第三章机械制造工艺学ppt课件

1、123 a波度 b表面粗糙度零件加工表面的粗糙度与波度RZHRZ4无氧铜镜面三维形貌及表面轮廓曲线5加工纹理方向及其符号标注6加工变质层模型 7Ram）初始磨损量重载荷轻载荷表面粗糙度与初始磨损量关系冷硬程度磨损量T7A钢冷硬程度与耐磨性关系8928fHr车削时残留面积的高度frRmaxvfrb）Rmaxfa）vfrrcotcotrrkkfH10切削45钢时切削速度与粗糙度关系100120v/（mmin-1）020406080140表面粗糙度Rz/m481216202428收缩系数Ks1.52.02.53.0积屑瘤高度 h/m 0200400600hKsRzReal11磨削用量对表面粗糙度的影

2、响vw = 40m/minf = 2.36m/minap = 0.01mmv = 50m/sf = 2.36m/minap = 0.01mmv/(ms-1),vw/(mmin-1)Ra/m0304050600.51.0a）ap/mm00.010.40.8Ra/m00.20.60.020.030.04b）光磨次数-Ra关系Ra/m01020300.020.040.06光磨次数粗粒度砂轮(WA60KV)细粒度砂轮(WA/GCW14KB)12 金刚石砂轮磨削工程陶瓷零件13工件驱动箱放大器处理器记录器显示器触针传感器触针法工作原理14双管显微镜测量原理1光源 2聚光镜 3窄缝 4工件表面 5目镜透镜

3、 6分划板 7目镜15干涉显微镜测量原理1光源 2、10、15聚光镜 3滤色片 4光阑 5透镜 6、9物镜 7分光镜 8补偿镜 10、14、16反射镜 12目镜 13透光窗16表面三维形貌测量与处理系统原理图1驱动 2撞块 3电触点 4触针 5工作台 6工件 7步进电机 8控制电路 9驱动电路 10放大电路 11A/D变换器 12微机 13显示器 14打印机17TOPO移相干涉显微镜光学原理图1光源 2、4、12透镜 3视场光阑 6干涉滤光片 7CCD面阵探测器 8输出信号 9目镜 10分光镜 11压电陶瓷 13反射镜 14参考基准板 15分光板 16被测工件18表面微观形貌a表面形貌干涉条纹

4、 b表面三维形貌a）b）),(4),(22/),(),(),(),(),(tan),(31241yxyxyxZyxIyxIyxIyxIyx相位值：轮廓高度：1920式中 HV 硬化层显微硬度HV）； HV0 基体层显微硬度HV）。%10000HVHVHVN2100.20.40.60.81.0磨损宽度VBmm100180260340硬度(HV)50钢，v = 40m/min f = 0.120.2mm/z后刀面磨损对冷硬影响f 和 v 对冷硬的影响硬度(HV)0f /(mm r-1)0.20.40.60.8v =170m/min135m/min100m/min 50m/min1002003004

5、00工件材料：45钢22磨削深度对冷硬的影响ap/mm硬度(HV)00.253003504505004000.500.75普通磨削高速磨削2324工件表层温度达到或超过金属材料相变温度时，表层金相组织、显微硬度发生变化，并伴随残余应力产生，同时出现彩色氧化膜磨削表面残余拉应力达到材料强度极限，在表层或表面层下产生微裂纹。裂纹方向常与磨削方向垂直或呈网状，常与烧伤同时出现 套25f 对残余应力的影响工件：45钢，切削条件：vc=86m/min，ap=2mm，不加切削液 残余应力/GPa0.2000.2001 00200300400距离表面深度/m f =0.40mm/r f =0.25mm/r

6、f =0.12mm/rvc 对残余应力的影响o=5,o=5,r=75,r=0.8mm,工件：45钢切削条件：ap=0.3mm, f=0.05mm/r, 不加切削液050100150200距离表面深度/m残余应力/GPa-0.2000.20vc =213m/minvc =86m/minvc =7.7m/min2627282930滚压加工原理图珠丸挤压引起残余应力 紧缩拉伸塑性变形区域3132v 影响加工表面粗糙度，振动频率较低时会产生波度v 影响生产效率 v 加速刀具磨损，易引起崩刃v 影响机床、夹具的使用寿命v 产生噪声污染，危害操作者健康v 工艺系统受到初始干扰力而破坏了其平衡状态后，系统仅

7、靠弹性恢复力来维持的振动称为自由振动。v 由于系统中存在阻尼，自由振动将逐渐衰弱，对加工影响不大。自由振动强迫振动自激振动33v 由外界周期性的干扰力激振力作用引起v 强迫振动振源：机外机内v 频率特征：与干扰力的频率相同，或是干扰力频率整倍数v 幅值特征：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。当干扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时，产生共振v 相角特征：强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个角，其值与系统的动态特性及干扰力频率有关34自激振动系统能量关系A B C能量EQEE0振幅电动机(能源)交变切削力F(t)振动位移X(t)自激振动闭环系统机床振动系统（弹性环节）调节系统（切削过程

8、）35再生自激振动原理图f切入 切出y0ya）b）y0y切入 切出fc）fy0y切入 切出d）切入 切出fy0y36车床刀架振型耦合模型Fmabcdx1x1x2x2k2k112x k1k2，x1超前x2 ，轨迹dcba为一椭圆，切入半周期内的平均切削厚度比切出半周期内的大，系统无能量输入 k1k2，x1滞后于x2 ，轨迹为一顺时针方向椭圆，即：abcd。此时，切入半周期内的平均切削厚度比切出半周期内的小，有能量获得，振动能够维持 。 k1=k2，x1与x2无相位差, 轨迹为直线，无能量输入37Fp /NvFpkc38vFpkc振出振入xFp3940JJnfJz60 为控制测量误差，需采用频率细化技术414243空转信号自谱图车削过程振动信号自谱图44互谱相频特性及凝聚函数x 向振动信号频率细化9987. 02xy45式中 f 和 fn 分别为振源频率和系统固有频率常用隔振材料有橡皮、金属弹簧、空气弹簧、泡沫乳胶、软木、矿渣棉、木屑等0.25nfff46式中 bd 等效切削宽度，即本次切削实际切到上次切削残留振纹 在垂直于振动方向投影宽度； b 本次切削在垂直于振动方向上的切削宽度； B , fa 砂轮宽度与轴向进给量。 重叠系数apfaB振动方向XDfbbda切削b磨削rr，dabBfbB（切削）（磨削）47x2x2x1x1x1x