第四章 表面質(zhì)量

第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述機器的產(chǎn)品使用壽命短，主要是由于工藝水平不高所致，其中的關(guān)鍵問題之一是機器零件的表面質(zhì)量。一、表面質(zhì)量的含義表面層的狀態(tài)1.表面的幾何性質(zhì)：1)表面粗糙度(Ra、Rz)：是表面紋理的微觀不平度，即微觀幾何形狀誤差。主要是由機械加工中切削刀具的運動軌跡所形成，其波長與波高的比值一般L/H<50。2)表面波度：介于宏觀形狀精度與微觀粗糙度間的周期性幾何形狀誤差，是表面紋理中一種寬間距的不平度，即中間幾何形狀。主要是由刀具的振動和偏移所造成，其波長與波高的比值一般為(L/H=50~1000)。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述一、表面質(zhì)量的含義二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響1.對耐磨性的影響：1)粗糙度：對半液體潤滑或干摩擦在一定的條件下，有一個最佳表面粗糙度，在這個表面粗糙度下，初期磨損量最小。對于完全液體潤滑，表面粗糙度越小越好。2)刀痕紋路方向：紋路方向?qū)δ湍バ缘挠绊懪c載荷大小有關(guān)紋路方向與相對運動方向一致時磨損最小紋路方向相互垂直且運動方向平行于下表面的紋路方向時磨損最小重載輕載存在一個最佳的加工硬化程度，低于或超過這個最佳值，磨損量會增加。磨損過程中，摩擦副的顯微硬度在變化。3)冷作硬化：一般都能使耐磨性提高。4)殘余應(yīng)力：本身對耐磨性影響不大。內(nèi)應(yīng)力和晶格畸變引起的顯微硬度變化，對耐磨性有影響。5)金相組織：淬硬表面的耐磨性顯然比不淬硬的要好。磨削燒傷將顯著地降低零件的耐磨性。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述一、表面質(zhì)量的含義二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響

1.對耐磨性的影響：

2.對耐疲勞性的影響：§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑2.對耐疲勞性的影響：在交變載荷作用下，工件表面由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，造成零件的疲勞損壞。1)表面粗糙度表面粗糙度值越大，耐疲勞強度也越低。越是優(yōu)質(zhì)鋼，表面粗糙度對耐疲勞強度的影響也越大。加工方法

鋼的強度極限δ(兆帕)4709501420相對耐疲勞強度(%)精細拋光或精研磨拋光或研磨精磨或精車粗磨或粗車軋制鋼材直接使用

1009593907010093908050100908570352)冷作硬化表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強度。但若冷硬過度表面出現(xiàn)了裂紋，將降低疲勞強度。鋼的含碳越高，提高的程度也越大。鑄鐵和有色金屬，提高的程度就較小。3)殘余應(yīng)力：殘余壓應(yīng)力可顯著的提高疲勞強度；殘余拉應(yīng)力則顯著地降低耐疲勞強度。4)金相組織：金相組織的改變使表面硬度增加，產(chǎn)生壓應(yīng)力時，可提高疲勞強度。3.對配合精度的影響：1)表面粗糙度粗糙度越小，配合精度高。表面質(zhì)量對耐磨性的影響，也就是對動配合的影響。對于靜配合，表面粗糙度太大將影響實際過盈量。

有效過盈量Δ實際=Δ理論-1.2(Rz1+Rz2)2)殘余應(yīng)力：殘余應(yīng)力引起的變形，使幾何形狀和尺寸改變，從而影響配合精度及配合性質(zhì)的穩(wěn)定。4.對耐腐蝕性的影響：1)表面粗糙度表面粗糙度越小，耐腐蝕性越好。2)殘余應(yīng)力：殘余壓應(yīng)力增強了耐腐蝕性，拉應(yīng)力則降低耐腐蝕性。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述一、表面質(zhì)量的含義二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響

1.對耐磨性的影響：

2.對耐疲勞性的影響：

3.對配合精度的影響：

4.對耐腐蝕性的影響：§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—2影響表面粗糙度的工藝因素一、表面粗糙度及波度的產(chǎn)生原因1.幾何因素：1)殘留面高度Rz：2)刀具表面的粗糙度及寬刀平直度理論實際幾何原因影響進給方向的粗糙度2.物理因素：塑性變形及碎裂主要影響切削速度方向的粗糙度積屑瘤：生成、長大和脫落將嚴重影響表面粗糙度。積屑瘤產(chǎn)生與切速平行的犁溝和在犁溝中鑲?cè)敕e屑瘤，在加工表面上造成硬點鱗刺：鱗刺是已加工表面上產(chǎn)生的周期性的鱗片狀毛刺，它往往使表面粗糙度等級降低2~4級。薄層切削時的打滑：當切深或進給量很小，而刀刃又不夠鋒利時，切削產(chǎn)生打滑，刀具后刀面的摩擦、擠壓和加工表面的回彈，使粗糙度增大。脆性材料的碎裂：對于脆性材料因其塑性變形較小，主要是碎裂，造成崩裂切屑而影響表面粗糙度。3.切削加工時的振動：

引起表面波度，它不論是在進給方向或是切削速度方向都會出現(xiàn)，但主要影響切削速度方向粗糙度，即速度方向的波紋主要是振動引起的。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素一、表面粗糙度及波度的產(chǎn)生原因二、影響加工表面粗糙度的因素：§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑二、影響加工表面粗糙度的因素：切削刀具或砂輪；工件材質(zhì)；加工條件。(一)切削加工的粗糙度1)刀具刀具的幾何角度：在中、低速切削時，適當增大前角，可以使表面粗糙度得到一定的改善。當U>50m/min時，前角基本不起作用。前角γ0：刀尖圓弧半徑rε：rε增加使殘留面積減小，但使切削力增加。主偏角Kr：減小主偏角可降低殘留面積高度，但將會增大切削力的徑向分力。后角α0：刀具刃磨質(zhì)量：前刀面、后刀面、刃口刀具材料：不同的刀具材料，刃磨后，刃口的鋒利程度不同。不同的刀具材料其摩擦系數(shù)不同，與工件材料的親合能力也不同。

副偏角Kr′2)切削用量：切削速度：加工塑性材料時，若切削速度處在產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺的范圍內(nèi)，加工表面將很粗糙。脆性材料塑性材料耐熱鋼不銹鋼低熔點材料進給量、背吃刀量減小，表面粗糙度減小。過小的背吃刀量或進給量，將使刀具在被加工表面上擠壓和打滑，形成附加的塑性變形，會增大表面粗糙度值。切削深度精密加工進給量HB185HB190HB200HB500HB2283)工件材料的性能與金相組織：工件材料的塑性越大，加工表面粗糙度越大。高速切削時，工件材料性能對表面粗糙度的影響很小。被加工材料的金相組織均勻細密，加工后表面粗糙度一般也較小。加工脆性材料時，其切屑呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點，使表面粗糙。4)冷卻潤滑的條件：切削液的作用：冷卻與潤滑避免表面軟化，減小材料的塑性變形，抑制積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素一、表面粗糙度及波度的產(chǎn)生原因二、影響加工表面粗糙度的因素：

(一)切削加工的粗糙度

(二)磨削加工§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑(二)磨削加工被磨表面單位面積上通過的砂粒數(shù)愈多，則該面積上的刻痕愈多，刻痕的等高性愈好，表面粗糙度值愈小。從塑性變形的角度分析，磨削過程溫度高，磨削加工時產(chǎn)生的塑性變形要比刀刃切削時大得多。磨削時，金屬沿著磨粒的兩側(cè)流動，形成溝槽兩側(cè)的隆起，使表面粗糙度值增大。1)砂輪磨料：磨料的選擇應(yīng)與被加工材料的性能相適應(yīng)。氧化物系磨料的硬度比碳化物系磨料低，但韌性好。氧化物系磨料用于磨削抗拉強度高的材料易于得到較小的表面粗糙度。碳化物系磨料用于磨削強度低和硬而脆的材料易于得到較小的表面粗糙度。粒度：砂輪磨粒越細，加工表面粗糙度也就越?。荒チ＿^細的砂輪，反而會增大工件的表面粗糙度。砂輪粒度的選擇，主要取決于加工表面粗糙度和生產(chǎn)率。粗磨時余量大，應(yīng)選擇較粗磨粒的砂輪；精磨時，應(yīng)選用較細的磨粒。硬度：反映磨粒在磨削力作用下，從砂輪表面上脫落的難易程度，稱為自礪性。砂輪硬度的選擇與工件所需的精度、粗糙度有關(guān)。硬度適當，砂輪表面粗糙度小，加工表面質(zhì)量高。加工硬金屬時，應(yīng)選較軟的砂輪；加工軟金屬，應(yīng)選擇較硬的砂輪；精磨時，為了保證磨削精度和表面粗糙度，應(yīng)選稍硬的砂輪。結(jié)合劑與組織：陶瓷結(jié)合劑，粘結(jié)性能差，抗振性也差，只能用于砂輪切削速度US<35m/s的場合，砂輪氣孔大，磨削生產(chǎn)率高。樹脂結(jié)合劑，結(jié)合強度高，砂輪的彈性和韌性好，切削可達US>50m/s，但耐熱、耐腐蝕能力差，氣孔小，易被磨屑堵塞。砂輪的組織：指磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者體積的比例關(guān)系。磨粒在砂輪總體積中所占的比例越大，則砂輪的組織越緊密，氣孔越小。組織緊密的砂輪用于成型磨削和精密磨削；組織中等的砂輪用于磨削淬火鋼，刀具刃磨；組織疏松的砂輪用于磨削韌性大而硬度不高的材料及大面積磨削。2)砂輪的修整：修整工具：單顆粒金剛石筆修整的質(zhì)量為最好。3)磨削用量：工件線速度U工：砂輪切削速度U砂：工件軸向進給量faU工的影響大于fa

光磨次數(shù)光磨，也稱為無進給磨削。光磨次數(shù)：5~10次

粒度越細，光磨效果好。

4)工件材料：太硬、太軟、太韌、導熱性差的材料都不易磨光。磨削深度ap5)冷卻液：磨削液的作用：主要是減少那些不起切削而起拋光作用的磨粒與工件表面的摩擦；沖掉碎落的磨粒和結(jié)合劑顆粒，減少它們對工件表面的擦傷機會；冷卻加工區(qū)，以降低加工中的塑性變形。一般的冷卻方法，對切削區(qū)的溫度實際上沒有大的作用，但是傳到工件上的熱卻大量地被磨削液帶走，使工件的溫度不致太高，有利于提高工件的精度。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素一、加工表面層的冷作硬化和強化：1.加工硬化的產(chǎn)生機械加工過程中，金屬表面層受切削力的作用產(chǎn)生塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生滑移剪切，晶粒被拉長、纖維化甚至碎化，這些都使得表面層的硬度增加，這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱冷作硬化和強化。金屬在加工時，還會產(chǎn)生切削熱。使金屬的塑性變形恢復及再結(jié)晶，失去加工硬化中所得到的物理機械性質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為軟化。金屬在機械加工過程中，同時受到力、熱的作用，其最后的加工硬化取決于強化速度和軟化速度的比率。衡量加工硬化的指標有下列三項：(1)表面層的顯微硬度HV(2)硬化層深度hy=0.05~0.2mm(3)硬化程度

2.各種機械加工方法的表面層加工硬化及其影響因素各種機械加工方法在加工鋼件時表面層加工硬化情況加工方法

材料

硬化層深度h(μm)

硬化程度N(%)

平均值最大值

平均值

最大值

車削

精細車削

端銑

圓周銑

鉆孔，擴孔

拉孔

滾齒，插齒

外圓磨

平面磨

研磨

低碳鋼

未淬硬中碳鋼

30-50

20-60

40-100

40-80

180-200

20-75

120-150

30-6030-6016-35

3-7

200

200110

250

20-50

40-80

40-60

20-40

60-70

50-100

60-100

60-100

40-60

50

12-17

100

120

100

80

150

100

影響因素：(1)切削力愈大，塑性變形愈大，硬化程度愈大，硬化層深度也愈大普通磨削高速磨削(2)變形速度愈快，塑性變形可能跟不上，這樣塑性變形將不充分，因此硬化深度和程度都減小。(3)切削溫度高，軟化作用增大，使得冷硬作用減小。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素

一、加工表面層的冷作硬化和強化：二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷(一)磨削燒傷的產(chǎn)生和實質(zhì)磨削燒傷—磨削表層溫升過高引起金相組織的改變，使表層的硬度、強度比加工前顯著降低，且產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力甚至引起顯微裂紋，影響零件使用性能。磨削燒傷的實質(zhì)：是材料表面層的金相組織發(fā)生變化。產(chǎn)生的原因：是溫度高。對中碳鋼來說：溫度在300℃以下，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體當溫度在350~450℃范圍時，馬氏體就轉(zhuǎn)化為回火(屈)托氏體

當加熱到500~650℃范圍時，馬氏體就轉(zhuǎn)化為回火索氏體

溫度高于650℃，則馬氏體將反轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體燒傷分類：磨削淬火鋼1.淬火燒傷—表面二次淬火、內(nèi)部回火磨削時，工件表面層溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。這時有充分的冷卻，則表層將急冷形成二次淬火馬氏體，硬度比回火馬氏體高，但很薄，只有幾個微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和托氏體。2.回火燒傷：超過回火溫度，表層硬度比心部低磨削時，如果工件表面溫度未超過相變溫度，但超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度(一般中碳鋼為300℃)，這時馬氏體將轉(zhuǎn)化為硬度較低的回火托氏體或索氏體。3.退火燒傷：干磨在磨削時，如果工件表面層溫度超過相變溫度，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，如果這時無冷卻液，則表層硬度急劇下降，這時工件表層被退火。這三種燒傷中，以退火燒傷最為嚴重。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素一、加工表面層的冷作硬化和強化：二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷

(一)磨削燒傷的產(chǎn)生和實質(zhì)

(二)防止燒傷措施：§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑0.01mm0.06mm0.02mm0.04mm(二)防止燒傷措施：磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷有兩個途徑：1.盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生；(1)控制磨削用量：磨削深度ap：磨削深度增大時，磨削力、磨削熱也急劇增加。6mm/單行程2412橫向進給量橫向進給量f(內(nèi)、外圓磨削時，相當于軸向每轉(zhuǎn)進給量)：橫向進給量越大磨削燒傷越少；

加工表面粗糙度增加；砂輪的磨耗也增加。f不宜選得過大。

0.5m/s3m/s2-1m/s3-2m/s工件線速度工件線速度UW：工件線速度增加，磨削區(qū)加工表面溫度上升，但其上升的速度沒有增加切削深度時那么大。為了減少燒傷而同時又能保持高的生產(chǎn)率，在選擇磨削用量時，應(yīng)選擇較大的工件線速度和較小的切削深度。UW越大，表層附近的溫度梯度越大，也就是UW越大，高溫層越薄。磨削燒傷層如果很薄，通過幾次光磨或下工序精磨能把燒傷層去掉。問題不僅在于有無燒傷，還在于燒傷層的厚度不能大。提高UW是減輕磨削燒傷的有效途徑，但加工表面粗糙度惡化，還應(yīng)提高砂輪線速度US。ap砂輪的切削速度US：切削速度增大，單位時間內(nèi)切削工件表面的磨粒數(shù)增多，磨粒在工件表面上的擠壓，磨擦作用增加，因此加工表面的溫度上升。切削速度增大，切削厚度減小，單顆磨粒與工件表面的接觸時間減少，這些因素又降低了加工表面層的溫度。提高砂輪切削速度，加工表面的溫升并不嚴重。燒傷區(qū)無燒傷區(qū)若與其它磨削用量參數(shù)相互配合，高速磨削的效果是很好的。適當減少磨削深度，提高工件線速度，砂輪的速度。(2)合理選擇砂輪磨料：提高磨粒的硬度、脆性和強度，有助于抑制磨削燒傷。粒度：為了避免發(fā)熱量大而引起磨削燒傷，宜選用較粗的磨粒。硬度：磨削導熱性差和薄壁不易散熱的工件，容易產(chǎn)生磨削燒傷，應(yīng)選用較軟的砂輪。砂輪過軟，對加工精度和表面粗糙度產(chǎn)生不利的影響。結(jié)合劑：為減輕燒傷，最好采用具有一定彈性的結(jié)合劑。組織：成形磨和精密磨時，選用組織緊密的砂輪，能保持成形精度，也易于得到較低的表面粗糙度；磨削熱敏感性強的材料，則應(yīng)選組織疏松的砂輪。(3)砂輪鈍化后及時修整：修整砂輪不宜過細，應(yīng)適當加大修整用量。2.改善冷卻條件，盡量減少傳入工件的熱量。改變磨削液的性能。改進冷卻方法：噴射法，內(nèi)冷卻法，間斷磨削法與含油砂輪等。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素一、加工表面層的冷作硬化和強化：二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷三、表面層的殘余應(yīng)力：§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑三、表面層的殘余應(yīng)力：內(nèi)應(yīng)力(殘余應(yīng)力)：外載去除后工件內(nèi)部殘存的內(nèi)力。原因：由于金屬內(nèi)部的相鄰宏觀或微觀組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。產(chǎn)生形、位誤差，是隨機誤差。(一)內(nèi)應(yīng)力的主要來源：1.毛坯制造：鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工過程中，由于各部分厚度不均勻，冷卻和收縮程度不一致，金相組織轉(zhuǎn)變使體積變化，都會使毛坯內(nèi)部產(chǎn)生相當大的殘余應(yīng)力。2.冷校直產(chǎn)生的：3.切削加工中產(chǎn)生的：(1)表面層冷態(tài)塑性變形的影響：表層就產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力

“-”里層則具有拉應(yīng)力“+”。(2)表面熱態(tài)塑性變形：切削加工時，由于加工區(qū)產(chǎn)生高溫，金屬受熱產(chǎn)生膨脹，但金屬表面各層的溫度梯度很大，因此各層的膨脹量不均，從而產(chǎn)生了應(yīng)力。磨削時，表面為“+”距表面的深度ts(3)金相組織改變：不同的金相組織具有不同的比重，亦即具有不同的比容。如果金屬局部發(fā)生金相組織的轉(zhuǎn)變，不論是膨脹還是收縮，與周圍的組織間必然產(chǎn)生應(yīng)力。比重馬氏體7.75(比重最小)珠光體7.78奧氏體7.96(比重最大)磨削淬火鋼時，產(chǎn)生回火或退火—表面“+”；二次淬火——表面“-”。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素一、加工表面層的冷作硬化和強化：二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷三、表面層的殘余應(yīng)力：

(一)內(nèi)應(yīng)力的主要來源：

(二)影響因素：§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑(二)影響因素：1.切削加工1)切削速度U和工件材料：45鋼2)刀具前角γ0磨削速度2.磨削加工1)磨削用量：圓周進給和軸向進給高速磨削普通磨削工業(yè)鐵工業(yè)鐵T8鋼2)工件材料：工件材料的強度越高、導熱性越差、塑性越低，磨削后表面產(chǎn)生拉應(yīng)力的傾向越大。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素一、加工表面層的冷作硬化和強化：二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷三、表面層的殘余應(yīng)力：

(一)內(nèi)應(yīng)力的主要來源：

(二)影響因素：

(三)加工表面層殘余應(yīng)力的控制(三)加工表面層殘余應(yīng)力的控制1)合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)、形狀：形狀簡單、對稱、壁厚均勻2)改善冷、熱加工工藝：

熱加工時，使受熱、冷卻均勻

冷加工時，粗、精分開3)合理安排時效自然時效：時間長人工時效：熱處理時效——退火、正火、回火振動時效4)精密加工或光整加工作為最終工序—產(chǎn)生壓應(yīng)力第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素一、加工表面層的冷作硬化和強化：二、加工表面金相組織的改變—磨削燒傷三、表面層的殘余應(yīng)力：

(一)內(nèi)應(yīng)力的主要來源：

(二)影響因素：

(三)加工表面層殘余應(yīng)力的控制

(四)表面強化工藝(四)表面強化工藝通過冷壓加工的方法，使表層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，提高表面硬度、強度并形成表面殘余壓應(yīng)力；在表面強化同時，表面微觀凸鋒也被壓平，使表面粗糙度降低。表面粗糙度可達0.4~0.1μm，加工精度可達IT5~IT6。表面強化工藝是無屑加工，生產(chǎn)率高，成本低。適用于多種材料的加工，但其硬度小于HB350（未淬火），效果明顯。強化工藝的應(yīng)用非常普遍，幾乎所有承受高應(yīng)力和交變載荷的零件都進行強化處理。1.噴丸強化噴丸強化是利用大量高速運動中的珠丸(帶冷卻液)打擊已加工的零件表面，使之產(chǎn)生冷硬層和殘余壓應(yīng)力的工藝方法。常用設(shè)備是壓縮空氣噴丸裝置或是機械離心式噴丸裝置，噴射速度30~50m/min。珠丸常用0.2~0.4mm小段鋼絲制成。工件為鋁制品時，改用玻璃丸或鋁丸。噴丸強化主要用于不規(guī)則表面和形狀比較復雜的表面。2.滾壓強化(P121)滾壓強化是用淬過火的自由旋轉(zhuǎn)的滾子，對工件表面均勻施加壓力，壓平凸峰，填入凹谷，降低了表面粗糙度。適于外圓、內(nèi)孔或平面等規(guī)則表面的加工。滾壓次數(shù)1~2次即可。3.擠壓強化應(yīng)用截面形狀與工件孔相同的擠壓工具，在兩者間有一定過盈量的條件下，進行推或拉，以達到提高內(nèi)孔精度和表面質(zhì)量的目的。擠壓加工中擠壓工具與工件孔間的過盈量是一個重要的工藝參數(shù)。過盈量的確定與工件材料、孔徑大小、擠壓前的加工質(zhì)量、潤滑條件等有關(guān)。(五)熱處理最常用的方法是滲碳、滲氮、滲鉻和淬火。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動§4—5消減振動的基本途徑§4—4機械加工中的振動一、機械振動的基本概念：1.振動對加工過程的影響：1)降低質(zhì)量2)降低刀具、機床零件的使用壽命：3)噪聲：4)降低生產(chǎn)率：2.機械振動的類型：1)自由振動：是由于切削力突然變化或其他外界偶然原因引起的。2)受迫振動：是在外界周期性變化的干擾力作用下產(chǎn)生的振動。3)自激振動：是切削過程本身引起切削力周期變化產(chǎn)生的振動。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動一、機械振動的基本概念：二、工藝系統(tǒng)的受迫振動：§4—5消減振動的基本途徑二、工藝系統(tǒng)的受迫振動：現(xiàn)象：磨削、銑削時常見原因：外來的周期性干擾力作用振源：外來的振源—由地基傳來。內(nèi)部振源—回轉(zhuǎn)件不平衡傳動元件缺陷：斷續(xù)切削：往復運動慣性、換向沖擊受迫振動特性：1)周期性干擾力引起振動，當交變的干擾力消除后，受迫振動就停止。2)受迫振動的頻率為干擾力頻率，或是其整倍數(shù)。

0.7≤λ≤1.3為共振區(qū)第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動一、機械振動的基本概念：二、工藝系統(tǒng)的受迫振動：三、工藝系統(tǒng)的自激振動：§4—5消減振動的基本途徑三、工藝系統(tǒng)的自激振動：自激振動(簡稱自振)不是由外力引起的振動，而是振動過程本身引起的切削力周期性變化，所加強和維持的一種不衰減的振動。又稱為顫振。現(xiàn)象：車、鏜1.特性：1)沒有周期性外力，只有固定能源

自激振動是由外部干擾力的偶然觸發(fā)而產(chǎn)生的，它的維持不是靠外界，而是靠振動系統(tǒng)本身。2)自激振動的頻率ω與系統(tǒng)的固有頻率相近。即它由系統(tǒng)本身的參數(shù)所決定。3)振動的形成和持續(xù)是由切削過程本身產(chǎn)生和控制。若切削停止，即使機床仍在空運轉(zhuǎn)，自振亦隨之消失。第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動一、機械振動的基本概念：

二、工藝系統(tǒng)的受迫振動：三、工藝系統(tǒng)的自激振動：

1.特性：

2.形成穩(wěn)定自振的條件：在振動的每個周期內(nèi)，一定要吸收能量，即外界對振動系統(tǒng)作功，以E+表示；同時振動一定會消耗能量，在振動的每個周期內(nèi)，一定要對外作功，以E-表示。E+=E-，則振動系統(tǒng)將處于穩(wěn)態(tài)。產(chǎn)生自振的條件：+E>-E或F切出>F切入2.形成穩(wěn)定自振的條件：自振的維持是靠振動系統(tǒng)本身第四章機械加工的表面質(zhì)量§4—1概述§4—2影響表面粗糙度的工藝因素§4—3影響表面物理機械性質(zhì)的工藝因素§4—4機械加工中的振動一、機械振動的基本概念：二、工藝系統(tǒng)的受迫振動：三、工藝系統(tǒng)的自激振動：

1.特性：

2.形成穩(wěn)定自振的條件：

3.自振機理：3.自振機理：1)再生自振：主要由于工件前一次切削留下的振痕引起切削基面的變化，從而產(chǎn)生切削力的變化引起自振。當?shù)毒?、砂輪寬度B大于工件每轉(zhuǎn)進給量fa時，后一轉(zhuǎn)切削表面與前一轉(zhuǎn)剛加工的表面會有重疊。fa重疊系數(shù)為：重疊系數(shù)μ=10>φ>-π，發(fā)生顫振。影響再生顫振的另一個主要因素是切削寬度aw。當aw>awlim，無論工件轉(zhuǎn)速多少都會發(fā)生顫振，不穩(wěn)定區(qū)。當aw<awlim，不論工件轉(zhuǎn)速多少都不會發(fā)生顫振，穩(wěn)定區(qū)。再生顫振要三個條件：重疊切削，相位角φ滯后，切削寬度aw超過極限切削寬度awlim2)振型耦合(相關(guān))自振振型耦合自振主要由于自振系統(tǒng)剛度主軸與切削力的相對位置符合一定條件后，使切削截面和切削力產(chǎn)生周期性變化而引起自振。振型耦合顫振的條件是：1)0<α<β此時K1<K2，則發(fā)生顫振。若此時K1>K2，即切削力靠近高剛度軸X2，則不會顫振。2)當α=β/2時，系統(tǒng)綜合剛度最小，最易顫振。3)K1與K2兩者剛度越接近(即差值越小)，則系統(tǒng)綜合剛度越小，越容易顫振。當β一定時，只要適當調(diào)整K1、K2間的比值及其主振方向α；或合理選取β角，