《已加工表面质量》PPT课件

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1、金属切削原理与机床机械工程系第六章已加工表面质量机械零件的加工质量包括加工精度和表面质量两方面，它们的好坏将直接影响产品的使用性能、使用寿命、外观质量、生产率和经济性。已加工表面质量包括零件表面的:微观几何形状、表面层材质的变化两个方面，一般以表面粗糙度、表面层加工硬化及表面层残余应力来衡量。表面质量对零件的使用性能有着很大的影响学习内容一、已加工表面质量概述二、已加工表面粗糙度三、加工硬化法四、残余应力第一节已加工表面质量概述一、已加工表面的形成过程VBΔa受到刀刃顿圆半径挤压——VB的摩擦——

2、弹性恢复Δh——加工表面在CD长度上继续与后刀面摩擦——已加工表面，加工变质层。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层的物理性能表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力图1加工质量包含的内容二、已加工表面质量的范畴第一节已加工表面质量概述1．表面粗糙度对耐磨性的影响由于两相互摩擦零件配合时，不是全部表面接触，只是一些凸峰相接触，其实际接触面小，导致单位面积上压力增大，磨

3、损加快，这些凸峰很快压扁磨平，使零件从而失去了原有的精度。表面粗糙度并不是越小越好，若表面粗糙度太小，不利于润滑油储存，致使接面形成干摩擦。在一定条件下，摩擦表面有一个最佳表面粗糙度值，一般为0.4～0.8μm。第一节已加工表面质量概述2．表面粗糙度对零件疲劳强度的影响零件表面越粗糙，在交变载荷的作用下容易引起应力集中。其应力超过疲劳极限，就会产生疲劳裂纹。3．表面粗糙度对耐腐蚀性的影响表面粗糙度值大，腐蚀物质易积于坑凹中腐蚀金属表面，降低工件的表面质量。第一节已加工表面质量概述4．表面粗糙度对配

4、合性质的影响表面粗糙度太粗，对于间隙配合的表面，会因峰尖在工作过程中很快磨掉而使问隙增大，降低配合精度；对于过盈配合，则因装配时表面的峰顶被挤平，使有效实际过盈量减小，同样降低配合的连接强度。第一节已加工表面质量概述5．加工硬化的影响加工硬化在某些情况下可提高工件的耐磨性和疲劳强度，但常伴随大量细微裂纹出现，降低抗冲击能力。另外，加工硬化也能使后道工序切削加工困难，使刀具磨损严重。第一节已加工表面质量概述6．残余应力的影响残余应力的存在使工件逐渐变形，影响工件形状、尺寸精度。另外，残余应力易使零件

5、产生裂纹而降低耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性。实践证明：许多零件的报废往往起源于零件的表面缺陷。第二节已加工便面粗糙度一、表面粗糙度产生的原因1．几何因素所产生的粗糙度。残留面积高度2．由于切削过程不稳定因素所产生的粗糙度。积屑瘤、鳞刺、切削变形、刀具的边界磨损、刀刃与工件相对位置变动。第二节已加工便面粗糙度一、表面粗糙度产生的原因1．残留面积由于刀具上有主偏角Kr和副偏角k’r，使工件的被切削层材料不能完全被切除，而在工件已加工表面上形成间距等于进给量f的螺旋状条纹。残留面积高度愈大，表面光洁度愈差

6、。图4-8已加工表面上理论粗糙度a）rε=0b）rε>0第二节已加工便面粗糙度残留面积是形成表面粗糙度的主要组成部分，残留面积亦称为理论粗糙度，常用它的高度Rmax表示。图4-8a中由形成残留面积高度Rmax第二节已加工便面粗糙度图4-8b中由〉0形成残留面积高度Rmax残留面积高度，随着进给量f的减小及主、副偏角的减小或刀尖圆弧半径的增大而减小。第二节已加工便面粗糙度2、积屑瘤的影响不利方面：A、其增大背吃刀量，造成过切现象，而影响加工的尺寸精度；B、高低不平，会在工件表面造成犁沟现象，影响表面

7、粗糙度；C、脱落的碎片会粘附或嵌入工作表面上，而影响表面加工质量。（精加工必须抑制积屑瘤）图4-9积削瘤对表面粗糙度影响（32x）a)积削瘤掉落时的照片b）积削瘤影响表面粗糙度第二节已加工便面粗糙度3．鳞刺的影响鳞刺是在已加工表面的速度方向上残留着突出的鳞片状毛刺，它是经常产生在对塑性材料的车、拉、攻丝和滚齿等加工中。鳞刺是在使用中、低速及较大进给量，并在严重摩擦和挤压条件下切削使切削层导裂而形成的，由于鳞刺的影响促使已加工表面更为粗糙不平。图4-10在已加工表面上突出的鳞刺关于鳞刺产生的两种观点

8、：1）积屑瘤说持这种观点的人认为：积屑瘤底部稳定，顶部不稳定；不稳定的顶部的生长与分裂，是导致鳞刺产生的主要原因。积屑瘤对已加工表面粗糙度的影响积屑瘤自身能增大已加工表面粗糙度之外，它还在已加工表面上导致鳞刺的形成，进一步增大粗糙度。第二节已加工便面粗糙度3、鳞刺2）层积金属说持此种观点的人认为：形成鳞刺的过程经过了4个阶段：抹拭、导裂、层积、切顶。4、切削过程的变形切削变形影响表面粗糙度的过程：1）切削单元带有周期性的断裂，这种断裂深入到切削表面以下，从而在加工表面上留下挤压的痕