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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1机械制造工艺过程机械制造工艺过程第十讲第十讲 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 第一部
2、分第一部分1 1 表层金属的残余应力表层金属的残余应力2 2 表面强化工艺表面强化工艺3 3 实战演练实战演练2变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 三三 表层金属的残余应力表层金属的残余应力 （一）原因（一）原因 机械加工机械加工-表层金属塑性变形表层金属塑性变形-表层金属的表层金属的比容增大。比容增大。 塑性变形只在表层产生塑性变形只在表层产生-表层金属比容
3、增大和表层金属比容增大和体积膨胀体积膨胀-受到相连里层金属的阻碍受到相连里层金属的阻碍-在表层产在表层产生压缩残余应力生压缩残余应力-里层金属中产生拉伸残余应力。里层金属中产生拉伸残余应力。3变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 三三 表层金属的残余应力表层金属的残余应力 （一）原因（一）原因 刀具切金属刀具切金属-表层金属的纤维被拉长表层金属的纤维被拉长-刀具
4、后刀面刀具后刀面与已加工表面的摩擦加大这种拉伸作用。与已加工表面的摩擦加大这种拉伸作用。 刀具切离后刀具切离后-拉伸弹性变形恢复拉伸弹性变形恢复-拉伸塑性变形不拉伸塑性变形不能恢复能恢复-表层金属的拉伸塑性变形表层金属的拉伸塑性变形-受到相连里层未发受到相连里层未发生塑性变形金属的阻碍生塑性变形金属的阻碍-表层产生压缩残余应力表层产生压缩残余应力-里层里层拉伸残余应力。拉伸残余应力。4变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输
5、配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分6变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要
6、组成部分7n金属产生金相组织变化金属产生金相组织变化-表层金属比容变化表层金属比容变化-受到相连基受到相连基体金属的阻碍体金属的阻碍-产生残余应力。产生残余应力。n金相组织变化金相组织变化-比容增大比容增大-表层压应力表层压应力-里层拉应力；里层拉应力；n金相组织变化金相组织变化-比容减小比容减小-表层拉应力表层拉应力-里层压应力；里层压应力；变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成
7、中一个重要组成部分影响车削表层金属残余应力的工艺因素影响车削表层金属残余应力的工艺因素8变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分9 正前角车刀，正前角车刀，4545钢在所有切削速度下，表层产生拉伸残余应钢在所有切削速度下，表层产生拉伸残余应力。但是其他材料并不如此。力。但是其他材料并不如此。n低速车削低速车削-切削热主导切削热主导-表层拉伸残余应力表层拉伸残余应力n
8、切削速度提高切削速度提高-表层温度达到淬火温度表层温度达到淬火温度-局部淬火局部淬火-比容比容增大增大-金相组织变化金相组织变化-拉伸残余应力减少。拉伸残余应力减少。n高速切削高速切削-表层淬火充分表层淬火充分-比容增大比容增大-金相组织变化主导金相组织变化主导-表层压缩残余应力。表层压缩残余应力。影响车削表层金属残余应力的工艺因素影响车削表层金属残余应力的工艺因素变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主
9、接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分102 2 进给量的影响进给量的影响进给量加大进给量加大-表层金属塑性变形增加表层金属塑性变形增加-切削区热切削区热量增加量增加-残余应力数值和扩展深度均增大残余应力数值和扩展深度均增大3 3 前角的影响前角的影响 前角对表层金属残余应力的影响极大。前角对表层金属残余应力的影响极大。见图见图4-224-22影响车削表层金属残余应力的工艺因素影响车削表层金属残余应力的工艺因素变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样
10、与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分11变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分12n磨削加工：塑性变形严重、热量大、工件表面温度高，热因素和塑磨削加工：塑性变形严重、热量大、工件表面温度高，热因素和塑性变形对磨削表面残余应力影响都很大。性变形对磨削表面残余应力影响都很大。n热因素主导热因素主导-表面拉伸残余应力表
11、面拉伸残余应力n塑性变形主导塑性变形主导-表面压缩残余应力表面压缩残余应力n工件表面温度超过相变温度又充分冷却工件表面温度超过相变温度又充分冷却-淬火烧伤淬火烧伤-金相组织变金相组织变化主导化主导-表面压缩残余应力。表面压缩残余应力。n精细磨削精细磨削-塑性变形主导塑性变形主导-表面压缩残余应力。表面压缩残余应力。影响磨削残余应力的工艺因素影响磨削残余应力的工艺因素变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主
12、接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分131 1 磨削用量的影响磨削用量的影响变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分141 1 磨削用量的影响磨削用量的影响n磨削深度很小磨削深度很小-塑性变形主导塑性变形主导-表层压缩残余应力表层压缩残余应力n磨削深度加大磨削深度加大-塑性变形加剧塑性变形加剧-磨削热增大磨削热增大-热因素热因素主导主导-表层拉伸残余应力表层拉伸
13、残余应力n磨削深度大于磨削深度大于0.025mm-0.025mm-不出现淬火（含碳量很低）不出现淬火（含碳量很低）- -塑性变形主导塑性变形主导-拉伸残余应力减少拉伸残余应力减少n磨削深度很大磨削深度很大-压缩残余应力状态压缩残余应力状态变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分151 1 磨削用量的影响磨削用量的影响n砂轮速度高砂轮速度高-磨削区温度高磨削区温度高-
14、磨粒删除厚度减小磨粒删除厚度减小-热因热因素大，塑性变形影响小素大，塑性变形影响小n因此，提高砂轮速度因此，提高砂轮速度-表层拉伸残余应力的倾向增大（图表层拉伸残余应力的倾向增大（图4-224-22）。）。n加大工件回转速度和进给速度加大工件回转速度和进给速度-热作用时间短热作用时间短-热因素热因素减小，塑性变形因素主导减小，塑性变形因素主导-表层压缩残余应力的趋势增表层压缩残余应力的趋势增大。大。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连
15、接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2 2 工件材料工件材料的影响的影响16变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分172 2 工件材料的影响工件材料的影响工件材料强度高、导热性差、塑性低工件材料强度高、导热性差、塑性低-拉伸残余应力倾向大。拉伸残余应力倾向大。1 1）碳素工具刚）碳素工具刚T8T8比工业铁强度高、材料变形阻力大
16、比工业铁强度高、材料变形阻力大2 2）磨削时发热量大，导热性差于工业铁，磨削热容易集中于表）磨削时发热量大，导热性差于工业铁，磨削热容易集中于表层层3 3）再加上塑性低，热因素作用明显，拉伸残余应力倾向比工业）再加上塑性低，热因素作用明显，拉伸残余应力倾向比工业铁大。铁大。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分18n工件表面残余应力的数值及性质主要取决于工件最终工
17、工件表面残余应力的数值及性质主要取决于工件最终工序的加工方法。序的加工方法。n交变载荷作用交变载荷作用-表面存在局部微观裂纹表面存在局部微观裂纹-拉应力会使拉应力会使原生裂纹扩大，导致零件断裂原生裂纹扩大，导致零件断裂-从抗疲劳破坏考虑从抗疲劳破坏考虑-最终工序应产生压缩残余应力为好最终工序应产生压缩残余应力为好工件最终工序加工方法的选择工件最终工序加工方法的选择变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接
18、线是电力系统接线组成中一个重要组成部分19变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分20变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分21四四
19、表面强化工艺表面强化工艺 定义定义: :通过冷加工方法使表面层金属发生冷态塑性变形，以降通过冷加工方法使表面层金属发生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面产生压缩残余应力。低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面产生压缩残余应力。 （一）喷丸强化（一）喷丸强化 大量快速运动珠丸大量快速运动珠丸-打击工件表面打击工件表面-表面产生冷硬层、表面产生冷硬层、压缩残余应力压缩残余应力-提高疲劳强度、使用寿命。提高疲劳强度、使用寿命。 主要用于形状复杂工件：板弹簧、螺旋弹簧、连杆、齿轮、主要用于形状复杂工件：板弹簧、螺旋弹簧、连杆、齿轮、焊缝等。焊缝等。变电站电气主接线是指变电站的变压
20、器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四四 表面强化工艺表面强化工艺（二）滚压加工（二）滚压加工 淬硬和精细研磨滚轮、滚珠淬硬和精细研磨滚轮、滚珠-常温挤压常温挤压-凸起凸起部分向下压部分向下压-凹下部分往上挤凹下部分往上挤-前工序留下的前工序留下的波峰压平波峰压平-修正工件表面的微观几何形状修正工件表面的微观几何形状-金金属组织细化属组织细化-形成压缩残余应力形成压缩残余应力22变电站电气主接
21、线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分23变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例题：例题： 为什么机器上许多静止连接的接触表面（车床床为什么机器
22、上许多静止连接的接触表面（车床床头箱与床身结合面，过盈配合的轴与孔表面等），头箱与床身结合面，过盈配合的轴与孔表面等），往往都要求较小的表面粗糙度，而有相对运动的往往都要求较小的表面粗糙度，而有相对运动的表面又不能对粗糙度要求过小？表面又不能对粗糙度要求过小？24变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分25参考：参考： 由于静止连接的接触表面的粗糙度影响接触刚度及配
23、合由于静止连接的接触表面的粗糙度影响接触刚度及配合性质，因此接触表面要求较小的表面粗糙度。性质，因此接触表面要求较小的表面粗糙度。 对有相对运动的表面，当表面很光滑时，由于润滑油被对有相对运动的表面，当表面很光滑时，由于润滑油被挤出，表面间分子亲和力大，产生挤出，表面间分子亲和力大，产生“咬焊咬焊”作用。表面间产作用。表面间产生相对运动会加剧磨损，所以磨损不但有机械作用，而且有生相对运动会加剧磨损，所以磨损不但有机械作用，而且有分子作用。因此有相对运动的表面对粗糙度不能要求过小。分子作用。因此有相对运动的表面对粗糙度不能要求过小。因而零件表面粗糙度存在一个最佳范围，它取决于使用要求，因而零件表
24、面粗糙度存在一个最佳范围，它取决于使用要求，工作条件及零件材料等。工作条件及零件材料等。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分26粗粗糙糙度度？问问能能达达到到的的加加工工表表面面车车刀刀刀刀尖尖的的圆圆弧弧半半径径表表面面，若若走走刀刀量量车车削削一一铸铸铁铁零零件件的的外外圆圆例例题题：,4,/5 . 0 mmrrmmf变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电
25、线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分mmrfRRzz0078. 0485 . 08)( 22可可按按下下式式计计算算：残残留留面面积积高高度度面面积积。留留几几何何因因素素引引起起的的刀刀尖尖残残表表面面粗粗糙糙度度主主要要取取决决于于工工的的塑塑性性变变形形很很小小，故故加加由由于于铸铸铁铁件件加加工工表表面面层层参参考考：27变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完
26、成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分是是否否相相同同，为为什什么么？糙糙度度与与计计算算求求的的粗粗糙糙度度）分分析析实实际际加加工工表表面面粗粗（量量为为多多少少？时时，计计算算应应采采用用的的走走刀刀变变形形对对表表面面粗粗糙糙度度影影响响当当不不考考虑虑工工件件材材料料塑塑性性）（试试求求：度度要要求求加加工工表表面面粗粗糙糙副副偏偏角角偏偏角角锋锋利利的的尖尖刀刀，刀刀具具的的主主高高速速精精镗镗内内孔孔时时，采采用用例例题
27、题：，2 1),(2 .3,20,45umRKKzoror28变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。的的平平均均高高度度平平度度廓廓形形状状，并并加加大大表表面面不不改改变变刀刀尖尖残残留留面面积积的的轮轮会会）的的参参与与及及系系统统的的振振动动切切削削热热，刀刀瘤瘤及及鳞鳞刺刺等等，物物理理因因素素（如如塑塑性性变变形形实实际际切切削削加加工工时时，由由于于
28、算算公公式式求求可可按按刀刀尖尖残残留留面面积积的的计计加加工工表表面面上上的的复复映映，只只考考虑虑刀刀具具几几何何形形状状在在）（参参考考：zrrzrrzRrmmctgKctgKRfctgKctgKfRf )2(/012.0)(, 129变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分30例题：例题： 试解释磨削淬火钢时，磨削表面层的应力状态与磨削深试解释磨削淬火钢时，
29、磨削表面层的应力状态与磨削深度的试验曲线。度的试验曲线。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分31参考：参考： 当当ap0.01ap0.01时，表面强化的冷态塑性变形引起表层比时，表面强化的冷态塑性变形引起表层比容增大占主导地位，故表层有较小的压应力（负）。容增大占主导地位，故表层有较小的压应力（负）。 当当0.01ap0.050.01ap0.05ap0.050.
30、060.06时，由于磨削表层温升很高，且冷却速度时，由于磨削表层温升很高，且冷却速度较快时，表层产生二次淬火的马氏体组织，由于金相组织的改较快时，表层产生二次淬火的马氏体组织，由于金相组织的改变使表层的比容增大，故产生压应力（负）。变使表层的比容增大，故产生压应力（负）。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分32例题：例题： 若工件为一长方形薄钢板（假设毛坯上、下
31、面是直的），若工件为一长方形薄钢板（假设毛坯上、下面是直的），当磨削平面当磨削平面A A后，工件产生弯曲变形，试分析工件产生中凹变后，工件产生弯曲变形，试分析工件产生中凹变形的原因。形的原因。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分参考：参考： 磨削平面磨削平面A A后，表面温升高。冷却时，表面层金属后，表面温升高。冷却时，表面层金属的收缩收到基体金属的阻碍，表层产
32、生拉应力，下层的收缩收到基体金属的阻碍，表层产生拉应力，下层产生压应力，如产生压应力，如a a图。图。 当取下工件后，因工件刚性差，且由于工件内应力当取下工件后，因工件刚性差，且由于工件内应力的重新分布，产生新的应力平衡的结果必然产生相应的重新分布，产生新的应力平衡的结果必然产生相应的工件变形，分布如的工件变形，分布如b b图图33变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组
33、成部分34变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分小结小结1 1 表层金属的残余应力表层金属的残余应力2 2 表面强化工艺表面强化工艺3 3 实战演练实战演练35变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而
34、完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 第二部分课程目标第二部分课程目标1 1 强迫振动强迫振动2 2 自激振动自激振动3 3 自激振动的条件自激振动的条件4 4 自激振动的原理自激振动的原理 再生原理、振型耦合原理、再生原理、振型耦合原理、 负摩擦原理、切削力滞后原理负摩擦原理、切削力滞后原理5 5 机械加工振动的诊断技术机械加工振动的诊断技术6 6 机械加工振动的防治机械加工振动的防治36变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电
35、线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分机械振动机械振动 机械振动是指工艺系统或系统的某机械振动是指工艺系统或系统的某些部分沿直线或者曲线并经过其平衡位些部分沿直线或者曲线并经过其平衡位置的往复运动。置的往复运动。n 使刀具与工件间产生相对位置误差；使刀具与工件间产生相对位置误差；n 粗糙度增大，工件表面质量严重恶化；粗糙度增大，工件表面质量严重恶化；n 加速刀具和机床的磨损，缩短刀具和机床的寿命；加速刀具和机床的磨损，缩短刀具和机床的寿命；n 造成机床或者夹具间的连接部分松动，刚度和精度下降；造成机床或者夹具间的连接部分松动，刚度和精度
36、下降；n 发出噪声，影响工人健康。发出噪声，影响工人健康。机械振动的危害机械振动的危害变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分38 一一 机械加工中的强迫振动机械加工中的强迫振动 机内振源：机内振源： 机床旋转件的不平衡（电动机转子、离合器、卡盘、砂轮等）机床旋转件的不平衡（电动机转子、离合器、卡盘、砂轮等） 机床传动机构的缺陷（齿轮、带、链传动的不均匀）机床传动机
37、构的缺陷（齿轮、带、链传动的不均匀） 往复运动部件的惯性力（油泵排除的压力油往复运动部件的惯性力（油泵排除的压力油-脉动脉动-空穴）空穴） 切削过程中的冲击等（切入、切出产生冲击，加工断续表面切削过程中的冲击等（切入、切出产生冲击，加工断续表面发生周期性冲击）发生周期性冲击）变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分39 （二）（二） 强迫振动的特性强迫振动的特性 n
38、频率：频率： 与干扰力的频率相同，或者是干扰力频率的整数倍。与干扰力的频率相同，或者是干扰力频率的整数倍。n幅值：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。幅值：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。n干扰力频率一定，其幅值大，则强迫振动幅值也大。干扰力频率一定，其幅值大，则强迫振动幅值也大。n干扰力频率远离工艺系统各阶段固有频率，则强迫振动响应将处干扰力频率远离工艺系统各阶段固有频率，则强迫振动响应将处于机床动态响应的衰减区，振动幅值很小。于机床动态响应的衰减区，振动幅值很小。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一
39、个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分40 （二）（二） 强迫振动的特性强迫振动的特性 n干扰力频率接近工艺系统某一固有频率，幅值明显增大。干扰力频率接近工艺系统某一固有频率，幅值明显增大。n干扰力频率与工艺系统某一固有频率相同，系统共振。干扰力频率与工艺系统某一固有频率相同，系统共振。n改变运动参数或工艺系统的结构改变运动参数或工艺系统的结构-干扰力频率发生变化或工干扰力频率发生变化或工艺系统某阶段固有频率发生变化艺系统某阶段固有频率发生变化-干扰力频率远离固有频率干扰力频率远离固
40、有频率-强迫振动幅值明显减少。强迫振动幅值明显减少。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分41n激励机床系统产生振动运动的交变力是由切削过程产生的。激励机床系统产生振动运动的交变力是由切削过程产生的。n切削过程同时又受机床系统的振动运动控制，机床系统的振切削过程同时又受机床系统的振动运动控制，机床系统的振动运动一旦停止，动态切削力随之消失。动运动一旦停止，动态切削
41、力随之消失。n如果切削过程很平稳，即使有自激振动条件，如果切削过程很平稳，即使有自激振动条件，没有交变的动没有交变的动态切削力，自激振动不可能产生。态切削力，自激振动不可能产生。n偶然性外界干扰（工件材料硬度不均匀、加工余量有变化等偶然性外界干扰（工件材料硬度不均匀、加工余量有变化等）总是存在，其产生的切削力变化，使系统产生振动运动。）总是存在，其产生的切削力变化，使系统产生振动运动。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输
42、配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分42无自激振动条件偶然干扰系统阻尼衰减。无自激振动条件偶然干扰系统阻尼衰减。有自激振动条件持续振动运动。有自激振动条件持续振动运动。电动机通过动态切削传能量到振动系统。电动机通过动态切削传能量到振动系统。自激振动特点：自激振动特点： 1 1）没有外力（相对切削过程）干扰下产生的。）没有外力（相对切削过程）干扰下产生的。 2 2）频率接近于系统固有频率（强迫振动不同）。）频率接近于系统固有频率（强迫振动不同）。 3 3）不因阻尼存在而衰减（自由振动会）。）不因阻尼存在而衰减（自由振动会）。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样
43、与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分自激振动模型自激振动模型振入：振入：一个振动周期里，背吃刀量由小到大的一个振动周期里，背吃刀量由小到大的过程。过程。 A-BA-B振出：振出：一个振动周期里，背吃刀量由大到小的一个振动周期里，背吃刀量由大到小的过程。过程。 B-CB-C相对滑动速度：切屑相对于刀具的相对速度。相对滑动速度：切屑相对于刀具的相对速度。 振入取振入取+ + ；振出取；振出取- - 0mvvy 切
44、削力：切削力：切削过程中工件对刀具的作用力。切削过程中工件对刀具的作用力。yF弹力：切削过程中振动系统对刀具的作用力。弹力：切削过程中振动系统对刀具的作用力。F弹 是工件表面层金属的弹、塑性是工件表面层金属的弹、塑性 变形产生的抗力。变形产生的抗力。aFyavFFF背吃刀量背吃刀量a a越大，越大， 越大。越大。aF 是刀具与切屑间的摩擦力。是刀具与切屑间的摩擦力。vF 方向始终向左；背吃刀量方向始终向左；背吃刀量a a越大，越大， 越小。越小。 F弹F弹 切屑高开工件的速度；切屑高开工件的速度； 刀具振动速度。刀具振动速度。0vy 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相
45、连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分持续自激振动的原因持续自激振动的原因O1 为振入运动的平衡点，即：111(F)yoaovoFFF弹o1因为1Boaa所以11FaBaoBoFFF弹弹、B点为振入运动的终止点：0By 又0mvvy 则1mBmovv所以1vBvoFF所以1yBaBvBoBFFFFF弹弹同理可得，在C点有：(F)yCaCvCFFF弹C假设 具有负摩擦特性，即 越大， 越小。vFmvvFyavFFF变电站电气
46、主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分自激振动条件自激振动条件实际的振动实际的振动能量消耗能量消耗振幅减小振幅减小振动停止振动停止inoutEWW0inoutWWE等幅振动等幅振动0inoutWWE振幅振幅outWinoutWW等幅振动等幅振动0inoutWWE振幅振幅outWinoutWW等幅振动等幅振动W W振入振入：F Fy y向右，位移向左，向右，位移向左，W W振
47、入振入为负。为负。W W振出振出：F Fy y向右，位移向右，向右，位移向右，W W振出振出为正。为正。W W摩阻摩阻：阻尼作用，：阻尼作用， W W摩阻摩阻为负为负。()WWWW振出振入摩阻每个周期振动系统获得的能量：每个周期振动系统获得的能量：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分自激振动条件自激振动条件()WWWW振出振入摩阻每个周期振动系统获得的能量：每个
48、周期振动系统获得的能量：一、当一、当 时：时： 系统稳定系统稳定WW振出振入0W二、当二、当 WW振出振入1 1、 时，时， 稳幅自激振动稳幅自激振动WWW振出振入摩阻0WW摩阻2 2、 时时, ,WWW振出振入摩阻0W振幅振幅WWW振出振入摩阻稳幅稳幅振幅先增加，后稳定振幅先增加，后稳定W摩阻3 3、 时时, ,WWW振出振入摩阻0W振幅振幅WWW振出振入摩阻稳幅稳幅振幅先减小，后稳定振幅先减小，后稳定自激振动条件：自激振动条件：WW振 出振 入变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主
49、接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分自激振动的激振机理自激振动的激振机理再生原理再生原理振动耦合原理振动耦合原理负摩擦原理负摩擦原理滞后原理滞后原理变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分再生自激振动原理再生自激振动原理单自由度、重叠切削单自由度、重叠切削重叠切削重叠切削 如果刀
50、具进给量很小，当工件转过一圈开始如果刀具进给量很小，当工件转过一圈开始切削下一圈时，刀具会与已切过的上一圈表面接切削下一圈时，刀具会与已切过的上一圈表面接触，即产生重叠切削。触，即产生重叠切削。重叠系数：重叠系数：()/BfB切断时：切断时： ；车螺纹时：；车螺纹时：10再生自激振动过程：再生自激振动过程：01重叠系数反映了再生效应的程度，重叠系数反映了再生效应的程度， 越小，就越不容易产生再生振颤。越小，就越不容易产生再生振颤。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变