机械加工表面质量PowerPoint+演示文稿gaiguo

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1、第四章机械加工表面质量4.1概述4.2加工表面粗糙度及其改进措施4.3表面层物理力学性质变化及其改善措施4.4机械加工中的振动4.1概述零件的加工质量包括机械加工精度和表面质量两大部分。任何一种机械加工方法得到的零件表面，都不可能是理想的表面。实践证明：机械零件的损坏，多是从零件表面上开始的，例如磨损、表面裂纹等，这说明表面质量至关重要。研究加工表面质量的目的：掌握加工过程各种因素对表面质量的影响规律和控制方法，并应用这些规律来控制加工过程，达到提高表面质量的目的。4.1.1加工表面质量的内容包括表面层几何形状误差表面层物理力学性能。1)表面层几何形状误差，

2、有表面粗糙度和加工纹理方向。（1）表面粗糙度表面粗糙度是加工表面的微观几何形状误差，用不平度平均高度Ra来评介，单位是微米。数值越大，零件表面越粗糙。（2）加工纹理方向加工纹理方向是刀纹加工方向，取决加工方法和设备精度。哪一种加工纹理最好？最平整？（c）（e）和（f）最好。(3)伤痕伤痕是指表面上出现的砂眼、气孔和裂纹等。3）表面层物理力学性能工件在加工过程中受到切削力和切削热的作用，使得表面层金属的物理力学性能发生变化，主要表现在以下面几个方面：（1）表面层冷作硬化表面层冷作硬化是指表面层金属在切削力或切削热作用下，表面层金属的显微硬度比材料心部的金属硬度

3、高。衡量冷作硬化的指标有两个：硬化程度和硬化深度。（2）表面层金相组织变化磨削时由于磨削热作用使表面层金属的金相组织产生变化。如磨削淬火钢，在磨削热作用下使表层马氏体组织分解，产生回火组织等。（3）表面层残余应力在切削力或切削热作用下，表面层金属产生塑性变形和金相组织变化时会使表面层金属内部产生残余应力的现象。残余应力有残余拉应力和残余压应力两种。4.1.2零件表面质量对使用性能的影响1）表面质量对耐磨性能的影响（1）表面粗糙度的影响零件加工表面存在着微观不平度，即表面粗糙度。当两个零件表面接触时，实际接触面积只是名义接触面积很小的一部分。表面层越粗糙，接触

4、面积越小。当两个接触表面做相对运动时，开始接触面积小，压强大。在接触点处产生弹性变形、塑性变形和剪切，这样接触凸峰会很快被磨掉，磨掉的金属微粒混在润滑油里，会加速初期的磨损，表现为零件的初期磨损量很大。随着磨损增加，接触面积逐渐增加，压强逐渐减少，磨损以较慢的速度进行，进入正常磨损期。在这之后，由于有效接触面积越来越大，零件间的分子结合力增加，表面间的机械咬合作用增大，润滑油减少，使零件产生急剧磨损，很快进入快速磨损阶段。表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。表面粗糙度数值越小，耐磨性越好。但粗糙度数值过小，接触面易发生粘接，润滑油不容易贮存，反而容易磨损。因

5、此，当摩擦材料、接触压力大小和润滑条件情况一定时，表面粗糙度有一个最佳值。在最佳值附近，磨损量最小。因此零件设计时，应根据使用条件给定零件表面粗糙度最合适的数值。（2）冷作硬化的影响零件表面产生冷作硬化会使耐磨性提高。这是因为冷作硬化使表面层的显微组织硬度提高，减少了塑性变形，因此可以减少磨损。但是冷作硬化程度太高，又会使耐磨性降低。这是因为过度冷作硬化会使表面层产生疏松，反而使金属产生剥落，使耐磨性下降。2）表面质量对疲劳强度的影响（1）表面粗糙度的影响表面粗糙度对疲劳强度的影响很大。在交变载荷下，零件表面粗糙度的凹谷部位容易产生应力集中，产生疲劳裂纹。表

6、面粗糙度数值越小，表面缺陷层越浅，零件的耐疲劳性能越好。反之耐疲劳性能就越差。（2）表面层产生冷作硬化的影响冷作硬化对提高零件的耐疲劳强度有好处。（3）表面层残余应力对疲劳强度的影响残余应力有残余拉应力和残余压应力。残余压应力会部分地减少表面层金属所受的外力，使疲劳强度增大。而残余拉应力的作用正好相反。（不好）疲劳强度还和金属材料有关。钢材较敏感，而铸铁、有色金属对应力集中的敏感性就较差。3）表面层质量对耐腐蚀性的影响（1）表面粗糙度的影响表面粗糙度的数值越大，大气中的气体和液体对表面层接触的面积增大，腐蚀物质容易沉淀在凹坑中，使耐腐蚀性能下降。（2）表面层

7、残余应力的影响表面层残余压应力能够阻止表面裂纹的增大，有利于提高零件的耐腐蚀性能。4）表面层粗糙度对零件配合性质的影响表面层粗糙度数值太高，会影响到配合表面的配合性质。对间隙配合，表面层粗糙度数值太高，会使初期磨损量增大。对过盈配合，表面粗糙度值越大，两配合面的凸峰越容易被挤平，使过盈量减少，影响到配合性质。4.2影响加工表面粗糙度的工艺因素影响加工表面粗糙度的工艺因素主要有几何因素和物理因素两个方面。加工方法不同对表面粗糙度的影响因素也不同。4.2.1切削加工表面粗糙度切削加工表面粗糙度的数值主要取决于切削残留面积高度H。影响切削残留面积高度H的主要因素有

8、刀具的：a、刀尖圆弧半径rε、b、主偏角kr、c、副