第七章 已加工表面质量

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1、第七章已加工表面质量第一节已加工表面的形成过程教学目的教学要点教学方法教具教学过程版书第七章已加工表面质量第一节已加工表面的形成过程一、形成过程撕裂挤压变形弹性恢复和摩擦二、刃前区应力分布正应力：O点最大剪应力：O点相反O点撕裂三、变质层形成变质层：具有和基体组织不同性质的表层金属作业第二节已加工表面的质量指标教学目的教学要点教学方法教具教学过程版书第二节已加工表面的质量指标一、表面质量（表面完整性）表面几何学方面表面粗糙度表面材质变质层二、已加工表面质量1、表面粗糙度2、表面加工硬化程度和硬化层深度3、残

2、余应力的大小及分布4、金相组织的变化（不列入）作业第三节已加工表面的粗糙度教学目的教学要点教学方法教具教学过程版书第三节已加工表面的粗糙度一、产生原因几何因素产生的粗糙度（理论粗糙度）切削运动和刀具几何形状切削过程中的不稳定因素引起的粗糙度刀瘤鳞刺切削变形振动1、残留面积（形成理论粗糙度）1）rε≠0Rmax＝rε-SQRT(rε^2-(f/2)^2)因为Rmax＜＜rε故Ry＝Rmax＝f^2/8·rεRa＝0.0321·f^2/rεf↑、rε↓→Rmax↑2）rε＝0f＝Rmax·(ctan(κr)+c

3、tan(κr'))Ry＝Rmax＝f/(ctan(κr)+ctan(κr'))Ra＝Rmax/4f↑、κr↑、κr'↑→Rmax↑2、切削过程中不稳定因素引起的粗糙度1）积屑瘤过切不均匀过切产生犁沟瘤碎片形成鳞片状毛刺振动2）鳞刺切削加工后残留在已加工表面上的鳞片状毛刺中低速、大进给量、较小前角、切削塑性韧性较大的金属形成鳞刺的四个阶段：抹拭导裂层积切顶成因：切削塑性金属，周期性地在节状切屑单元体前或积屑瘤前方层积，并被周期性的切顶抑制措施：（1）hD↓（2）润滑性好的切削液，降低v（3）Y刀具高速切削（4

4、）人工加热切削区3）切削过程中的变形在节状或单元切屑形成过程中，裂纹延伸至已加工表面，形成波浪形崩碎切屑形成过程中，裂纹在主应力方向斜向下延伸形成过切切削刃两端已加工表面及待加工表面产生隆起4）刀具的边界磨损5）刀刃与工件相对位置变动机床精度不高形状误差引起跳动材料不均匀切屑不连续易激发自激振动产生振纹6）切屑刮伤拉毛工件二、影响表面粗糙度的因素1、刀具rε↑、κr'↓（适当）→Rmax↓（κr'＝0°的修光刃）（过分）→摩擦↑、振动↑→Rmax↑κr↓→Rmax↓→Fp↑易振动γo↑→不易产生积屑瘤和鳞刺

5、（大塑性材料）刀面刃磨质量↑→粗糙度↓＋λs→切屑流向待加工表面→Λ↓、Fp↓→振动小2、切削条件切塑性材料v↑→积屑瘤高度Hb↓、鳞刺↓→粗糙度↓f↓→Rmax↓高效切削液（v越高，影响越小）机床精度3、工件材料塑性↓→粗糙度↓（不易产生刀瘤鳞刺）韧性↓→隆起↓→粗糙度↓作业第四节加工硬化教学目的教学要点教学方法教具教学过程版书第四节加工硬化一、定义不经热处理，而由切削过程造成的硬化现象（基体的120～200％）二、产生原因非晶质层塑性变形层弹性变形层基体三、表示方法1、硬化程度N显微硬度增加值N＝(H-

6、Ho)/Ho×100%或N＝H/Ho×100%Ho：基体硬度H：硬化层硬度2、硬化层深度Δhd（µm）已加工表面至未硬化处的垂直距离四、影响因素1、工件材料HB↓、塑性↑、熔点↑→强化↑2、刀具γo↑→Λ↓→Δhd↓αo↑→摩擦↓→Δhd↓钝圆半径rn↑→挤压摩擦↑→Δhd↑磨损VB↑→摩擦↑→Δhd↑3、切削用量1）vv↑→硬化不充分→Δhd↓→θ↑→弱化↑→Δhd↓→θ超过相变→淬火→Δhd↑2）ff↑→Δhd↑3）ap无显著影响4、切削液冷却↑、润滑↑→Δhd↓作业第五节残余应力教学目的教学要点教学方

7、法教具教学过程版书第五节残余应力一、类型压应力提高疲劳强度拉应力产生裂纹应力引起变形影响精度二、产生原因1、塑性变形引起的应力表层压应力内部拉应力2、切削温度引起的热应力表层拉应力θ↓↘θ↑→体积↑→塑性变形→体积↓→拉应力3、相变引起的体积应力金相组织体积不同θ↑→相变→体积变化→应力一般拉应力，喷丸可成压应力三、影响因素1、工件材料塑性↑→拉应力脆性材料→压应力2、刀具γo↓→βo↑→摩擦挤压↑→拉应力↓Δhd↑VB↑→摩擦↑→压应力↑→θ↑→拉应力↑最终：拉应力↑Δhd↑3、切削用量v↑→θ↑→拉应力

8、↑、Δhd↓f↑→θ↑→拉应力↑、Δhd↑ap影响不大作业