表面质量与加工精度

《表面质量与加工精度》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三讲：机械加工表面质量零件的机械加工质量不仅指加工精度，而且包括加工表面质量。机械加工后的零件表面实际上不是理想的光滑表面，它存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。影响着机械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蚀性和疲劳强度等，从而影响产品的使用性能和寿命。一、概述零件表面质量表面粗糙度表面波度表面物理力学性能的变化表面微观几何形状特征表面层冷作硬化表面层残余应力表面层金相组织的变化表面质量的含义（内容）表面质量对零件使用性能的影响零件表面质量粗糙度太大、太小都不耐磨适度冷硬能提高耐磨性对疲

2、劳强度的影响对耐磨性影响对耐腐蚀性能的影响对工作精度的影响粗糙度越大，疲劳强度越差适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度粗糙度越大、工作精度降低残余应力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蚀性越差压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性（1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响表面粗糙度太大和太小都不耐磨。太大，接触表面的实际压强增大，凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧；太小，存不住润滑油。表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关。二、表面质量对零件使用性能的影响1．表面质量对零件耐磨性的影响表面粗糙度与初期

3、磨损量的关系（2）表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响加工表面的冷作硬化，通常能提高零件的耐磨性。冷作硬化使磨擦副表面层金属的显微硬度提高，减少变形.并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过度“疏松”，导致金属剥落和形成小颗粒。连杆小头拉应力径向压应力2．表面质量对零件疲劳强度的影响（1）表面粗糙度对零件疲劳强度的影响表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，缺陷多，抗疲劳破坏的能力差。特别是承受交变载荷的零件，凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。（2）表

4、面层冷作硬化与残余应力对零件疲劳强度的影响适度的表面层冷作硬化能提高零件的抗疲劳强度。残余拉应力使加工表面产生裂纹并扩展而降低疲劳强度残余压应力能部分抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。3.表面质量对零件工作精度的影响（1）表面粗糙度对零件配合精度的影响表面粗糙度较大，则降低了配合精度。（2）表面残余应力对零件工作精度的影响表面层有较大的残余应力，就会影响它们精度的稳定性。4．表面质量对零件耐腐蚀性能的影响（1）表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响零件表面越粗糙，越容易积聚

5、腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈。（2）表面残余应力对零件耐腐蚀性能的影响残余压应力使零件表面紧密，腐蚀性物质不易进入，可增强零件的耐腐蚀性。残余拉应力则降低零件耐腐蚀性。三、影响加工表面粗糙度的主要因素及其控制（一）切削加工表面粗糙度形成的原因1、几何因素刀尖圆弧半径rε主偏角kr、副偏角kr′进给量f车削、刨削时残留面积高度进给量f、刀具主偏角Kγ、副偏角Kγ′、刀尖角半径r都直接影响表面粗糙度。（2）切削速度的影响加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响（对积屑瘤和鳞刺的影响）见如图所

6、示。此外，切削速度越高，塑性变形越不充分，表面粗糙度值越小选择低速宽刀精切和高速精切，可以得到较小的表面粗糙度。（4）其它因素的影响此外，合理使用冷却润滑液，适当增大刀具的前角，提高刀具的刃磨质量等，均能有效地减小表面粗糙度值，还要考虑加工过程中的塑性变形与积屑瘤现象。（3）进给量的影响减小进给量f可以减小表面粗糙度值，但进给量过小，表面粗糙度会有增大的趋势。韧性材料：韧性愈好，塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。故对中碳钢和低碳钢材料的工件，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。脆性材料：加工时，切削呈碎

7、粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。（1）工件材料的影响2、物理力学因素加工塑性材料时切削速度对表面粗糙度的影响切削用量中以进给量f影响最大，f↑，Ra↑；切削速度V次之，V＞40m/min后V↑，Ra↓。f>0.15mm时f↑→Rz↑f<0.15mm时f↑→Rz↗f<0.02mm时f↑→Rz→影响切削加工表面粗糙度的因素刀具几何形状刀具材料、刃磨质量切削用量工件材料残留面积↓→Ra↓前角↑→Ra↓后角↑→摩擦↓→Ra↓刃倾角会影响实际工作前角v↑→Ra↓f↑→Ra↑ap对Ra影响

8、不大，太小会打滑，划伤已加工表面材料塑性↑→Ra↑同样材料晶粒组织大↑→Ra↑，常用正火、调质处理刀具材料强度↑→Ra↓刃磨质量↑→Ra↓冷却、润滑↑→Ra↓影响切削加工表面粗糙度的因素（小结）（二）磨削加工表面粗糙度1、磨削中影响粗糙度的几何因素工件的磨削表面是由砂轮上大量磨粒刻划出无数极细的刻痕形成的。磨粒在砂轮上的分布越均匀、磨粒越细，刃口的等高性越好。则砂轮单位面积上参加磨削的磨粒越多，磨削表面上的刻痕就越细密均匀，表面粗糙度值就越