《机械制造工程基础》第5章 机械加工精度及表面质量.PPTVIP

5.1.1 机械加工精度的基本概念 5.1.2 影响加工精度的因素 5.1.3 误差敏感方向 5.2.1 加工原理误差 5.2.2 机床误差 5.2.2 机床误差 5.2.2 机床误差 5.2.2 机床误差 5.2.3 刀具与夹具误差 5.2.3 刀具与夹具误差 5.2.4 调整误差 5.3.1 工艺系统刚度对加工精度的影响 5.3.1 工艺系统刚度对加工精度的影响 5.3.2 工件残余应力引起的变形 5.4.1 概述 5.4.2 机床热变形对加工精度影响 5.4.2 机床热变形对加工精度影响 5.4.3 刀具和工件热变形对加工精度影响 5.4.3 刀具和工件热变形对加工精度影响 5.4.3 刀具和工件热变形对加工精度影响 5.4.4 减小热变形对加工精度影响的措施 5.5.4 减小热变形对加工精度影响的措施 5.5.1 加工表面质量的概念 5.5.1 加工表面质量的概念 5.5.2 表面质量对零件使用性能的影响 5.6.1 切削加工表面粗糙度影响因素与改进 5.6.1 切削加工表面粗糙度影响因素与改进 5.7.1 影响表面冷作硬化的因素与改进 5.7.1 影响表面冷作硬化的因素与改进 5.7.1 影响层金属残余应力的因素与改进 5.7.2 磨削烧伤与磨削裂纹 ◆ 零件宏观几何形状误差、波度、表面粗糙度 宏观几何形状误差(平面度、圆度等)—波长/波高＞1000； 波度 — 波长/波高=50～1000；且具有周期特性； 表面粗糙度 —波长/波高＜50。 a）波度 b）表面粗糙度 图5-26 零件加工表面的粗糙度与波度 RZ λ Hλ RZ 对耐磨性影响 Ra（μm） 初始磨损量 重载荷 轻载荷 图5-27 表面粗糙度与初始磨损量 表面粗糙度值↓ → 耐疲劳性↑； 适当硬化可提高耐疲劳性。 表面粗糙度值↓→耐蚀性↑； 表面压应力：有利于提高耐蚀性。 表面粗糙度值↑ →配合质量↓。 表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度(图5-27）； 对耐疲劳性影响 对耐蚀性影响 对配合质量影响 纹理形式与方向：圆弧状、凹坑状较好; 适当硬化可提高耐磨性。 机械制造工艺学 第5章 机械加工表面质量 5.6 影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施 图5-28 车削时残留面积的高度 直线刃车刀（图5-28 a） 圆弧刃车刀（图5-28 b） 影响因素：刀尖圆弧半径rg，主偏角?k，副偏角?k ， 进给量f。 f κr H vf Ⅰ Ⅱ rε b） H Ⅰ Ⅱ f a） vf 切削残留面积 切削速度影响最大：v = 10～50m/min范围，易产生积屑瘤和鳞刺，表面粗糙度最差（图5-29 ）。 其他影响因素：刀具几何角度、刃磨质量，切削液等。 图5-29切削45钢时切削速度与粗糙度关系 100 120 v（m/min） 0 20 40 60 80 140 表面粗糙度Rz（μm） 4 8 12 16 20 24 28 收缩系数Ks 1.5 2.0 2.5 3.0 积屑瘤高度 h（μm） 0 200 400 600 h Ks Rz 切削表面塑性变形和积屑瘤 机械制造工艺学 第5章 机械加工表面质量 5.7 影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施 切削加工 f↑，冷硬程度↑(图5-30)； ◆ 切削用量影响 ◆ 刀具影响 rε↑，冷硬程度↑; 其他几何参数影响不明显 后刀面磨损影响显著(图5-31)。 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 磨损宽度VB(mm) 100 180 260 340 硬度(HV) 50钢，v = 40(m/min) f = 0.12～0.2(mm/z) 图5-31 后刀面磨损对冷硬影响 ◆ 工件材料 材料塑性↑，冷硬倾向↑; 切削速度影响复杂(力与热综合作用结果)； 切削深度影响不大。 图5-30 f 和 v 对冷硬的影响 硬度(HV) 0 f (mm /r) 0.2 0.4 0.6 0.8 v =170(m/min) 135(m/min) 100(m/min ) 50(m/min) 100 200 300 400 工件材料：45 磨削速度↑→冷硬程度↓（弱化作用加强）； 工件转速↑→冷硬程度↑； 纵向进给量影响复杂。 磨削深度↑→冷硬程度↑（图5-32）； ◆ 磨削用量 ◆ 砂轮 砂轮粒度号↑→冷硬程度↓； 砂轮硬度、组织影响不显著。