$7-4机械加工表面质量浅析.pptVIP

机械制造工艺与装备 课题一 机械加工表面质量 模块三 机械加工质量 （1）对耐磨性的影响 1、表面质量对零件使用性能的影响 零件表面磨损过程一般可分为，初期磨损、正常磨损、快速磨损。 零件表面磨损过程一般可分为，起始磨损、正常磨损、快速磨损。零件表面在初期磨损阶段，由于零件表面存在微观不平度，当两个零件表面相互接触时，有效接触面积只占名义接触面积的很小一部分，表面越粗糙，有效接触面积就越小。初期磨损速度很快。随着磨损的发展，有效接触面积不断增大，压强逐渐减小，磨损将以较慢的速度进行，进入正常磨损阶段。在这之后，由于有效接触面积越来越大，零件间的金属分子亲和力增加，表面的机械咬合作用增大，使零件表面又产生急剧磨损而进入快速磨损阶段。 表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说来，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，因接触面容易发生分子粘着，且润滑液不易储存，磨损反而增加。因此，就磨损而言，存在一个最优表面粗糙度值。 图3-2表面粗糙度与起始磨损量的关系 1）表面粗糙度对耐疲劳性的影响 表面粗糙度对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。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，产生疲劳裂纹，导致疲劳破坏。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底半径越小，其抵抗疲劳破坏的能力越差。 2）表面层物理、力学性能对耐疲劳性的影响 表面层存在一定程度的冷作硬化可以阻碍疲劳裂纹的产生和已有裂纹的扩展，因而可提高疲劳强度，但冷硬程度过高时，常产生大量显微裂纹而降低疲劳强度。 （2）表面质量对耐疲劳性的影响 1）表面粗糙度对耐蚀性的影响 零件在潮湿的空气中或在腐蚀性介质中工作时，会发生化学腐蚀或电化学腐蚀。减小表面粗糙度就可以提高零件的耐腐蚀性。 2）表面层物理、力学性能对耐蚀性的影响 零件在应力状态下工作时，会产生应力腐蚀，加速了腐蚀作用。如表面存在裂纹，则更增加了应力腐蚀的敏感性。 （3）表面质量对耐蚀性的影响 表面粗糙度对零件的接触刚度有很大的影响，表面粗糙度越小，则接触刚度越高。 （4）表面质量对配合质量的影响 1）间隙配合 初期磨损的影响最大，表面粗糙度越大，起始磨损量就越大，原有间隙将因急剧的初期磨损而改变，变化量与表面粗糙度的平均高度成正比，从而配合的稳定性影响。 2）过盈配合 表面粗糙度越大，两表面相配合时表面凸峰易被挤掉，这样使得过盈量减少，从而影响过盈配合的可靠性。 3）过渡配合 则兼有上述两种配合的影响。 （5）表面质量对接触刚度的影响（选讲） 1、影响零件表面粗糙度的因素 切削加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为两个因素： 一是切削刃(或砂轮)与工件相对运动轨迹所形成的表面粗糙度——几何因素； 二是与工件材料性质及切(磨)削机理有关的因素——物理因素。 （二）影响机械加工表面质量的因素 （1）刀具切削加工表面粗糙度的形成 图7-29 切削层残留面积 1）几何因素 在理想切削条件下，由于切削刃的形状和进给量的影响，在加工表面上遗留下来的切削层残留面积就形成了理论表面粗糙度。 从切削过程的物理实质考虑，刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，严重恶化了表面粗糙度。在加工塑性材料而形成带状切屑时，在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤。它可以代替前刀面和切削刃进行切削，使刀具的几何角度、背吃刀量发生变化。其轮廓很不规则，因而使工件表面上出现深浅和宽窄都不断变化的刀痕，有些积屑瘤嵌入工件表面，增加了表面粗糙度。 脆性材料切削速度影响不大，金相组织和刀具角度有影响 切削加工时的振动，使工件表面粗糙度值增大。 2）物理因素 1）几何因素 磨削加工中，由于工件表面是由砂轮上大量的磨粒切削、刻划、滑擦共同作用所形成的，因此，在工件表面上也留下一定的残留面积。一般认为：通过工件表面单位面积上的磨粒数愈多且刻痕的等高性愈好，则表面粗糙度愈小。 （2）砂轮磨削加工表面粗糙度的形成 磨削加工表面的塑性变形要比切削加工表面的大得多。其原因是： ①砂轮上的大多数磨粒都具有很大的负前角，且磨粒刃口极不尖锐(常有十几个微米)，而磨粒的切削厚度仅0.2左右或更小，所以，磨粒切削作用不大，主要是刻划和滑擦作用，这会使金属材料沿着磨粒侧面流动，形成沟槽的隆起现象，因而增大了表面