《机械加工表面质量》PPT课件

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1、4.4机械加工表面质量surfacequalityofMachining内容提要：◆表面质量对零件使用性能的影响◆影响表面粗糙度的因素◆降低表面粗糙度的工艺措施概述重要性：机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的。产品的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取决于零件表面层的质量。目的：为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律，以便运用这些规律来控制加工过程，最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。概述零件机加工表面质量的评定：（1）表面几何形状特征（2）加工表面层的物理机械性能a、表面粗糙度：表

2、面的微观几何形状误差。b、波度：介于微观几何形状误差和表面粗糙度之间的周期性的几何形状误差。a、表面层材料的塑性变形与加工硬化；b、表面层金相组织的变化（高温）-－特别是针对磨削，也称磨削烧伤；c、表面层产生残余应力。表面粗糙度与波度RoughnessandWavinessH－表面粗糙度高度A－波度的高度机加工表面质量对机器使用性能的影响（一）表面质量对耐磨性的影响1.表面粗糙度对耐磨性的影响一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间，最初阶段只在表面粗糙的的峰部接触，实际接触面积远小于理论接触面积，在相互接触的峰部有非常大

3、的单位应力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重磨损（三个阶段？）。表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。(1)一般说表面粗糙度值愈小，其磨损性愈好。(2)但若表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一个最佳值，其值与零件的工作情况有关，工作载荷加大时，初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值也加大。2.表面冷作硬化对耐磨性的影响impactofSurfacework-hardenonthewearability(1)加工表面的冷作硬化使摩擦

4、副表面层金属的显微硬度提高，故一般可使耐磨性提高。(2)但也不是冷作硬化程度愈高，耐磨性就愈高，这是因为过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松，甚至出现裂纹和表层金属的剥落，使耐磨性下降。（二）表面质量对疲劳强度的影响impactofMachiningsurfacequalityonfatiguestrength金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面和表面冷硬层下面：1.表面粗糙度对疲劳强度的影响交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。规律：Ra↗，表面的纹痕愈深，纹底半径愈小，抗

5、疲劳破坏能力↘。2.残余应力、冷作硬化对疲劳强度的影响表面层残余拉应力→疲劳裂纹↗，疲劳破坏加速；表面残余压应力→阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏产生。一般，表面冷硬伴有残余压应力的产生，可以防止裂纹产生并阻止已有裂纹的扩展，对提高疲劳强度有利。硬化过高，则反之。（三)表面质量对耐蚀性的影响1、零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大→凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多，抗蚀性就愈差。2、表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，耐磨性↘残余压应力→防止应力腐蚀开裂。（四）表面质量对配合质量的影响theinflue

6、nceofSurfacequalityonfitquality表面粗糙度值的大小将影响配合表面的配合质量：a、间隙配合Ra↗，磨损↗,间隙增大，破坏了要求的配合性质。b、过盈配合装配过程中一部分表面凸峰被挤平，实际过盈量↘，降低了配合件间的连接强度。三、影响表面粗糙度的因素及措施三个方面的因素：1、几何因素—切削层的残留面积（参数：Ac,hc)车削为例，切削层残留面积越大，则Ra↗措施：(1）降低f或减小kr、kr’;(2)增大刀尖圆弧半径rℇ几何因素物理因素工艺系统的振动HH理论粗糙度影响表面粗糙度的因素2、物理因素—

7、积屑瘤、鳞刺抑制积屑瘤和鳞刺的措施：关键——减少加工时的塑性变形，影响最大的是切削速度与切削材料性质。具体措施：（1）选择合适的切削速度，避开中速区如：精加工钢料时，常用低速（如铰孔、拉孔）或高速（精车、精镗）（2）合理选择加工材料和热处理方法，如低碳钢与低合金钢，常预先做调质或正火。（3）采用合适刀具材料、角度提高刀具刃磨质量，请思考:前角、后角？金钢石车刀精车铝合金，Ra降低，为什么?（4）合理选用冷却润滑液。思考：为什么？影响表面粗糙度的因素affectingfactorsofsurfaceroughness3、加

8、工过程中的振动(Vibration)机械加工中的振动类型自由振动5%强迫振动30%自激振动65%切削力突变（切入时），外力冲击受周期干扰力（地基、电机、齿轮啮合、回转件不平衡、多刃多齿刀具）系统自身引起的交变切削力作用，加强和维持了自身振动振动的危害表面质量下降（振纹）降低机床、夹具、刀具寿命（联接松动，崩刃、磨损）