第7章机械加工表面质量的影响因素及控制 机械制造技术基础课件.ppt

2、表面粗糙度的影响因素及控制 1）切削加工表面粗糙度的影响因素及控制 切削加工表面粗糙度的影响因素 （1）积屑瘤的影响 （2）鳞刺的影响 （3）切削机理的变化 （4）切削颤振 （5）切削刃的损坏 切削加工表面粗糙度的控制 * * 第7章　机械加工表面质量的影响因素及控制 7.1机械加工表面质量概述 7.1.1机械加工表面质量的含义 机械加工后所得到的零件表面，都不是理想的光滑表面，存在着一定的微观几何偏差和表面层物理机械性能的变化。这一表面层质量对机械零件的可靠性、寿命等都有显著的影响。 表面质量包括的主要内容是： (１)表面的几何形状特征 它主要包括：表面粗糙度；波度──介于宏观几何形状误差和表面粗糙（微观几何误差）度之间的周期性几何形状误差。 (２)表面层的物理及机械性能 它主要包括表面层因塑性变形引起的加工硬化、表面层的金相组织变化、表面层的残余应力等。 7.1.2 表面质量对零件使用性能的影响 （1）表面质量对零件耐磨性能的影响 1)表面粗糙度对耐磨性的影响 零件的磨损，一般分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段。其中表面的粗糙度对初期磨损量的影响最为显著。 2）表面冷作硬化对耐磨性的影响 经过加工的零件表面会产生一定的冷作硬化，使得零件表层的性质变化，如金相组织及硬度的变化、加工硬化及残余应力的存在等也都影响零件的耐磨性。 （2）表面质量对疲劳强度的影响 1) 表面粗糙度对疲劳强度的影响 在交变载荷作用下，零件的破坏常常由于表面产生疲劳裂纹所致。而疲劳裂纹与应力集中有关。零件表面的粗糙度、划痕和裂纹等缺陷容易引起应力集中，产生裂纹，造成疲劳破坏。 2）表面层的残余应力、冷作硬化对疲劳强度影响 零件表面层为残余压应力，能够部分的抵消工作载荷施加的拉应力，从而提高零件的疲劳强度；而残余拉应力使疲劳裂纹扩展，加速疲劳破坏，从而降低零件的疲劳强度。 （3）表面质量对零件耐腐蚀性能的影响 　　金属表面逐渐被氧化或溶解而遭破坏的现象称为腐蚀，它是由化学、电化学过程而引起的。如钢铁与空气中的氧化合成Fe2O3；金属与电解质液体接触，会发生微电池作用，金属质点会变成离子状态，金属表面被破坏。 （4）表面质量对零件配合性质的影响 　　表面粗糙度会改变实际有效过盈量和间隙量，因此表面质量好坏直接影响零件配合性质的稳定性。 （5）表面质量对零件接触刚度的影响 　　由于零件表面的粗糙轮廓，使相接触的面积仅有理论面积较小的一部分，受外力作用时，由于凸峰处单位压力大，因而接触表面极易产生弹塑性变形，降低零件的接触刚疲。 7.2 表面质量影响因素 7.2.1 加工表面的形成过程 7.2.2 加工表面粗糙度 　1、表面粗糙度概述 2） 磨削加工表面粗糙度的影响因素 1) 砂轮的粒度 2) 砂轮的硬度 3) 砂轮的修整 4) 磨削速度 5) 磨削径向进给量与光磨次数 6) 工件圆周进结速度与轴向进给量 7) 冷却润滑液 7.2.3 加工表面变质层 1、 加工硬化 　　1)加工硬化概念 2)影响加工硬化的主要因素 及控制措施 2、 残余应力及影响因素 1) 残余应力产生的原因 　 （1） 热塑性变形引起 　 （2） 冷态塑性变形引起 　 （3） 局部金相组织变化引起 2）影响残余应力的因素 3、磨削烧伤与裂纹及控制 　(1) 磨削烧伤 在切削过程中，切削所消耗的能量绝大部分都转化为热能，传入工件的热使加工表面局部升温，当温度达到金相组织转变临界点时，就会产生金相组织变化。 磨削淬火钢时，在工件表面层上生产的高温将使表层产生以下三种金相组织变化： 1）如果工件表面层温度未超过相变临界温度Ac3（一般中碳钢为720℃）。但超过马氏体的转变温度（一般中碳钢为300?C），工件表面将产生回人组织（回火屈氏体和回火索氏体〕，硬度比原来的回火马氏体低，称为回火烧伤。 2）如果工件表面层温度超过相变临界温度，再加上充分的冷却液，则表面层急冷形成二次淬火马氏体，硬度高于四火马氏体，但极薄，只有几个微米厚，在它下层由于冷却较慢出现了比回人马氏体硬度低的组织称之为淬火烧伤。 3）如果工件表面温度超过了相变临界温度。这时又无冷却液，则表面硬度急剧下降，工件表层被退火，称之为退火烧伤。 （2）磨削裂纹 （3）磨削烧伤与裂纹及控制 1）被加工材料 被加工材料对磨削区温度的影响主要取决于其强度、陆度、韧性和导热性。 2）砂轮的选择 磨削导热性差的材料，应