第3章机械加工表面质量及其控制第3章机械加工表面质量及其控制AnalysisandControlofMachiningSurfaceQuality3.1.1加工表面质量概念3.1.1加工表面质量概念3.1.1加工表面质量概念3.1.1加工表面质量概念3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响3.1.2表面质量对零件使用性能的影响第3章机械加工表面质量及其控制AnalysisandControlofMachiningSurfaceQuality3.2.1切削加工表面粗糙度3.2.1切削加工表面粗糙度3.2.1切削加工表面粗糙度3.2.1切削加工表面粗糙度积屑瘤的影响：鳞刺的影响3.2.1切削加工表面粗糙度3.2.2磨削加工表面粗糙度3.2.2磨削加工表面粗糙度3.2.2磨削加工表面粗糙度3.2.3表面粗糙度和表面微观形貌测量3.2.3表面粗糙度和表面微观形貌测量3.2.3表面粗糙度和表面微观形貌测量3.2.3表面粗糙度和表面微观形貌测量3.2.3表面粗糙度和表面微观形貌测量3.2.3表面粗糙度和表面微观形貌测量第3章机械加工表面质量及其控制AnalysisandControlofMachiningSurfaceQuality3.3.1加工表面层冷作硬化表面层冷作硬化的程度决定于产生塑性变形的力、变形速度及变形时的温度。结论：机械加工时表面层的冷作硬化就是强化作用和回复作用的综合结果。3.3.1加工表面层冷作硬化3.3.1加工表面层冷作硬化3.3.1加工表面层冷作硬化3.3.2表面金属金相组织变化表面颜色与烧伤之间的关系：黑青淡青米黄淡黄回火烧伤磨削区温度超过马氏体转变温度(350°)而未超过相变温度(Ac3)，则工件表面原来的马氏体组织将产生回火现象，转化成硬度降低的回火组织——索氏体或屈氏体；淬火烧伤磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体，由于冷却液的急冷作用，表层会出现二次淬火马氏体，硬度较原来的回火马氏体高，而它的下层则因为冷却缓慢成为硬度降低的回火组织。退火烧伤(最为严重)不用冷却液进行干磨削时，磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体，因工件冷却缓慢，则表层硬度急剧下降，这时工件表层被退火。磨削温度（组织变化)温度梯度（组织变化不同)冷却速度（得到组织不同)3.3.2表面金属金相组织变化3.3.2表面金属金相组织变化3.3.3表面金属残余应力3.3.3表面金属残余应力3.3.3表面金属残余应力3.3.3表面金属残余应力3.3.3表面金属残余应力3.3.3表面金属残余应力图8.12磨削裂纹3.3.3表面金属残余应力3.3.3表面金属残余应力冷却方法3.3.3表面金属残余应力3.3.4表面强化工艺3.3.4表面强化工艺第3章机械加工表面质量及其控制AnalysisandControlofMachiningSurfaceQuality3.4.1概述3.4.1概述3.4.2机械加工过程中强迫振动3.4.2机械加工过程中强迫振动图1内圆磨削振动系统a)模型示意图b）动力学模型c）受力图3.4.2机械加工中的自激振动3.4.2机械加工中的自激振动如图3-33a所示为单自由度机械加工振动模型。设工件系统为绝对刚体，振动系统与刀架相连，且只在y方向作单自由度振动。在背向力Fp作用下，刀具作切入、切出运动（振动）。刀架振动系统同时还有F弹作用在它上面。y越大，F弹也越大，当Fp=F弹时，刀架的振动停止。对上述振动系统而言，背向力Fp是外力，Fp对振动系统作功如图3-33b所示。刀具切入，其运动方向与背向力方向相反，作负功；即振动系统要消耗能量W振入；刀具切出，其运动方向与背向力方向相同，作正功；即振动系统要吸收能量W振出；图3-33单自由度机械加工振动模型a）振动模型b）力与位移的关系图当W振出<W振入时，由于刀架振动系统吸收的能量小于消耗的能量，故不会产生自激振动。当W振出=W振入时，因实际机械加工系统中存在阻尼，刀架系统在振入过程中，为克服阻尼还需消耗能量W摩阻（振入），故刀架振动系统每振动一次，刀架系统便会损失一部分能量。因此，刀架系统也不会有自激振动产生。当W振出>W振入时，刀架振动系统将有持续的自激振动产生。三种情况：3.4.2机械加工中的自激振动3.4.2机械加工中的自激振动一般0＜μ＜1，轴向切削时，0＜μ＜1径向切入（前后两次走刀完全重叠时），μ=1（如切槽、钻、端铣等）车方牙螺纹，μ=0，无重迭