(xiàn)振幅遞減的自激振動(dòng)產(chǎn)生自激振動(dòng)的條件（在位移點(diǎn)Yi點(diǎn)）：

F振出yi>F振入yi二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)55二、機(jī)械加工中的自激振動(dòng)561.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572.振型耦合原理（多自由度系統(tǒng)）例如：一個(gè)二自由度振動(dòng)系統(tǒng)，如因偶然干擾使刀架系統(tǒng)產(chǎn)生角頻率為ω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=Aysinωtz=Azsin(ωt+φ)式中Ay---y向振幅

Az---z向振幅

φ---z向相對于y向在主振頻率ω上的相位差。φ不同，刀尖振動(dòng)軌跡不同三、自激振動(dòng)的激振機(jī)理58如果：φ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)A→C→B，切削厚度較薄切削力小。振出運(yùn)動(dòng)B→D→A，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)間互相耦合，互相關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的自激振動(dòng)，稱振型耦合型顫振。三、自激振