機械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制

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一、機械加工表面質(zhì)量概述

1.機械加工表面質(zhì)量內(nèi)容

（1）表面幾何形狀特征，包括表面粗糙度、波度（介于宏觀幾何形狀誤差和表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差）

（2）表面層的物理及機械性能，包括表面層機械加工硬化（加工過程產(chǎn)生塑性變形使表層金屬硬度增加）、表面層金相組織變化（切削熱作用下使表面層金屬的金相組織發(fā)生變化）、表面層殘余應(yīng)力（切削力和切削熱的綜合作用，變面層金屬晶格的變形或金相組織變化造成變面層殘余應(yīng)力）

2.機械加工表面質(zhì)量對使用性能的影響

（1）耐磨性：表面粗糙度過小引起嚴重磨損（潤滑油被擠出，產(chǎn)生了分子間的親和力，使表面容易出現(xiàn)咬焊）、表面粗糙度過大會導(dǎo)致磨損加劇；

　　　　　　 表面加工硬化使摩擦副表層金屬的顯微硬度提高，一般可使耐磨性提高；但過分的加工硬化將引起金屬組織過度疏松甚至出現(xiàn)裂紋和表層金屬的剝落，使耐磨性下降。

（2）疲勞強度：交變載荷下零件破壞常常由于表面產(chǎn)生疲勞裂紋所致，而疲勞裂紋與應(yīng)力集中相關(guān)，零件表面的粗糙度、劃痕和裂紋等缺陷容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋，造成疲勞破壞；

　　　　　　　 表面層的殘余應(yīng)力為殘余壓應(yīng)力時，能夠部分的抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力，從而提高零件的疲勞強度；殘余拉應(yīng)力會使裂紋擴展，加速疲勞破壞，從而降低零件的疲勞強度；

　　　　　　　 表面加工硬化一般伴有殘余壓應(yīng)力的產(chǎn)生，可以防止裂紋產(chǎn)生和阻止已有裂紋擴展，對提高疲勞強度更有利。但對于重要零件還是應(yīng)消除殘余應(yīng)力。

（3）耐腐蝕性能：零件表面凹凸不平，在凹谷底部容易儲存腐蝕介質(zhì)，從而使腐蝕加劇；

（4）配合性質(zhì)：磨損會導(dǎo)致配合間隙變大，從而影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性；

（5）接觸剛度：受外力作用時，由于凸峰處單位壓力大，因而接觸表面極易產(chǎn)生彈塑性變形，降低零件的接觸剛度。

二、機械加工表面質(zhì)量的影響因素

1.切削加工表面的形成過程

三、機械加工過程中的振動及控制

1.振動產(chǎn)生的影響

　　加工表面質(zhì)量惡化、產(chǎn)生明顯表面振痕、引起打刀現(xiàn)象（當車削的切削深度過大時；或者當車刀接近工件的速度過快,同時接觸過多時，就會產(chǎn)生把車刀的刀刃弄壞的現(xiàn)象）、噪聲污染、降低使用壽命；

2.強迫振動及其控制

（1）定義：強迫振動是系統(tǒng)在外界周期性干擾力作用下所引起的不衰減振動。

（2）成因：機床電機的振動（電機轉(zhuǎn)子不平衡）、機床回轉(zhuǎn)零件的不平衡、運動傳遞過程的周期性干擾力、切削負荷不均勻；
（3）特點：

　　1）在外界周期性干擾力作用下產(chǎn)生，但振動本身不能引起干擾力的變化

　　2）強迫振動的頻率與外界干擾力的頻率相同或成倍數(shù)關(guān)系

　　3）振幅大小在很大程度上取決于干擾力頻率與加工系統(tǒng)固有頻率的比值，另外還與干擾力、系統(tǒng)剛度及阻尼系數(shù)有關(guān)。

（4）措施

　　1）減少或消除工藝系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)零件的不平衡（靜平衡、動平衡）

　　2）提高系統(tǒng)傳動件的進度

　　3）提高工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性（增加工藝系統(tǒng)的剛度、加大阻尼可以減少系統(tǒng)的振動）

　　4）隔振

　　5）消振

3.自激振動及其控制

（1）定義：自激振動系統(tǒng)通過系統(tǒng)的初始振動將持續(xù)作用使得自身振動。

（2）特點：

1）是一種不衰減的振動，振動本身能引起某種力的周期變化

2）自激振動的頻率等于或接近系統(tǒng)的固有頻率

3）自激振動的形成和持續(xù)是由切削過程產(chǎn)生的。

4）能否產(chǎn)生以及振幅大小決定于每一振動周期內(nèi)系統(tǒng)所獲得的能量與所消耗能量的對比情況。

（3）成因

（4）措施

四、質(zhì)量保證體系

1.質(zhì)量工程

（1）定義：質(zhì)量工程是有關(guān)產(chǎn)品或服務(wù)的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的原理及其實踐的一個工程分支；

（2）作用：改進產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本

（3）特點：質(zhì)量和價格是競爭的雙重要素、ISO9000標準系列成為世界各國密切注視的熱門主題、質(zhì)量工程研究的“五結(jié)合”（國際結(jié)合、科技與經(jīng)濟競爭結(jié)合、軍用與民用結(jié)合、科技機構(gòu)與企業(yè)工業(yè)界結(jié)合、科技開發(fā)與質(zhì)量工程設(shè)計改進結(jié)合）、質(zhì)量綜合管理、新型制造質(zhì)量技術(shù)。

2.設(shè)計質(zhì)量工程

　　設(shè)計質(zhì)量工程主要工作

（1）滿足產(chǎn)品高性能、低成本和抗干擾質(zhì)量指標的健壯性設(shè)計

（2）滿足產(chǎn)品的時間質(zhì)量指標的可靠性設(shè)計

（3）滿足產(chǎn)品全面質(zhì)量指標的計算機集成化智能設(shè)計

3.制造質(zhì)量工程

（1）定義：制造質(zhì)量工程是產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制的原理、方法和技術(shù)

（2）衡量指標：質(zhì)量損失函數(shù)

（3）質(zhì)量系統(tǒng)自動化

　　1）必要性：

　　　為制造活動提供質(zhì)量信息、質(zhì)量數(shù)據(jù)繁多，需有效處理、快速準確可提高效率；

　　2）三方面集成：

　　　縱向集成（決策——企業(yè)——設(shè)備）、過程集成（CAQP、CAIP、CAI）、功能集成（制造過程質(zhì)量系統(tǒng)與產(chǎn)品設(shè)計、制造過程設(shè)計、生產(chǎn)管理、經(jīng)營系統(tǒng)等的集成）

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的机械制造技术学习笔记（七）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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