机械制造技术基础 机械加工的表面质量.ppt

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1、第六章机械加工的表面质量学习目的与要求（1）掌握机械加工表面质量所包含的几个方面（2）熟悉加工表面质量对使用性能的影响（3）熟悉影响加工表面质量的因素（4）熟悉提高加工表面质量的措施主要内容第6章机械加工的表面质量6.1零件表面质量对使用性能的影响6.2机械加工表面粗糙度的影响因素及其改进措施6.3工件表面层的加工硬化和金相组织的变化及其影响因素6.4表面层的残余应力及强化工艺§6-1零件表面质量对使用性能的影响一、表面质量的含义表面微观几何形状表面层的机械物理性能加工硬化金相组织残余应力表面质量表面粗糙度表面微观轮廓形状伤痕尖峰—切削圆弧—电化学凹坑—电蚀二、表层质量对使用性能

2、的影响1、耐磨性（1）表面粗糙度对耐磨性的影响（2）表面微观形状对耐磨性影响圆弧、凹坑好，尖峰不好，压强大（3）刀纹方向影响一般两刀纹方向与运动方向相同时，耐磨性最好；两刀纹方向与运动方向垂直时最差（4）冷作硬化对耐磨性的影响（5）残余应力影响压应力——结构紧密，耐磨性提高；拉应力——耐磨性下降2、耐疲劳性（1）表面微观几何形状交变载荷作用下，降低了零件的耐疲劳强度（2）纹理方向纹理方向与受力方向一致，耐疲劳性好（3）表面粗糙度表面粗糙度越小，耐疲劳性越好（4）加工硬化冷作硬化提高疲劳强度（5）残余应力压应力，提高耐疲劳性；拉应力，降低耐疲劳性3、耐腐蚀性（1）表面粗糙度对耐腐蚀

3、性的影响表面粗糙度越大，越易腐蚀（2）残余应力压应力使表面紧密，介质不易介入，耐腐蚀性增强；拉应力使得耐腐蚀性减弱。4、表面质量对配合精度和配合性质的影响（1）表面粗糙度动配合：粗糙度大，改变了配合性质静配合：表面粗糙度太大影响实际过盈量，应加大盈量（2）表面机械物理性能残余应力影响配合精度和配合性质§6-2机械加工表面粗糙度的影响因素及其改进措施一、切削加工1、刀具刀刃与工件相对运动轨迹所构成的表面微观不平度刀具形状塑性变形等物理因素刀具刀刃与工件相对运动轨道表面微观不平度成因振动r、f对表面粗糙度的影响表面粗糙度与进给量的关系2、影响表面粗糙度的物理因素①切削用量切削速度v—

4、—积屑流、鳞刺进给量f切削深度ap——不明显铰孔表面粗糙度与v的关系超声波切削加工②工件材料材料韧性越大，表面粗糙度越差不同硬度钢工件，表面粗糙度与切削速度关系③冷却润滑液冷却液中含有硫、氮化物时，润滑性能强，表面Rz↓④振动高频→粗糙度↑低频→波度二、磨削加工1、砂轮磨削加工的特点①磨削过程复杂，磨粒在砂轮上分布高度不一致中：切削厚度不能达到切削作用临界值→不能形成切屑高：有较大切削厚度→切削作用低：不能切削和刻划，只有滑擦作用→只有弹性变形②砂轮磨削速度高，磨损大的为负前角，单位切削力大，故切削温度高③磨削是由砂轮外表面上的很多砂粒进行切削的④砂粒在加工前需修整2、影响砂轮磨

5、削表面粗糙度的因素（1）磨削用量工件速度：V工件↑→Rz↑，磨削用量↓，力↑，变形↑成切屑砂轮速度：增加刻痕数，减小厚度→Ra↓空起刀次数：次数↑→Rz↓纵向进给f：f↓→Rz↓磨削深度ap：ap↑→Rz↓磨削用量与工件表面粗糙度的关系（2）砂轮的粒度、硬度、材料和修正、平衡（3）被加工材料（4）冷却润滑液（5）磨床刚度、精度、抗损性硬度：硬↑→Rz↑，软较→形状精度↓→Rz↓砂轮修整砂轮组织：磨粒比例↑，气孔比例↓→Rz↑砂轮材料砂轮平衡：振动→Rz↑粒度：越细→ap↑→Rz↓无进给磨削次数对Ra的影响砂轮粒度对Ra的影响砂轮修整对Ra的影响§6-3工件表面层的加工硬化和金相组

6、织的变化及影响因素一、表面层的加工硬化1、加工硬化的产生加工硬化定义:机械加工过程中，金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形，使晶格扭曲，晶粒间产生滑移剪切，晶粒被拉长，这些都使得表面层的硬度增加，这种现象称为加工硬化。2、软化软化定义：切削过程中切削热的作用会使金属在塑性变形中产生恢复及再结晶，使金属失去加工硬化中所得到的物理机械性能。3、影响加工硬化的因素①刀具的影响刀具后刀面磨损→冷硬↑前角↑→冷硬↓刃口圆弧半径↑→冷硬↑②切削用量二、淬火零件的磨削烧伤1、磨削烧伤的产生和实质磨削烧伤：磨削加工时，表面层有很高温度，对于淬火的钢件，往往会使表面层的晶相组织产生变化，硬度

7、下降，严重影响零件的使用性能，这就是实质：磨削区表层温度超过了相变温度，使材料表层发生金相组织变化进给量↑→冷硬↓工件材料塑性↑→冷硬↑切削速度↑→冷硬↓三种烧伤回火烧伤：马氏体→托氏体、索氏体（300°C）淬火烧伤：表面温度高，冷却快，二次淬火退火烧伤：马氏体→奥氏体（1720°C）2、影响因素磨削用量：ap影响大，V砂次之，V工件较小被加工材料：传热性差的材料易产生烧伤砂轮选择：硬度太高，易烧伤冷却润滑液——采用内冷却，可减小烧伤§6.4表面层的残余应力及强化工艺一、工件表面