《机械制造工艺学》的PPT课件第四章 机械加工表面质量.ppt

机械设计制造和自动化，第四章机械加工表面质量，4.1，4.2，4.3，4.4，4.5，机械加工表面质量的概念表面粗糙度及其影响因素，机械加工后表面物理机械特性的变化控制路径振动对表面质量的影响和控制，内容概述，4-1加工表面质量的基本概念，1，概述，零件的机械加工质量以及加工精度加工表面质量决定机器的使用性能和寿命延长。机械加工表面质量以机械零件的加工表面和表面层为分析和研究对象。加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，存在不同级别的表面粗糙度、冷钢、裂纹等表面缺陷。只有很薄的层(几微米几十微米)，但对机械零件的耐磨性、耐腐蚀性、配方质量和疲劳强度等有复杂的影响，会影响产品的性能和寿命，因此要充分注意。4-1加工表面质量的基本概念，一，概述，沿深度更改加工表面层的示意图，零件表面质量，表面粗糙度，表面粗糙度，表面粗糙度，表面物理和机械特性的变化，表面微观几何特性，表面层的冷硬化，表面层的残余应力，表面层的金属组织变化，表面质量的内容，频率比的影响，2，强制振动的特性，4-6加工中的强制振动和抑制，2，强制振动的数学说明和具体，动态放大系数：2，强制振动的特性，4-6加工中的强制振动和抑制，2，强制振动的数学说明和具体，振幅，3，振动系统的动态刚度，4-6加工中的强制振动和抑制，二，强制振动的数学描述和特定，周期性动态载荷下系统中交变力的振幅和振幅(动态位移)的比率称为系统的动态刚度。也就是说，减少激振力以调整振源频率，并采取工艺系统刚度和阻尼的振动隔离措施，采用减振装置。4-6加工中的强制振动和抑制，3，减少强制振动的措施，如果在加工过程中已确认了强制振动，则应寻找振动源，以消除振动源，或寻找减少振动源对加工过程影响的方法。从强制振动的特性中可以看出，强制振动的频率始终等于干涉力的频率或其倍数。我们可以根据强制振动的这个规律找到强制振动的来源。4-6加工强制振动和抑制，4，加工过程中如何找到强制振动振源，实际加工过程中工件材料硬度不均、加工余量变化等偶然外部干涉导致切削力发生变化，引起工艺系统的自由振动。系统的振动必然会在工件和刀具之间的相对位置发生周期变化，这种变化会导致切削力的波动，从而在工艺系统中产生振动。因此，通常认为自振是由振动系统(工艺系统)和调整系统(切削工艺)两部分组成的一个闭环系统。在励磁过程系统中产生振动运动的交变力发生在切削过程本身，切削过程由工艺系统的振动同时控制，当工艺系统的振动停止时，动态切削力也消失了。，4-7机械加工中的自激振动和抑制，第一，自激振动的发生和特性，自激振动：加工过程中没有周期外力的情况下由系统内部的激励反馈产生的周期振动称为自激振动；金属切削中的磁振一般称为切削颤振，即所谓的颤振。4-7机械加工中的自激振动和抑制，第一，自激振动的发生和特性，电动机，机械振动系统，调整系统(切削过程)，振动位移y(t)，交变切削力F(t)，自激振动系统，磁振是由振动系统本身的参数决定的，该参数与强迫振动明显不同。自由振动通过阻尼快速衰减，但自振不会通过阻尼衰减。自激振动的频率接近系统的固有频率。也就是说，颤振频率取决于振动系统的固有特性。这类似于自由振动，但与强制振动根本不同。如图2a所示，4-7加工中的磁激振动和抑制，1，磁激振动的产生和特性。如果将工件系统设置为绝对刚体，则振动系统将连接到刀架，并仅在y方向以单个自由度振动。在转向力Fp时，刀具进行切入、切削运动(振动)。转塔振动系统也用f炸弹工作。y越大，F弹道越大，Fp=F弹停止刀架的振动。对于上述振动系统，取向力Fp是外力，Fp对振动系统起作用，如图2b所示。在刀具切入的相反方向移动的刀具；换言之，振动系统消耗能量w振动。刀具以与反作用力相同的方向移动，以进行正向操作。也就是说，振动系统必须吸收能量w振动。自激振动生成条件，4-7加工中的自激振动和抑制，1，自激振动生成和特性，图2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，4-7加工中的自激振动和抑制，第一，自激振动生成和特性，自激振动发生条件(。4-7机械加工中的自激振动和抑制，第一，自激振动的发生和特性，自激振动的条件生成，W振动=W摩擦(振动)振动时，系统具有稳定的自激振动；在W振动 W摩擦(振动)下振动时，系统具有一定程度增加振幅的自激振动，系统具有稳定的自激振动；当W在W摩擦(振动)下振动时，系统是振幅减小到一定程度的自激振动，系统有稳定的自激振动。因此振动系统产生自激振动的基本条件包括w振动、FP振动、4-7加工中的自激振动和抑制、1、自激振动生成和特性、自激振动生成条件、4-7加工中的自激振动和抑制、2、自激振动生成理论3354再生颤振、1、再生颤振在稳定切削过程中，刀架系统受到材料硬点、加工馀量不均匀或其他原因的冲击等意外干扰。因此，刀架系统会产生自由振动，并在加工的表面留下相应的振动图案。工件反转方向后，刀具在留下振动图案的表面切削。切削厚度发生变化，切削力周期性变化，产生动态切削力。切削厚度变化引起的这种自激振动称为“再生颤振”。图3自由正交切削再生颤振生成，4-7加工中的自激振动和抑制，2，生成自激振动的学说再生颤振，1，再生颤振原理，切削模型：y0在最后切削的曲面y切入工件时切削力进行正操作，在切削工件时进行负操作。，4-7机器加工中的磁振和抑制，2，再生颤振生成条件，2，产生磁振的学说再生颤振，图a: y比y0提前一步角度，在切入工件的反周期中刀具大于平均切削厚度，平均切削力也大，切削力对系统的精力小于声速图b):y和y0等相位角度，=0，正操作=负，自振无。图c):y与y0为一个相位角度，正操作负操作，能量输入系统补偿制动的能量消耗，产生自激振动。4-7机器加工中的自激振动和抑制，2，再生颤振生成条件，2，产生自激振动的学说再生颤振，结论：再生颤振中，只有再生振动模式的相位落后于先前振动模式的相位时，才能发生再生颤振。常规0 1，径向切入=1(槽、钻、端铣等)侧切0 1汽车方形螺纹，=0，无重复切削，不可再生颤振。重叠系数越大，先前涟漪对动态力的影响就越大。重叠系数：上一切削工件表面形成的波纹面宽度在下一切削有效宽度中所占的比例用表示。=(b-f)/bb-切削宽度，f-进给。3，叠加系数对再生颤振的影响，第二，生成自激振动的学说再生颤振，4-7机器加工中的自激振动和抑制，如果垂直汽车方形螺纹的外部圆形表面没有如图所示进行叠加切削，则根据再生颤振原理无法生成颤振。但是，在实际加工中，当切削深度达到一