影响磨削表面质量的因素
影响深沟球轴承外圆磨削质量的因素及解决方法
影响深沟球轴承外圆磨削质量的因素及解决方法姜景滨，于秀丽（哈尔滨轴承集团公司小型球轴承分厂，黑龙江哈尔滨150036）摘 要：分析了影响深沟球轴承外圆磨削质量的常见原因并提出相应的解决办法，以轻系列61909轴承为例，说明薄壁套圈外圆磨削的注意事项，对轴承加工具有借鉴作用。
关键词：深沟球轴承；外圆磨削；圆度；棱圆度中图分类号：TG581+.1，TH133.33文献标识码：B 文章编码：1672-4582（2012）01-0038-03Factors of effect on deep groove ball bearing outer circlegrinding quality and solving methodsJiang Jingbin,Y u Xiuli(Small Ball Bearing Branch,Harbin Bearing Group Corporation ,Harbin 150036,China)Abstract:The common reasons of effecting on deep groove ball bearing outer circle grinding quality are analyzed and the corresponding solution is put forward,to light series 61909bearing as an example,the points for attention of thin-walled ring cylindrical grinding are explained ,it has reference to bearing processing.Key words:deep groove ball bearing ;cylindrical grinding ;roundness ;prismatic roundness第33卷 第1期2012年3月Vo l.33No.1Mar.2012哈 尔 滨 轴 承JOU RN AL OF HA RBIN BEARIN G收稿日期：作者简介：2011-08-10.姜景滨（1963-），女，工程师.1 前言 轴承外径通常采用无心贯穿磨削，这种加工方式批量大效率高，在加工中分粗磨、细磨、修磨才能达到成品零件要求。
机械制造技术基础简答答案
四、简答题1、影响磨削表面粗糙度的因素有哪些？试讨论下列实验结果应如 何解释（实验条件略）？答: 与磨削过程和砂轮结构有关的几何因素，与磨削过程和被加工材料塑性变形的物理因素及工艺系统的振动因素。
当砂轮的线速度从30m/s 提高到 60m/s 时,在相同时间内单位面积的工件表面的磨痕增多,在高速下工件材料的塑性变形减小,并且砂轮的线速度超过塑性变形的速度, 工件材料来不及变形。
2、分析说明用尖头车刀车外圆时，主轴至刀架的传动链是外联系，还是内联系传动链？为什么？答：用尖头车刀外圆车削的时候，外圆表面的两条发生线，分别是圆和平行轴的直线，2条发生线都是用轨迹法成形，因此他们各自需要一个成形运动来加工，这两个运动分别是工件与车刀之间的相对转动——主轴转动和相对轴向移动——刀架的纵向移动，所以这时候用来联系主轴与刀架之间的传动链式一条外联系传动链，主轴是间接动源。
3、拉床的用途与成形运动有几个？答：拉床主要是用拉刀拉削各种贯通的成形表面，其成形运动只有一个，即拉刀的直线主运动。
4、CA6140型车床传动计算证明125.0f f ≈（1f 为纵向进给量，2f 为横向进给量） 根据教材图3.8列出下列运动平衡式：5.05.212802851859484812≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=π f f故有：125.0f f ≈5、试述机床型号编制的意义，试说明下列机床型号的含义：（1）A CK 6150；（2）1432MG ；答：机床的种类非常繁多，为了便于设计、生产、和使用部门区别、使用和管理，就必须对机床进行分类。
1）A CK 6150：表示经第一次重大改进床身上最大回转直径为500mm 的数控卧式车床； 2）1432MG ：表示最大磨削直径为mm 320的高精度万能外圆磨床。
6、试举例说明只需要限制一个和二个自由度的情况。
答：将球形工件铣成球缺，只需要限制一个自由度，在球形工件上钻通孔，只需要限制二个自由度。
7、影响磨削表面粗糙度的因素有哪些？试讨论下列实验结果应如 何解释（实验条件略）答：与磨削过程和砂轮结构有关的几何因素，与磨削过程和被加工材料塑性变形的物理因素及工艺系统的振动因素。
磨削加工过程中机械表面质量的实验研究与分析
【活动背景】 纸是现代社会不可获缺的重要载体，在人类 的日常生活、学习、工作中有着广泛的用途。它的 出现促进了人类社会文明的进步，给人类带来极 大的便利。但是现在大部分的学生知道“树”是造 纸的原料，在我们的身边浪费严重的纸张可以重 新造出新的纸，此次活动的开展，以学生制作再生 纸为目的，让学生在探索与创造的过程中，体验制 作再生纸的乐趣，培养学生的动手能力，满足了孩 子的探究欲望、培养了他们勤俭节约，保护环境的 意识。 【活动目标】 1.让学生了解制作纸的众多材料中，用过的 废纸也能够再造出新纸来。 2.让学生知道再生纸的制作流程：制浆、抄 纸、压水、揭纸和晾干。 3.让学生亲身体验制作一张再生纸的乐趣。 【重点、难点】 1.重点：了解了解再生纸的制作的方法。 2.难点：能利用废纸制作再生纸。 【材料准备】 一张废纸、毛巾、矿泉水瓶、小石块、筛网、水 槽、泡沫块。 【活动过程】 （一）导入
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综合园地
2016 年第 6 期
师：这节课，我们就上到这边，下课！
给了学生充分的活动空间和时间，又给了学生适
生：老师再见。
时的指导与帮助，这些做法都符合培养学生创新
师：同学们再见。
精神这一课程核心。同时，精心制作课件，即有理
专家点评
论的指导也有实践的参与，对帮助学生掌握再生
郑老师的《再生纸的制作》这一课，给我留下 了深刻的印象。下面就这节综合实践课谈谈我的 体会：
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2016 年第 6 期 给大家准备再生纸制作的视频，请同学们认真观 看视频，并且记录再生纸的制作的流程，看看，屏 幕上的这些材料和工具都有哪些的用途，好不好？
生：好 PPT 播放再生纸制作的微视频（5 分钟） 师：同学们，制作再生纸都有哪些流程呢？ 第一步是“制浆”，接第二布是“抄纸”，第三步 是“挤压”，第四步是“揭纸”，最后是“晾干”。 师：现在，你们知道怎么制作再生纸了吗？ 生：知道 师：在活动之前老师还要给大家一个温馨提 示 PPT 展示：温馨提示 1.小组分工，合作完成。 2.制作过程，轻声细语。 3.小心用水，勿湿桌面。 4.音乐响起，安静坐好。 师：可以做到吗？ 生：可以 （三）制作再生纸 师：当你们拿到材料之后就可以开始活动了。 现在请小组长上来领取活动材料。 生：（制作再生纸中……10 分钟后音乐响起） 师：你们都成功做出再生纸了吗？ 生：成功了。 （四）比一比 师：请每个小组派出一位同学带上你们做的 最好的一张再生纸，到前面展示给大家，看看哪个 小组的再生纸做的最好。 师：同学们评一评，哪个小组的再生纸做的最 好，为什么？ 生：我觉得，第一小组的再生纸做的最好，因 为他的纸做的比较细腻 师：观察的真仔细，你们都同意吗？你有不同 意见，请你说 生：我觉得第二的小组做的比较好，因为他的 再生纸做的很圆 师：你的表达非常清晰，大家一听就明白。你
机械加工表面质量影响因素及控制措施
机械加工表面质量的影响因素及控制措施摘要：机械加工表面质量影响零件的使用性能，如耐磨性、耐疲劳性等方面，同时，本文分析了影响机械加工表面质量的因素，探讨了提高机械加工工件表面质量的措施。
关键词：质量控制机械加工表面质量会直接影响零件的工作性能，尤其是零件的可靠性和工作寿命，任何机械加工所得到的零件表面实际上都不是完全理想的表面，研究机械加工表面质量及其影响因素，掌握其变化规律，对提高机械加工表面质量及产品使用性能具有重要的意义。
一、机械加工表面质量的含义表面质量是指零件被加工后表面层的状态，即：加工表面的几何形状误差和表面层金属的力学物理性能和化学性能，工件表面质量的好坏是以表面粗糙度的大小来衡量的。
表面粗糙度是指加工表面上所具有的较小间距和峰谷所组成微观几何形状的特性。
二、影响机械加工表面质量的因素1、机器使用性能对机械加工表面质量的影响表面质量对零件的耐磨性，配合精度，疲劳强度、抗腐蚀性，接触刚度等使用性能都有很大的影响。
（1）耐磨性对表面质量的影响。
零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和润滑条件有关在这些条件已确定的情况下，零件的表面质量就起着决定性的作用零件的磨损过程，通常分为三个阶段：摩擦副刚开始工作时，磨损比较明显，称为初期磨损阶段（一般称为走合期）。
经初期磨损后，磨损缓慢均匀，进入正常磨损阶段。
当磨损达到一定程度后，磨损又突然加剧，导致零件不能正常工作，称为急剧磨损阶段。
（2）疲劳强度对表面质量的影响。
在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳纹。
表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈，抗疲劳破坏的能力就愈差。
（3）耐蚀性对表面质量的影响。
零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度，表面粗糙度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多、抗蚀性就愈差。
表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐磨性，而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。
2、影响表面粗糙度的因素（1）切削加工影响表面粗糙度的因素。
影响机械加工表面质量的因素及改进策略分析
影响机械加工表面质量的因素及改进策略分析影响机械加工表面质量的因素及改进策略分析在被加工的过程中会产生加大的塑性变形，使加工表面微小的波峰波谷间的距离变大，即粗糙度越大，被加工表面不容易达不到精度的要求.切削加工影响粗糙度。
切削加工的加工速度、进给量、刀具的半径以及主偏角和副偏角都会影响加工之后表面的质量。
比如在进行塑性较好的材料时，可以适当提高加工速度，减少进给量，就可以提高机械加工表面的光整程度，得到较好的表面质量，相反则不是。
磨削加工影响粗糙度。
首先从简单的几何上进行分析，就会发现在磨削加工中，砂轮上磨粒的大小和形状就会与机械加工后加工表面的波峰波谷的大小是有关系的。
在磨削中在材料表面会产生很多的磨削沟槽，如果这些划痕分布不均匀且不等高，就会使粗糙度的值很大.2影响机械加工表面性能的因素加工表面产生冷作硬化。
在对材料进行机械加工的工序过程中，产生塑性变形是由于晶格的扭曲变形。
冷作硬化是指在晶粒之间产生剪切滑移就会使晶粒产生被拉长或纤维化甚至会破碎的现象，从而使加工表面的强度和硬度得到提高。
在后续的加工中，由于冷作硬化的存在就会使加工表面变形阻力逐渐增大，但塑性会变小，加工表面又会在表面温度高低的变化下逐渐表现为表面状态的稳定，即出现不同程度的弱化.机械加工表面的性质就是在这样强化弱化中产生的综合结果状态，冷作硬化的评判依据可以是加工表面显微硬度的大小或硬化层的厚度等。
加工表面的冷作硬化受很多因素的影响，比如在加工时挤压力越大塑性变形越大产生的冷作硬化程度越强;当切削的速度越慢也就是刀具和表面材料的接触时间会长，这时候产生的冷作硬化层也就越深等。
金相组织性能发生变化。
在切削或磨削中都会产生大量的热，当这种切削热和磨削热的温度超过加工材料的相变温度之后就会在加工表面发生金相组织的改变。
尤其是在磨削过程中，金相组织发生转不变的同时加工表面的强度硬度也会随之降低，当达到极限条件时就会产生微裂纹，称之为磨削烧伤。
磨削表面质量
磨削表面质量包括磨削表面的粗糙度和磨削表面的物理力学性 能两方面。
1.1 磨削表面的粗糙度
磨削表面的粗糙度是由磨粒磨削后在加工表面上形成残留廓形 和工艺系统振动所引起的波纹所决定的。
其一般形式为：
R
K R
f
r
vw v
b
fa B
c
1.2 磨削表面的物理力学性能
1.磨削表面烧伤 磨削钢材时，开始钢材表面呈正常的金属光泽，随后逐渐转为黄褐
色甚至成为紫黑色，这就是磨削表面的烧伤现象。 若工件表面颜色为淡黄色，则其磨削温度约为400～500 ℃，其烧
伤深度较浅；若工件表面颜色为紫色，则其磨削温度约为800 ～900 ℃， 其烧伤深度较深。
影响磨削表面烧伤的因素主要有以下几点：
（1）磨削用量。砂轮线速度v及径向进给量fr的影响较砂轮线速度v及径向 进给量fr的增大，烧伤逐渐严重。工件速度vw的影响较小，只有当vw极 小时，才会出现烧伤。
磨削过程中，当形成的残余拉应力超过工件材料的强度极限时，工 件表面就会出现裂纹。
磨削裂纹极浅，呈网状或垂直于磨削方向。有时不在其表层，而存 在于其表层之下。有时在研磨或使用过程中，由于去除了其表面极薄金 属层后，残余应力失去平衡，因而形成微小裂纹。这些微小裂纹，在交 变载荷作用下，会迅速扩展，以造成工件的破坏。
（2）接触长度。砂轮与工件的接触长度大，易堵塞砂轮而不易冷却， 容易出现烧伤。
磨削表面烧伤的实质是使工件产生了金相组织变化，会破坏工件表 层组织，严重时会产生裂纹，严重影响工件的耐磨性和使用寿命。因此， 必须避免磨削烧伤。
2.磨削表面的残余应力与磨削裂纹 磨削表面的残余应力是由于磨削过程中金属体积发生变化
等因素形成的。 其中由于磨削温度的不均匀将形成热应力，一般为拉应力； 由于金相组织的变化将形成相变应力，可能为拉应力或压
影响表面质量的因素
(2)表层的残余应力
残余应力产生的原因： 1）热态塑性变形,2）金相组织的变化,3）冷态塑性变形 局部温升过高引起的热应力: 材料在高温下，处于热塑性状态，因温度升高体积膨胀,当温 度降低体积减小而发生收缩，受下层材料的限制，则表层形 成残余拉应力。 局部金相组织变化引起的相变应力 残余奥氏体→回火马氏体：体积膨胀，表层为残余压应力； 马氏体→屈（索）氏体：体积收缩，表层为残余拉应力。 表面局部冷塑变形引起的塑变应力 表层被拉长,表层存在压应力，里层存在压应力。另外,金属发 生冷塑变形，比重下降，体积增大，使表层存在压应力,下层 存在拉应力
(2)表层的残余应力
• 1)影响切削表层残余应力的因素 • 切削用量影响
进给量↑ ，会使表层金属塑性变形增加，残余应 力的数值及扩展深度相应增大。
切削速度 ↑,冷塑性变形↓,热塑性变形↑,金相组织 发生变化的可能性增加. 刀具角度的影响:前角.切削刃钝圆半径、刀具磨 损状态.
工件材料的影响:塑性大的材料，切削加工后表面 层一般产生残余拉应力；脆性材料,表面层产生残 余压应力。
2.影响表面层物理力学性能的因素
（1）表面层的加工硬化 ２）影响切削加工硬化的主要因素
①刀具：刀刃钝圆半径↑，冷作硬化↑； 后刀面磨损↑，冷作硬化↑。
②切削用量：切削速度↑，切削温度↑，则 冷作硬化↓；
进给量↑，冷作硬化↑。 ③被加工材料：硬度↑，冷作硬化↓；
塑性↑，冷作硬化↑。
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2.影响表面层物理力学性能的因素
（3）表面层材料的金相组织变化
磨削淬火钢时容易出现的三种烧伤： 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度，
而未达相变温度，产生回火组织 （索氏体或屈氏体）。 淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，由于冷却液 急冷，表层出现二次淬火马氏体。 退火烧伤：磨削区温度超过相变温度，不用冷
磨削加工参数对工件表面粗糙度的影响
磨削加工参数对工件表面粗糙度的影响磨削加工是一种常见的金属加工方法，可用于加工各种精密工件，如汽车零件、航空零件等。
在磨削加工过程中，磨具和工件之间的摩擦作用会产生热量，使切削区温度升高，从而影响工件的表面质量。
因此，磨削加工参数的选择对工件表面粗糙度有着重要的影响。
首先，磨削速度是影响工件表面粗糙度的关键参数之一。
磨削速度越大，切削区的温度升高越快，容易引起切削区的热损伤，导致表面质量下降。
而磨削速度较慢时，切削区温度变化较小，有利于提高表面质量。
因此，适当选择合适的磨削速度能有效控制工件表面粗糙度。
其次，磨削深度也会对工件表面粗糙度产生影响。
磨削深度越大，磨削过程中材料的去除量越大，从而使工件表面质量变得更粗糙。
因此，当要求工件表面粗糙度较低时，应选择较小的磨削深度。
此外，磨削液的选用也会对工件表面粗糙度产生一定的影响。
磨削液在磨削加工过程中起到冷却、润滑和清洁作用。
若使用的磨削液润滑性能好，能充分降低切削区温度，从而减少热损伤和粘结现象，有利于提高工件表面质量。
但是，在选择磨削液时也要注意，过度使用磨削液有可能会导致磨具过早磨损，从而影响加工效率和成本。
需要注意的是，磨削加工参数的选择并不是孤立的，它们之间存在相互关系。
例如，磨削速度和磨削深度之间的关系是一个复杂的问题。
一般来说，在其他条件相同的情况下，磨削速度越大，磨削深度应选择较小的数值，以保证工件表面质量。
因此，在进行磨削加工时，要综合考虑各个参数之间的关系，确保能够获得满足要求的工件表面粗糙度。
不仅如此，磨削加工参数的选择还需要结合具体的工件材料和形状来进行。
不同材料的切削特性和磨削性能差异很大，在进行磨削加工时，需根据具体情况进行参数调整。
同时，工件的形状也会对磨削加工参数的选择产生影响。
例如，对于大面积的平面磨削，一般可以采用较高的磨削速度和较大的磨削深度，以提高加工效率。
而对于曲面磨削，应适当调整磨削速度和磨削深度，以保证工件表面粗糙度。
简述精密磨削机理
简述精密磨削机理精密磨削是一种高度精确的加工方法，它利用磨削工具对工作物高速旋转的方法，将磨料与工作表面摩擦磨损，从而实现对工件表面附加层的去除，以达到高精度、高光洁度的磨削效果。
下面将从三个方面来简述精密磨削机理。
一、精密磨削参数精密磨削参数包括磨削压力、速度、进给和磨削深度等，它们对于精密磨削效果的影响是至关重要的。
1. 磨削压力：磨削时，磨削压力是对工作物表面施加的力，它对磨料间作用力和摩擦力的影响是非常重要的。
磨削压力过大会引起工件热膨胀等现象，影响加工精度；而过小则会导致磨削效果不佳。
2. 速度：速度是精密磨削中的另一个重要参数，主要影响磨削表面质量和加工效率。
过低的速度会导致磨削表面光洁度不佳，而过高的速度则会使切削力和磨擦力增大，磨削表面的损伤严重。
3. 进给：进给是指磨削工件进给到磨削区内的速度，它对磨削表面的形状和精度有着直接的影响。
过小的进给速度会导致表面粗糙度增大，而过大的进给速度则会降低磨削表面的精度。
4. 磨削深度：磨削深度是指每个磨削轮一次切削能切除的工件材料的厚度，是磨削精度的重要因素之一。
适当的磨削深度不仅能够提高磨削效率，还能保证磨削表面的质量和精度。
二、磨削力在精密磨削中，磨削力起着关键的作用。
磨削力包括切削力和法向力两个方向的力。
切削力是沿着工件表面的力，是磨削过程中摩擦力和切削力的总和。
法向力是垂直于工件表面的力，作用于磨削轮和工件之间的接触面。
法向力的大小和方向对于精密磨削过程中的磨削力影响极大。
三、磨削热在高速磨削过程中，由于磨削面与切削刃瞬间之间的摩擦和接触，会引起加工界面的热变形和变色。
因此，控制磨削热的积累是保证精密磨削效果的关键。
合适的工作液和降低磨削温度的措施（如降低表面温度、改善切削液的散热、提高磨削速度等）都可以在一定程度上减少磨削热对加工质量的影响。
总之，了解各种精密磨削参数与机理的相互关系，才能够更好地运用磨削工艺，提高精密磨削的效率和质量。
机械制造技术基础工艺复习题1。
《机械制造技术基础》复习思考题1. 什么叫主运动？什么叫进给运动？试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。
2. 画出Y 0=10°、λs =6°、α0=6°、0α'=60°、K r=60°、r K '=15°的外圆车刀刀头部分投影图。
3. 用K r =70°、r K '=15°、λs =7°的车刀，以工件转速n =4r/s ，刀具每秒钟沿工件轴线方向移动 1.6mm ，把工件直径由dw =60mm 一次车削到dm =54mm ，计算：1) 切削用量(a sp 、f 、v )2) 切削层参数(a sp 、a f 、A c )3) 刀刃工作长度L S ；4) 合成切削速度Ve ；4. 什么叫刀具的工件角度参考系？什么叫刀具的标注角度参考系？这二者有何区别？在什么条件下工作角度参考系与标注角度参考系重合？5. 标注角度参考系中，主剖面参考系的座标平面：Pr 、Ps 、Po 及刀具角度：γ0、K r 、λs 是怎样定义的？试用这些定义分析45°弯头车刀在车削外圆、端面、及镗孔时的角度，并用视图正确地标注出来。
6. 常用高速钢的牌号有哪些？根据我国资源条件创造的新高速钢牌号有哪些？其化学成分如何？主要用在什么地方？7. 常用硬质合金有哪几类？各类中常用牌号有哪几种？哪类硬质合金用于加工钢料？哪类硬质合金用于加工铸铁等脆性材料？为什么？同类硬质合金刀具材料中，哪种牌号用于粗加工？哪种牌号用于精加工？为什么？8. 按下列条件选择刀具材料类型或牌号：1) 45#钢锻件粗车； 2) HT20—40铸铁件精车；3) 低速精车合金钢蜗杆； 4) 高速精车调质钢长轴；5) 高速精密镗削铝合金缸套； 6) 中速车削高强度淬火钢轴；7) 加工HRC65冷硬铸铁或淬硬钢；9. 选出下列加工条件的刀具材料：10. 金属切削过程的实质是什么?在切削过程中,三个变形区是如何划分的?各变形区有何特点?它们之间有何联系?试绘图表示其位置?11. 什么叫剪切面?它的位置如何确定?影响剪切角中的因素有哪些?12. 试述切削厚度、切削速度、刀具前角、工件材料等对金属变形程度的影响。
浅谈影响机械加工表面质量因素
浅谈影响机械加工表面质量因素摘要：各种机械产品的使用性能的提高、使用寿命的增加与组成产品的相关零件加工质量密切相关，确定零件加工质量好坏的指标有：加工精度与表面粗糙度。
对影响零件表面粗糙度的因素、零件表面层的物理力学性能包括表面残余应力、冷作硬化、金相组织的变化同磨削烧伤的探索。
关键词：表面质量，影响因素，机械加工。
现代工业技术的飞快发展，机械化生产伴随着一个零件的失效、或者突然间损坏，其原因除了少数因设计不周全、使得强度方面不够，或者是可能是由于偶然的事故引起超负荷变化而造成了失效或损坏以外，大多数都是由于磨损、受到外界环境的腐蚀或疲劳破坏。
表面质量问题越来越受到各行业方面的高度重视。
一、机械生产加工1机械加工机械加工：机械加工是指通过一种机械设备，对工件的外形尺寸、性能进行改变的过程。
按加工方式上的差别，机械加工可分为：切削加工和压力加工。
广意上的机械加工是能用机械手段制造产品的过程；狭意上的是使用车、铣、磨等床以及冲压机、压铸机机等等专用机械设备制作零件的过程。
2磨削烧伤磨削烧伤，在磨削加工中，由于多数磨粒为负前角切削、磨削温度很高而产生的热量、远高于切削产生热量，且磨削热有60~80%传给工件，极容易出现金相组织的转变，从而使得表面层金属的硬度和强度下降产生残余应力、甚至引起显微裂纹。
3表面冷作硬化冷作硬化：属材料，在常温或再结晶温度以下的加工会产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变、晶粒产生剪切、滑移、晶粒被拉长，这些都会容易使表面层金属的硬度增加，减少了表面层金属变形的塑性。
零件表面产生的表面应力，提高耐磨性。
二、影响工件表面质量的因素1工艺系统的振动对工件表面质量的影响在机械加工过程中，工艺系统有时会发生振动，在刀具的切削刃和工件上正在切削的表面之间除了名义上的切削运动之外，还会出现一种周期性的相对运动。
振动使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏，使加工表面出现振纹，增大表面粗糙度值，恶化加工表面质量。
齿轮磨削与研磨技术考核试卷
5.研磨齿轮时，常用的研磨剂类型有氧化铝、碳化硅和______。( )
6.在齿轮磨削中，砂轮的修整是为了保持砂轮的______。( )
7.齿轮的珩磨工艺主要用于提高齿轮的______精度。( )
8.研磨过程中，湿研磨相较于干研磨的优点是______。( )
齿轮磨削与研磨技术考核试卷
考生姓名：__________答题日期：______/______/_____得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.齿轮磨削加工中，下列哪一项不是常用的磨削方法？( )
7.下列哪种齿轮磨削方式主要用于消除齿轮热处理变形？( )
A.外圆磨削
B.齿形磨削
C.珩磨
D.研磨
8.齿轮研磨时，以下哪种情况研磨效率最高？( )
A.研磨剂粒度细
B.研磨剂粒度粗
C.研磨压力小
D.研磨速度快
9.下列哪种齿轮磨削工艺主要用于提高齿轮的接触精度？( )
A.成形磨削
B.珩磨
C.剃齿
D.齿形磨削
C.冷研磨
D.热研磨
13.下列哪种因素不会影响齿轮磨削的尺寸精度？( )
A.砂轮的圆度
B.砂轮的粒度
C.工件的转速
D.磨削液的温度
14.在研磨齿轮过程中，以下哪种情况研磨效果最佳？( )
A.研磨速度慢
B.研磨压力大
C.研磨剂粒度适中
D.研磨温度高
15.齿轮磨削时，下列哪项操作不当可能导致砂轮堵塞？( )
16. C
17. D
机械零件表面质量影响粗糙度的原因
机械零件加工质量中，表面质量是衡量一个机械零件是否合格的重要指标之一。
而表面粗糙度则是衡量表面质量的指标。
粗糙度越高，表面质量越差，越容易造成机械设备的损坏。
那么，在机械零件的加工生产中，主要影响粗糙度的原因都有哪些呢？1、切削加工影响表面粗糙度因素在进行切削加工的时候，表面会留下切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的的反应，想要减小残留面积的高度，可以减小进给量、主偏角、副偏角并增大刀尖圆弧半径。
除此之外，适当让刀具的前角增大，可以让塑性变形的程度减少，同时配合使用润滑液、提高刀具刃磨质量，还有助于减小切削时的塑性变形并抑制刀瘤、鳞刺的生成，对于减小表面粗糙度还是有一定帮助的。
2、工件材料的性质对塑性材料进行加工时，刀具会对金属产生挤压作用，出现塑性变形现象，在加上刀具会让切屑与工件产生撕裂作用，让金属的表面粗糙度变大，工件材料韧性越好，金属的塑性变形越大，加工表面就会越粗糙。
对脆性材料进行加工时，会产生碎粒切屑，这会在金属加工表面造成污染，留下麻点，让金属的表面粗糙度变大。
3、磨削加工影响表面粗糙度的因素磨削加工表面粗糙度的形成过程与切削加工表面粗糙度形成过程一样。
磨削加工表面粗糙度的形成，也是因为几何因素与表面金属的塑性变形来决定的。
影响磨削表面粗糙的主要因素有：（1）磨削加工中砂轮的粒度与硬度砂轮硬度的选择要根据产品表面精度要求来决定，应让磨粒钝化后及时脱落，露出新的磨粒后继续磨削。
砂轮粒度越细，单位面积上磨粒数越多。
（2）砂轮的修整由于磨削加工中，砂轮在磨削过程中会出现钝化，所以对砂轮应该进行及时修整，确保砂轮的微刃性和等高性。
（3）工件材质工件材料的硬度、塑性、韧性和导热性，对于表面粗糙度都会有一定的影响，工件硬度高，磨粒易钝化。
工件硬度低，砂轮容易阻塞，这些都会造成表面粗糙度增高。
机械加工表面质量影响因素及改善
2、加工表面层的残余应力
2）表面层残余应力的影响因素 （1）刀具方面 ①刀具几何因素 前角对残余应力有很大影响。图p188 454 ②刀具磨损；图p189 4-55 （2)工件方面 工件材料塑性越大，切削加工后产生的残余拉应力越大。 （3）切削条件方面 切削用量三要素对残余应力影响较大。图p189 4-57 、4-58
高速钢、硬质合金或陶瓷刀具在切削低碳钢、中碳钢等塑
性金属，加工工序中都可能产生鳞刺。会使表面粗糙度加工。 成为塑性金属材料精加工的一个障碍。 在物理因素方面，降低表面粗糙度主要措施，即消除积 屑瘤和鳞刺的措施。
2、切削加工表面粗糙度的产生原因及其控制
4)切削机理的变化：
在挤裂切屑或单元切屑形成的过程中，由于单元切屑 周期性的断裂在切屑表面以下深入，在加工表面上留下挤 裂痕迹而呈现波浪形。在崩碎切屑形成过程中，从主切削 刃处开始的裂纹在接近主应力方向斜着向下延伸，造成加 工表面凹凸不平。p182图4-39 切削刃两侧的工件材料被挤压后因没有侧面的约束力
在精密磨削时不能判断试切时的吃
刀量，很不方便。
(3) 磨削用量的选择
1）提高工件速度和采用小的切深能够有效地减小残余拉应
力和消除烧伤、裂纹等磨削缺陷。
3、 磨削烧伤及磨削裂纹及其控制
2）降低砂轮速度也能得 3）提高砂轮速度的同时相应 提高工件速度，可以避免烧伤。
到残余压应力，但是会影响
生产效率，故一般不常采用。
2、切削加工表面粗糙度的产生原因及其控制
1)理论粗糙度P181:
刀具几何参数中的主偏角、副偏角和刀尖圆弧半径及切削
用量中的进给量是产生理论粗糙度的最基本因素。
Rmax
f cot cot '
影响表面质量的因素
2.采用表面强化工艺改善物理力学性能
滚压加工
滚压加工是利用经过淬硬 和精细研磨过、可自由旋 转的滚压工具（滚轮或滚 珠），在常温下对工件表 面进行挤压，以提高其表 面质量的一种机械强化加 工工艺方法。
喷丸强化
喷丸强化是利用压缩空 气或离心力将大量直径 细小（0.4～4 mm）的 珠丸高速向工件表面喷
切削加工中影响表面粗糙度的几何因素
2.磨削加工中影响表面粗糙度的因素 磨削加工是由砂轮的微刃切削形成的加工表面，单位面积上刻痕越
多且刻痕细密均匀，则表面粗糙度越小。磨削加工中影响表面粗糙度的 因素如下。 1）砂轮的影响
砂轮粒度越细，单位面积上的磨粒数越多，就越能保证加工表面刻 痕细密，使表面粗糙度减小。但砂轮粒度过细，容易堵塞砂轮，使砂轮 失去切削能力，增大摩擦热，使表面粗糙度增大。
切削液的冷却和润滑作用减少了磨削热和摩擦，可减小表面 粗糙度，且能防止磨削烧伤。
1.2 影响表面层金属物理力学性能的因素
1.表面层金属的加工硬化 1）加工硬化的产生及衡量指标
1
2
硬化层深度h。
指标
表面层金属的显微硬度 HV。
3
硬化程度。一般硬化程 度越大，硬化层深度也 越大。
2）影响表面层金属加工硬化的因素 影响表面层金属加工硬化的因素如下：
射的方法。
液体磨料强化
液体磨料强化是利用液体 和磨料的混合物高速喷射 到工件表面，以强化工件 表面，提高工件耐磨性、 抗蚀性和疲劳强度的一种 工艺方法。工件表面在高 速磨料的冲击作用下，表 面粗糙度波峰被磨平，并 产生几十微米厚的塑性变 形层，具有压应力。
机械制造工艺与设备
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超精研磨
（3）珩磨。珩磨与超精
影响磨床加工表面粗糙度的因素及改善措施
影响磨床加工表面粗糙度的因素及改善措施曙光磨床主要铸件使用高级耐磨铸件，并经退火处理及自然时效处理以确保不变形及耐磨，前后使用双“V”道轨，提高磨削时的稳定性及精确度。
那么我们在使用时加工表面粗糙的原因是什么呢？我们又该如何解决呢？下面我们就一起来看看吧！1、与磨削砂轮有关的因素主要是砂轮的粒度、硬度以及对砂轮的修整等。
砂轮的粒度越细，则砂轮单位面积上的磨粒数越多，磨削表面的刻痕越细，表面粗糙度值越小。
但粒度过细，砂轮易堵塞，使表面粗糙度值增大，同时还易产生波纹和引起烧伤。
砂轮的硬度是指磨粒受磨削力后从砂轮上脱落的难易程度。
砂轮太硬，磨粒磨损后还不能脱落，使工件表面受到强烈的摩擦和挤压，增加了塑性变形，表面粗糙度值增大，同时还容易引起烧伤；砂轮太软，磨粒易脱落，磨削作用减弱，也会增大表面粗糙度值，所以要选合适的砂轮硬度。
砂轮的修整质量与所用修整工具、修整砂轮的纵向进给量等有密切关系。
砂轮的修整是用石除去砂轮外层已钝化的磨粒，使磨粒切削刃锋利，降低磨削表面的表面粗糙度值。
另外，修整砂轮的纵向进给量越小，修出的砂轮上的切削微刃越多，等高性越好，从而获得较小的表面粗糙度值。
2、工件材质有关的因素包括材料的硬度、塑性、导热性等。
工件材料的硬度、塑性、导热性对表面粗糙度有显著影响。
铝、铜合金等软材料易堵塞砂轮，比较难磨。
塑性大、导热性差的耐热合金易使砂粒早期崩落，导致磨削表面粗糙度值增大。
3、加工条件有关的因素包括磨削用量、冷却条件及工艺系统的精度与抗振性等。
磨削用量有砂轮速度、工件速度、磨削深度和纵向进给量等。
提高砂轮速度，就可能使表层金属塑性变形的传播速度跟不上磨削速度，材料来不及变形，从而使磨削表面的表面粗糙度值降低示。
工件速度增加，塑性变形增加，表面粗糙度值增大。
磨削深度和纵向进给量越大，塑性变形越大，从而增大了表面粗糙度值。
砂轮磨削时温度高，热的作用占主导地位，因此切削液的作用十分重要。
采用切削液可以降低磨削区温度，减少烧伤，冲去落的砂粒和切屑，以免划伤工件，从而降低表面粗糙度值。
磨削表面质量
磨削表面质量1.粗糙度与波纹度以统计学方法和实验分析证实，磨削表面粗糙度与磨削条件有关。
要获得较小的粗糙度，砂轮等级要硬、磨粒尺寸要细、砂轮修整要细、砂轮速度要高、磨削深度要小，工件硬度要高、工件转速应低些，即磨粒的切削刃厚度应适当小些；在恒压力磨削时，压力要减小；用切削液可减少粗糙度3.1%，特别在磨削深度和工件速度较小时，效果较为显著。
磨削表面波纹来自磨削过程中的振动。
磨削中有因磨床旋转部件不平衡而引起的强迫振动，有因强迫振动频率与系统固有频率相近而引起的低频共振，还有高频自激振动等，其中尤以高频自激振动为常见。
为减小波纹度，必须减小或消除振动，主要措施有：严格控制磨床主轴的径向跳动；砂轮及其他高速旋转部件经过仔细平衡；保证磨床工作台慢进给时无爬行；提高磨床刚度，选择适宜的砂轮；磨削用量不过大等。
2.表面烧伤磨削在花擦、刻划、切削工件过程中产生大量的切削热，使磨削表面的温度升的很高，金属表面层约10μm到千余微米处发生相变，其硬度与塑性均会发生变化。
这种表层变质的现象称表面烧伤。
高温磨削表面生成一种氧化膜，其颜色取决于磨削温度与表面变质层的深度。
一般温度由低到高，烧伤颜色将依次为浅黄、黄、褐、紫、青等。
烧伤破坏了工件表面组织，影响使用性能和寿命。
为减少烧伤，应采取减小热量产生和加速热量传出的措施。
如选用较软、较疏松的砂轮，以便磨钝的磨粒脱落较快；减小ap;设法减小砂轮与工件的接触面积和接触时间，采用大气孔砂轮或表面开槽的砂轮；把切削液渗透进磨削区，生产中较多应用5%的皂化油加95%的乳化液。
3.残余应力残余应力是指工件在去除外力、热源作用后，残余在工件内部的、保持工件内部各部分平衡的应力。
磨削温度使金属表层组织中的残余奥氏体转变成回火马氏体，体积膨胀，里层残余拉应力，表层残余压应力；磨削导热性差的材料，表、里层温度相差较多，表层温度迅速升高又受切削液急速冷却，表层收缩受到里层牵制，结果里层产生残余压应力，表层产生残余拉应力；在垂直于磨削速度方向，由于磨粒挤压金属所引起的变形受两侧材料的约束，工件表面上存在着残余压应力。
影响加工表面质量的因素分析
影响加工表面质量的因素分析作者：李祝庆来源：《教育界·下旬》2015年第03期【摘要】机械加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，它存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。
笔者根据在化工设备制造企业从事产品开发和设计的多年经验，对机械加工中出现的一些表面质量问题不断进行分析和总结，就影响机械加工表面质量的因素进行分析和提出一些改进措施，希望对工程实践有一定的指导作用。
【关键词】机械加工表面质量影响因素改进措施机械加工表面质量，是指零件在机械加工后加工面的微观不平度，也叫粗糙度，被加工件的物理、化学及力学性能直接受加工后的表面影响。
质量零件的机械加工质量不仅指加工精度，而且包括加工表面质量。
机械加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，它存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。
虽然只有极薄的一层（几微米～几十微米），但都错综复杂地影响着机械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蚀性和疲劳强度等，从而影响产品的使用性能和寿命，因此必须加以足够的重视。
一、影响机械加工表面质量的因素1.表面质量对产品性能的影响零件的磨损过程：起始磨损——正常磨损——快速磨损。
表面粗糙度太大和太小都不耐磨。
表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧；表面粗糙度太小，也会导致磨损加剧。
因为表面太光滑，存不住润滑油，接触面间不易形成油膜，容易发生分子粘结而加剧磨损。
表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关，载荷加大时，磨损曲线向上、向右移动，最佳表面粗糙度值也随之右移。
纹理方向与运动方向相同时，耐磨性较好。
加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。
因为它使摩擦副表面层金属的显微硬度提高，塑性降低，减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。
并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高，这是因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过度“疏松”，在相对运动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小颗粒，使零件加速磨损。
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
影响机械加工表面质量的因素及改进措施摘要：对大多数的机械工厂来说，对机械进行加工精度的分析，以及对相关加工工艺的选用，都是不可避免的关键过程，但是在大多数的情况下，机械加工都需要足够的经验支撑，才能够勉强实现。
关键词：机械加工；表面质量；改进措施1影响机械加工表面质量的因素1.1影响表面粗糙度的因素1.1.1材料的性能影响粗糙度机械加工后的表面性能主要受材料本身的性能影响。
通过研究能够得出以下结论：对于合金材料多为先经过热处理再进行加工的。
通过这种热处理的方法，能够有效降低在加工过程中对合金材料的磨损，在加工程序中增强耐磨能力，从而获得具有良好表面耐磨性的机械零件。
如合金零件的脆性指数非常高，或一些脆性指数较高的金属材料用于合金中，将使脆性高的新金属材料更容易被切割，形成大量的新金属材料报废。
切屑破碎后，在合金表面会留下许多凹凸部位，提高了加工表面的粗糙度。
若合金零部件的表层弹性比较好，其在过程中就会形成较大塑性变形，从而导致机械加工表面的粗糙程度增大。
通过使用激光选区熔化技术，对合金材料进行了高温预处理，并对通过高温预处理后的金属材料，与尚未通过激光选区熔炼工艺技术高温预处理的零部件，予以机械加工，以此来做对比。
结果表明，通过激光选区熔化技术预处理后的合金材料残余应力变化不大，加工后零件表层的土壤粗糙度也由10μm减少到5.2μm。
1.1.2切削加工影响粗糙度磨削过程中的速度、进给速度、磨刀长度和主要偏置角，是影响被加工零件外观质量的主要原因。
针对各种加工特性的金属材料，必须配合不同的机械加工切削要求，故而在使用表面塑形性较好的合金材料机械加工之后，为减少机械加工零件表面的粗糙度，就必须相应提升机械加工速度。
选用玻璃纤维板为主要机器磨削加工材料，在意大利PaolinoBacci有限公司制造的SMART五轴磨削加工机械设备上，使用硬质合金双刃和直刃柄铣刀等主要切割工具，更深层次地分析了切削速度、切削厚度，对机磨零件表面粗糙度的影响程度。
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1、砂轮特性对工件表面质量的影响。
在整个磨削过程中起主要作用的是砂轮，因此，如何正确选择砂轮很行重要，这是磨床操作者需要掌握的基本知识。
而标志砂轮特性的参数是：磨料、粒度、硬度、结合剂、形状和尺寸（各种参数的具体内容，可参考有关的手册）。
从磨削性能来看，刚玉类砂轮较好；从磨削表面粗糙度来看，砂轮的磨粒越细，则磨削工件表面上的残留面积越小，表面粗糙度越低；从减少拉毛、划伤来看，砂轮不能太软，太软的砂轮磨粒易脱落而产生拉毛、划伤。
但也不能过份硬、太硬的砂轮磨钝后，磨粒不易脱落而引起工件表面烧伤，故一般采用中软砂轮；从结合剂来看，树脂结合剂或橡胶结合剂的弹性好，适用于低粗糙度表面磨削。
而陶瓷结合剂脆性大、弹性差，受不了侧面扭曲压力，但它的组织多孔性好，能耐水、耐油及普通酸碱的侵蚀，适用于一般磨削。
此外砂轮的修整很重要，砂轮磨粒的微刃等高性修整得越好，工件表面粗糙度越能降
低。
2工件材料对表面质量的影响被加工工件的材料硬度越高，则磨削后工件表面粗糙度越低，如淬火钢和非淬火钢两种不同种不同硬度的工件磨削时，前者所获得的粗糙度比后者低。
3工艺参数对磨削表面质量的影响砂轮修整参数，直接影响磨削的表面质量，故在修整砂轮时，必须注意几个问题：第一，金刚石顶角必须锋利，金刚石安装角度以0度~15度较为合适，而且还能提高金刚石的使用寿命。
第二，适当的修整用更是，如修整时工作台速度在40mm/min
左右，则工件表面粗糙度可达Ra0.1~0.5um；工作台速度在15mm/min 左右，则工件表面粗糙度可达Ra0.025~0.012um；工作台速度若在10mm/min左右，则工件粗糙度可达Ra0.01um。
第三，修整时横进给量的大小，对工件表面质量也有影响，横进给量大，工件表面粗糙，横进给量小，工件表面光滑，对低粗糙度磨削其横进给量控制在0.003~0.005um/行程为宜。
4、冷却液对工件表面质量的影响，冷却液具有吸热能力，能带走磨削区的大量磨削热，还能起润滑作用，可以减少砂轮与工件间的磨擦，防止工件表面烧伤和产生裂纹。
由于磨削后的冷却液内，含各种杂质，所以必须经过过滤，否则对工件表面质量有一定影响。
5、横进给机构的精度对工件表面质量的影响。
如果横向进给机构的微动精度不高或不稳定，则在细修砂轮和磨削时，就难以控制所需的进给量，无法保证磨粒的微刃等高，而且砂轮对工件的适当压力也难以保证，因而工件表面容易出现螺旋形，烧伤和多角形等缺陷。
6、磨床的整机刚性和运动的平衡性对工件表面质量的影响。
工作台纵向往复运动的速度不均匀，有爬行，就不能满足修整砂轮的要求，也就无法获得磨粒微刃的等高，从而使砂轮表面形成凸缘，造成磨削后产生螺旋形缺陷。
三架（头架、尾架、砂轮架）刚性要好，在磨削力的作用下，弹性变形要尽可能减到最小，否则会出现螺旋形缺陷。
磨床振动对磨削质量也有很大影响，砂轮及砂轮电机主轴不平衡传动皮带长短不一致，都会引起砂轮对工件的强迫振动。
在磨削过程中，还会产生砂轮
与工件的自激振动。
无论是强迫振动还是自激振动，最后都表现为砂轮相对工件的振动，这对工件表面粗糙度和精度都有直接影响。
工件磨削后的表面质量，主要以表面粗糙度和表面缺陷来评定。
CBN砂轮
site 2010-03-05 11:47:51 阅读3 评论0 字号：大中小订阅
CBN砂轮的分类
CBN磨料制作的砂轮，根据不同的加工工艺和所用不同成分的结合剂可分以下四种。
它们的性质和用途（指的机械加工用途）也有所不
同。
（1）电镀CBN/金刚石砂轮
砂轮的生产工艺简单，生产成本低。
成型简单但是只有一层镀层，不能修正，在加工过程中，较难知道，何时磨层受损。
适用于小批量的机械加工和几何图形复杂成型磨加工用和作为修正滚轮用。
（2）烧结式CBN/金刚石砂轮
硬度大和密度高，加工成高精度的修正滚轮，成本高。
主要用于作砂轮的修正滚轮和大批量的超硬材料的加工。
（3）树脂CBN/金刚石砂轮
砂轮的生产工艺简单，生产成本低。
成型简单但是不好修正整型。
用于多型状小批量的加工。
如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。
（4）陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮
加工工艺和结合剂的配方被少数外国厂家掌握，如刚进入中国市场的德国Krebs & Riedel公司，世界最大的磨料模具集团圣戈班手下的WINTER公司，奥地利的TYROLIT公司，德国的Wendt公司和瑞士的WINTERTHUR。
国产的陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮近期也有所突破。
陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮具有磨削力强，高速加工不烧伤工件，可修正和并且耐用等优点，是目前最理想的高速，高效和高精度的磨削工具。
用以下工作的实例作为范例，与同行同事共同讨论砂轮的应用。