加工表面质量及其对使用性能的影响

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1、第三章机械加工表面质量§3-1加工表面质量及其对使用性能的影响一、机械加工质量的概念机械加工质量通常包括两个方面:几何方面的质量和材料性能方面的质量。机械加工表面质量也称表面完整性，它包含两个方面的内容：表面的几何特征；表面层力学物理性能。（一）加工表面的几何外貌(1)表面粗糙度指加工表面的微观几何形状误差。波长与波高(L3/H3)的比值小于50。表面粗糙度的现行标准为：GB/T131-93。表示方法：Ra、Rz、Ry。(2)表面波度介于形状误差与表面粗糙度之间的周期性形状误差。波长与波高(L2/H2)的比值一

2、般为：50~1000。(3)纹理方向指表面刀纹的方向。它取决于表面形成所采用的机械加工方法。(4)表面缺陷指加工表面出现的缺陷，如砂眼、气孔、裂痕等。指加工表面的微观几何形状误差。波长与波高(L3/H3)的比值小于50。表面粗糙度的现行标准为：GB/T131-93。表示方法：Ra、Rz、Ry。指加工表面出现的缺陷，如砂眼、气孔、裂痕等。材料性能方面的质量--指机械加工后，零件一定深度表面层的物理力学性能等方面的质量与基体相比发生了变化，故称加工变质层。主要表现在以下几方面：1）表面层加工硬化机械加工过程中产生的塑性

3、变形，使晶格扭曲、崎变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长等，这些都会使表面层金属硬度增加，通称为加工硬化（或冷作硬化）。加工硬化的评定指标通常有3项：①表面层金属硬度HV；②硬化层深度h；③硬化程度N：式中HV0--工件内部金属原来的硬度。（二）表面层金属的力学性能和化学性能2）表面层金相组织变化机械加工过程中由于切削热的作用，有可能表面层金属的金相组织发生变化。例如，磨削淬火钢时，磨削热的作用会引起淬火钢中马氏体的分解，或出现回火组织等。3）表面层残余应力由于切削力和切削热的综合作用，表面层金属晶格的变形或金相组织变化

4、，会造成表面层残余应力。二、表面质量对零件使用性能的影响（一）对零件耐磨性的影响：表面粗糙度对耐磨性的影响就零件的耐磨性而言，最佳表面粗糙度Ra的值在0.8μm～0.2μm之间为宜。二、表面质量对零件使用性能的影响（一）对零件耐磨性的影响：表面粗糙度对耐磨性的影响刀纹方向对耐磨性的影响轻载时，摩擦副表面纹理方向与相对方向一致时，磨损最小。重载时，摩擦副的两个表面纹理相垂直、且运动方向平行与下表面的纹路方向时，磨损最。两个表面纹理方向均与运动方向垂直时，磨损最大。二、表面质量对零件使用性能的影响（一）对零件耐磨性的影

5、响：表面粗糙度对耐磨性的影响刀纹方向对耐磨性的影响冷作硬化对耐磨性的影响残余应力对耐磨性的影响表面为压应力时，耐磨性高。对零件耐疲劳性的影响：表面粗糙度对耐疲劳性的影响残余应力对耐疲劳性的影响冷作硬化对耐疲劳性的影响表面为压应力时，耐疲劳性好。冷作硬化程度↗→耐疲劳性↗二、表面质量对零件使用性能的影响（三）对零件耐腐蚀性的影响：Ra值↗耐腐蚀性↙表面压应力表面致密耐腐蚀性↗（四）对零件配合精度的影响：实验研究表明：零件尺寸大于50mm时，推荐：Ra=(0.1~0.15)T零件尺寸在18~50mm时，推荐：Ra=(0

6、.15~0.20)T零件尺寸小于18mm时，推荐：Ra=(0.20~0.25)T