机械加工表面质量对零件使用性能的影响及控制措施探讨.docVIP

　　机械加工表面质量对零件使用性能的影响及控制措施探讨 摘 要：随着工业技术的飞速发展机械化生产已走进各大小企业，与之息息相关的就是各式各样的机器。而机器是由机械零件装配而成，机器的失效是由个别零件的失效而造成的，其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能。而通过研究与生产实践证明，零件的失效大都?谋砻婵?始，零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素，通过改变这些因素从而达到改善工件表面质量的目的，提高产品的使用性能对未来机械行业的发展具有重要的意义。 中国 1/vie 　　关键词：机械加工；表面质量；成因；控制措施 　　一、机械加工表面质量 　　机器零件的加工质量不仅指加工精度，还包括加工表面质量，表面质量是指机械加工后零件表面层的微观几何结构及表层金属材料性质发生变化的情况，它是零件加工后表面层状态完整性的表征。零件机械加工后的表面，总存在一定的微观几何形状的偏差，表面层的物理力学性能也发生变化。 　　1.加工表面的几何特征。加工表面的微观几何特征主要包括表面粗糙度和表面波度两部分组成。表面粗糙度是波距L小于1mm的表面微小波纹；表面波度是指波距L在1～20mm之间的表面波纹。通常情况下，当L/H（波距/波高）1000）与表面粗糙度（L3/H350）之间。 　　2.加工表面层的物理、力学性能。表面层的物理力学性能包括表面层的加工硬化、残余应力和表面层的金相组织变化。机械零件在加工中由于受切削力和切削热的综合作用，表面层金属的物理力学性能相对于基本金属的物理力学性能发生了变化。 　　（1）表面层的加工硬化：表面层的加工硬化一般用硬化层的深度和硬化程度N来评定： 　　N=[（H-H0）/H0] ×l00% 　　式中H――加工后表面层的显微硬度； 　　H0――原材料的显微硬度。 　　（2）表面层金相组织的变化：在加工过程（特别是磨削）中的高温作用下，工件表层温度升高，当温度超过材料的相变临界点时，就会产生金相组织的变化，大大降低零件使用性能。 　　（3）表面层残余应力：在加工过程中，由于塑性变形、金相组织的变化和温度造成的体积变化的影响，表面层会产生残余应力。按应力性质分为拉应力和压应力。目前对残余应力的判断大多是定性的，它对零件使用性能的影响大小取决于它的方向、大小和分布状况。 　　二、机械加工表面质量对零件使用性能和使用寿命的影响 　　在零件的机械加工中，零件的加工表面产生微观几何形状误差、表面层物理和残余应力等各种缺陷，虽然仅存于零件极薄的表面层中，却严重影响着机械零件的精度、耐磨性、配合性、抗腐蚀性和疲劳强度等使用性能，从而进一步影响机械的使用性能和使用寿命。 　　1.表面质量对零件耐磨性的影响。零件的耐磨性是零件的一项重要性能指标，当摩擦副的材料、润滑条件和加工精度确定之后，零件的表面质量对耐磨性将起着关键性的作用。表面层的冷作硬化可使表面层的硬度提高，增强表面层的接触刚度，从而降低接触处的弹性、塑性变形，使耐磨性有所提高。 　　2.表面质量对零件疲劳强度的影响。表面质量对零件疲劳强度的影响主要表现在：表面粗糙度对承受交变载荷的零件的疲劳强度影响、表面层残余压应力对零件的疲劳强度影响、表面层的加工硬化对零件的疲劳强度也有影响。 　　3.表面质量对零件耐腐蚀性能的影响。表面质量对零件耐腐蚀性能的影响主要表现在：表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响和表面层残余压应力对零件的耐腐蚀性能的影响。 　　4.表面质量对零件间配合性质的影响相配零件间的配合性质是由过盈量或间隙量来决定的。在间隙配合中，如果零件配合表面的粗糙度大，则由于磨损迅速使得配合间隙增大，从而降低了配合质量，影响了配合的稳定性；在过盈配合中，如果表面硬化严重，将可能造成表面层金属与内部金属脱落的现象，从而破坏配合性质和配合精度。 　　5.表面质量对零件其他性能的影响。如对间隙密封的液压缸、滑阀来说，减小表面粗糙度Ra可以减少泄漏、提高密封性能；较小的表面粗糙度可使零件具有较高的接触刚度；对于滑动零件，减小表面粗糙度Ra能使摩擦系数降低、运动灵活性增高，减少发热和功率损失；表面层的残余应力会使零件在使用过程中继续变形，失去原有的精度，机器工作性能恶化等。 　　三、提高零件加工表面质量的工艺措施 　　由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的，只有了解和掌握影响机械加工表面质量的因素，才能在生产实践中，采取相应的工艺措施，对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求，减少零件因表面质量缺陷而