第13讲 第六章已加工表面质量.pptVIP

已加工表面质量的概念 已加工表面质量的概念 表面质量对零件使用性能的影响 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第一节 已加工表面粗糙度 第二节 加工硬化 第二节 加工硬化 第二节 加工硬化 第二节 加工硬化 第二节 加工硬化 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 第三节 残余应力 一、残余应力产生的原因 2．热应力引起的塑性变形 切削时，由于强烈的塑性变形与摩擦，使已加工表面层的温度很高，而里层温度很低，形成不均匀的温度分布。因此，温度高的表层，体积膨胀，将受到里层金属的阻碍，从而使表层金属产生热应力。当热应力超过材料的屈服极限时，将使表层金属产生压缩塑性变形。切削后冷却至室温时，表层金属体积的收缩又受到里层金属的牵制，因而使表层金属产生残余拉应力。 一、残余应力产生的原因 3．相变引起的体积变化 切削时，若表层温度大于相变温度，则表层组织可能发生相变。由于各种金相组织的体积不同，从而产生残余应力。如高速切削碳钢时，刀具与工件接触区的温度可达600～800℃；而碳钢在720℃发生相变，形成奥氏体，冷却后变为马氏体。由于马氏体的体积比奥氏体大，因而表层金属膨胀，但受到里层金属的阻碍，从而使表层产生残余压应力，里层产生残余拉应力。当加工淬火钢时，若表层金属产生退火，则马氏体转变为屈氏体或索氏体，因而表层体积缩小，但受到里层金属的牵制，而使表层产生残余拉应力。 一、残余应力产生的原因 已加工表面层内呈现的残余应力是上述诸原因所导致残余应力的综合结果，而最后已加工表面层内残余应力的大小及符号，则由其中起主导作用的因素所决定。因此，在已加工表面层最终可能存留残余拉应力，也可能是残余压应力。 二、残余应力的影响因素 影响残余应力的因素较为复杂，因此，切削加工时残余应力的发生过程研究得很不充分。总的说来，凡能减小塑性变形和降低切削温度的因素都能使已加工表面的残余应力减小。 二、残余应力的影响因素 1．刀具方面 当前角由正值逐渐变为负值时，表层的残余拉应力逐渐减小，但残余应力层的深度增大。这是由于刀具前角越小，切削刃钝圆半径rβ越大，刀具对已加工表面的挤压与摩擦作用越大，从而残余拉应力减小。当在一定的切削用量时，采用绝对值较大的负前角，甚至可使已加工表面层得到残余压应力。 刀具后面的磨损量VB增加时，一方面使后刀面与已加工表面的摩擦增加，但另一方面也使已加工表面上的切削温度升高，从而由热应力引起的残余应力的影响逐渐增强，因此，使已加工表面的残余拉应力增大，相应地，残余应力层的深度也随之增加。 二、残余应力的影响因素 2.切削条件方面 切削速度增加时，切削温度随之增加，因此，热应力引起的残余拉应力起主导作用，从而表面上的残余拉应力，随着切削速度的提高而增大，但残余应力层的深度却减小。这是由于切削力随着切削速度的增加而减小，从而塑性变形区域随之减小。应当指出，当切削温度超过金属的相变温度时，则情况就有所不同。此时残余应力的大小及符号，取决于表层金相组织的变化。 二、残余应力的影响因素 3．工件方面 塑性较大的材料，例如，工业纯铁、奥氏体不锈钢，切削加工后，通常产生残余拉应重力，而且塑性越大，残余拉应力越大。 切削灰铸铁等脆性材料时，加工表面将产生残余压应力，其原因是由于切削时，后面的重挤压与摩擦起主导作用，使加工表面层产生拉伸变形，从而产生残余压应力。 第6章 已加工表面质量 本章要点 已加工表面质量的概念 已加工表面粗糙度 加工硬化 残余应力 尺寸精度 形状精度 位置精度 （通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内） 表面粗糙度 波度 纹理方向 伤痕（划痕、裂纹、砂眼等） 加工精度 表面质量 表面几何形状精度 表面缺陷层 表层加工硬化 表层金相组织变化 表层残余应力 加工质量 图4-1 加工质量包含的内容 ◆ 加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数相符合程度。 ◆ 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 —