影响误差复映的因素:与工件材料及刀具几何角度有关的切削力系数
cp,切削分力
P
y
、
Pz比值?,每转进给量s,系统静刚度
Ks系。
措施:
提高工艺系统刚度的措施?
1)选用合理的零部件结构和断面形状。 2)提高连接表面的接触刚度。 3)采用正确的装夹方式。
影响部件刚度的因素?
(1)截面积的大小
(2)构件结构和断面形状。
减少工艺系统热变形的办法?(来自长江大学学报论文)
(1)减少工艺系统的热源及其发热量。 (2)加强冷却,提高散热能力。 (3)控制温度变化,均衡温度。 (4)采用补偿措施。 (5)改善机床结构。
工件热变形的影响因素及减少工件热变形对加工精度影响的措施?
工件热变形的影响因素: (1)传入工件的热量多少。
(2)工件的受热体积(尺寸)有关。 (3)工件受热均匀与否。
减少工件热变形对加工精度影响的措施:
(1)在切削区域施加充分冷却液,降低切削温度,减少切削时工件的热变形。 (2)提高切削速度和进给量,使传入工件的热量减小。 (3)工件在精加工前有充分时间间隔,使之充分冷却。
(4)刀具和砂轮经常刃磨和休整,减少切削热和摩擦热的产生。
(5)使工件在夹紧状态下时还有伸缩的自由,如采用弹簧后顶尖、气动后顶尖,以减小加工过程中工件的热变形。
减少机床热变形对加工精度影响的措施?
1)结构设计措施
(1)热对称结构设计。
(2)使关键件的热变形在误差不敏感方向移动。 (3)合理安排支承位置,使热位移有效部位缩短。 (4)对发热大的热源采用足够的冷却措施。 (5)均衡关键件的温升。 2)工艺措施
(1)安装机床的区域保持恒定的环境温度,可以采用均布加热器,合理取暖,不靠近照射等措施。
(2)待机床达到或接近于热平衡状态后在进行加工,精密磨削中,经常采用这种方法。 (3)严格控制切削用量以减少工件的发热。
- 20 -
(4)把精密机床安装于恒温室内,以减少环境温度变化对加工精度的影响。
保证和提高加工精度的途径?
(1)直接消除或减小原是误差。 (2)不长或抵消原始误差。 (3)变形转移或误差转移。 (4)就地加工达到最终精度。
第六章重点
加工硬化:机械加工过程中,金属被加工表面层手切削力的作用产生塑性变形,使晶格扭
曲,晶粒间产生滑移剪切,晶粒被拉长,使得表面层的金属硬度增加,这种现象称为加工硬化。
软化:切削过程中切削热的作用会使金属在塑性变形中产生恢复及再结晶,是金属失去加
工硬化中所得到的物理机械性能,称为软化或回复。
磨削烧伤:磨削加工时,表面层有很高的温度,对于淬火的刚件,往往会使表面层的金相
组织产生变化,硬度下降,严重影响零件的使用性能,这就是磨削烧伤。
砂轮硬度:指砂轮上磨粒受力后自砂轮表面层脱落的难易程度
表面强化:表面强化是通过对加工表面进行相关强化工艺,使表面残余应力和冷作硬化,
大大提高了工件的耐疲劳强度,同时微观不平的顶峰压平,填入凹谷,使表面粗糙度值减小。
机械加工表面质量包含的内容、对零件使用性能的影响?
零件的表面质量包括表面的微观几何形状和表面层的机械物理性能两大方面。 表面的微观几何形状包括表面粗糙度、表面围观轮廓形状和伤痕等。 表面层的机械物理性能包括表面层的加工硬化、表面层的金相组织变化和表面层的残余应力等。
零件表面质量对使用性能的影响,主要有以下几个方面: 1) 表面质量对耐磨性的影响:
2) 表面质量对零件耐疲劳强度的影响: 3) 表面质量对耐腐蚀性能的影响:
4) 表面质量对配合精度和配合性质的影响:
分析表面质量对零件耐磨性的影响?
(1) 表面粗糙度对耐磨性的影响:在一定条件下,有一个最佳表面粗糙度,在这个表面
粗糙度下。初期磨量最小,过高或过低都会增加磨损量。
(2) 表面微观轮廓形状对耐磨性的影响:同样表面粗糙度下,圆弧形轮廓要比尖峰形轮
廓耐磨。
(3) 表面上加工问路的方向(微观不平度)对零件的影响:在轻载下,上下试件纹路方
向与相对运动方向一致时磨损量最小,重载时相反。
(4) 表面层的加工硬化对耐磨性的影响:存在一个最佳的加工硬化程度,低于或超过这
个最佳值,磨损量都会增加。
(5) 残余力的影响:压应力将使零件结构紧密,耐磨性提高,拉应力会使耐磨性下降。
分析表面质量对零件耐疲劳强度的影响?
(1) 表面围观几何形状对耐疲劳强度的影响:粗糙度越大,耐疲劳强度越低,尤其是钢
材最敏感;纹理方向与受力方向一致时,零件的耐疲劳性较好;圆弧形围观轮廓形状比尖峰形的轮廓形状耐疲劳强度高。
(2) 表面层的机械物理性能对疲劳强度的影响:表面加工硬化不论是拉伸产生的加工硬
化还是压缩产生的加工硬化,都可以增加疲劳强度;残余压应力能够提高零件的疲
- 21 -
劳强度,残余的压应力会降低疲劳强度。磨削加工时的烧伤和裂纹都会降低疲劳强度。
分析表面质量对零件耐腐蚀性能的影响?
(1) (2) (3) (4)
表面粗糙度越小,耐腐蚀性越好;
圆弧形微观轮廓形状比尖峰形轮廓形状的好;
表面加工硬化或存在压应力都可以提高耐腐蚀性,拉应力会降低耐腐蚀性; 表面存在裂纹时,耐腐蚀性会下降。
分析表面质量对零件配合精度和配合性质的影响?
(1) 表面粗糙度对配合精度和配合性质的影响:对于间隙配合,粗糙度越大,磨损迅速,
间隙增大,破坏了要求的配合性质;对于过盈配合,零件在装配过程中,配合表面的凸峰被压平,实际过盈量减小,降低了零件的连接强度。
(2) 表面机械物理性能对配合精度和配合性质的影响:零件表面残余应力会引起变形,
是几何形状尺寸发生改变,从而影响配合精度和配合性质。
分析影响加工硬化的因素?
(1)刀具的影响:
①刃口圆弧半径增大,对表层挤压作用加大,使冷硬增加。 ②道具后面磨损增加,对已加工面摩擦加大,使冷硬增加。 ③前角加大可减小塑性变形,使冷硬减小。 (2)切削用量:
①切削速度增大,刀具与工件接触挤压时间短,塑性变形小,同时切削温度亦会增加,有助于冷硬回复作用,故冷硬较小。但在高速切削时,切削热作用时间段,回复作用不充分,故冷硬有所增加。
②进给量增大,塑性变形增大,因而冷硬也增加。若进给量太小,会形成薄层切削打滑,增加了对表面的挤压,使塑性变形增加,冷硬加大。 ③工件材料塑性越大,切削后冷硬越严重。
如何降低切削表面粗糙度?(结合百度自己总结)
1.选择合理的切削用量:
(1) 切削速度。一般情况下在高速切削时,不会产生积屑瘤,切削速度 v越高,切削过程中切屑和加工表面层的塑性变形的程度越小,加工后表面粗糙度值也就越小。 (2)进给量 f 。适当地减少进给量 f将使表面粗糙度值减少。
(3)背吃刀量 a p 一般地说背吃刀量 a p对加工表面粗糙度的影响是不明显的。但当 a p< 0.02~ 0 .03 mm时,由于刀刃不可能刃磨的绝对尖锐而具有一定的刃口半径,正常切削就不能维持,常出现挤压,打滑和周期性地切入加工表面,从而使表面粗糙度值增大。为降低加工表面粗糙度值,应根据刀具刃口刃磨的锋利情况选取相应的背吃刀量。 2. 选择合理的刀具几何参数
减少刀具的主偏角 Kr和副偏角 Kr′和增大刀尖圆弧半径 r ε,可减小切削残留面积,使其表面粗糙度值减小。 3.改善工件材料的性能
采用热处理工艺以改善工件材料的性能是减小其表面粗糙度值的有效措施。 4.选择合适的切削液
切削液的冷却和润滑作用均对减小加工表面的粗糙度值有利,其中更直接的是润滑作用,当切削润滑液中含有表面活性物质如硫、氯等化合物时,润滑性能增强,能使切削区金属材料的塑性变形程度下降,从而减小了加工表面的粗糙度值。 5.选择合适的刀具材料
不同的刀具材料,由于化学成分的不同,在加工时刀面硬度及刀面粗糙度的保持性,刀
- 22 -
具材料与被加工材料金属分子的亲合程度,以及刀具前后刀面与切屑和加工表面间的摩擦系数等均有所不同。
6.防止或减小工艺系统振动
工艺系统的低频振动,一般在工件的加工表面上产生表面波纹度,工艺系统的高频振动将对加工的表面粗糙度增大。为降低加工的表面粗糙度值,则必须采取相应措施以防止加工过程中高频振动的产生。
如何降低磨削表面粗糙度?P310
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (1) (2) (3) (4)
提高砂轮速度。
增加无进给磨削次数。
在符合工艺要求的情况下尽可能选择较细粒度的砂轮。 选择合适的砂轮硬度。 选择合适的砂轮组织。 减小砂轮的休整用量。
磨削温度的决定因素?
砂轮速度、工件速度及磨削深度大,磨削区温度高。 砂轮粒度细,磨削区温度高。自砺性差,磨削区温度高。 工件材料的导热系数较小,磨削区温度高。 冷却液不易进入磨削区,引起磨削区温度高。
磨削烧伤的种类及降低磨削烧伤的措施?
磨削烧伤可分为退火烧伤、回火烧伤和淬火烧伤三种类型。 降低磨削烧伤的措施:
(1) 减小切深或采用较大的进给量; (2) 增加工件速度;
(3) 增加工件材料的导热性能; (4) 正确的选择砂轮;
(5) 冷却润滑液可以减少烧伤。
表面强化的方法?
(1) 滚压加工。 (2) 挤孔。 (3) 喷丸。
第七章重点
自由振动:是工艺系统受初始干扰力或原有干扰力取消后产生的振动。是一种最简单的振
动。
强迫振动:是一种由于外界周期性干扰力的作用而引起的不衰减的振动。
自激振动:是一种由外界吸收能量,但又不存在周期性干扰的不衰减的振动。
动刚度:引起工艺系统振动的激振力P(N)与它所引起的同方向上的工艺系统的振幅X
(mm)的比值成为直接动刚度。 动柔度:动刚度的倒数称为动柔度
Wd,含义就是单位激振力所产生的振幅。
再生颤振原理:前一转的振纹和这一转的振纹影响切削厚度的变化,切削厚度的变化产生
了动态切削力。这种由于切到前一转的振纹而造成切削力的波动从而使振动延续下去的效应称为再生效应。
- 23 -
影响切削时高频颤振的原因?P332
1) 刀具后面与工件间的摩擦力。 2) 刀具切削时的实际前后角的变化。 3) 切削力的下降特性
减少或消除切削颤振的工艺途径?
1) 合理选择切削用量。
2) 合理选则刀具的几何参数及采用消振刀具。
机械加工中的振源?
1) 附近机械传来的振动。
2) 机场内部的干扰振源:回转部件的不平衡;齿轮啮合不良(冲击)引起振动;滚动轴承
的振动;机床上电动机的振动;传动皮带的振动;液压或电气控制系统的振动。 3) 来自工件和刀具的干扰振源。
- 24 -