机械制造技术 教学课件 作者 马国亮主编 1 第八章　机械加工表面质量.ppt

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1、机械制造技术第八章　机械加工表面质量第一节　概　　述第二节　影响加工表面粗糙度的主要因素及控制第三节　影响表面层物理力学性能的主要因素及控制第四节　工艺系统振动简介8.1　机械加工表面质量的概念是什么?包含哪几项内容?8.2　机械加工表面质量对零件使用性能有哪些影响?8.3　简述机械加工表面粗糙度的概念及影响切削加工表面粗糙度的因素。如何减小加工表面的实际表面粗糙度？8.4　何为加工硬化和残余应力？常用何种指标衡量？如何控制？8.5　何为磨削烧伤？如何控制？8.6　机械加工中的振动有哪几类？对机械加工各有何影响？8.7　何为机械加工中的受迫振动？受迫振动有何

2、特点？如何消除和控制？8.8　何为机械加工中的自激振动？自激振动有何特点？控制自激振动的措施有哪些?8.9　试分析比较如图8-21所示的刀具结构，图a和b为刚性车刀和弹性车刀，图c和d为直杆刨刀和弯头刨刀，哪一种对减振有利？为什么？第九章　专用夹具的设计方法第三章中机床夹具部分主要介绍了专用机床夹具的一些特点及应用。在专用夹具设计中，除工件的定位和夹紧外，还有一些问题需要解决，如专用夹具的设计步骤，夹具总图上尺寸公差及技术要求的标注，工件在夹具中加工的精度分析等。本章对这些问题进行分析讨论。第十章　机械装配工艺基础第八章　机械加工表面质量第一节　概　　述一、

3、机械加工表面质量的含义二、表面质量对零件使用性能的影响一、机械加工表面质量的含义1.加工表面的几何特征图8-1　机械加工表面几何特征(1)表面粗糙度　表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距和峰一、机械加工表面质量的含义谷所组成的微观几何形状特征。(2)表面波度　表面波度是介于宏观几何形状误差与表面粗糙度之间的中间几何形状误差。图8-2　表面粗糙度与表面波度的关系(3)表面加工纹理　表面加工纹理是表面微观结构的主要方向。一、机械加工表面质量的含义(4)伤痕　伤痕是在加工表面上一些个别位置处出现的缺陷。2.表面层的物理力学性能图8-3　加工表面层的性能变化a)零

4、件表面层组织沿深度方向的变化　b)表面层显微硬度随深度的变化　c)残余应力随深度的变化一、机械加工表面质量的含义(1)表面层加工硬化(2)表面层残余应力　在加工过程中，由于塑性变形、金相组织的变化和温度造成的体积变化的影响，表面层会产生残余应力。(3)表面层金相组织的变化　在加工过程热的作用下，表面层会产生温度升高，当温度超过材料的相变临界点时就会产生组织的变化。二、表面质量对零件使用性能的影响1.对零件耐磨性的影响图8-4　初期磨损量的大小与表面粗糙度值的关系二、表面质量对零件使用性能的影响2.对零件疲劳强度的影响3.对耐蚀性的影响4.对配合精度的影响第二

5、节　影响加工表面粗糙度的主要因素及控制一、切削加工后表面粗糙度的形成二、磨削加工后表面粗糙度的形成一、切削加工后表面粗糙度的形成(一)表面粗糙度的形成图8-5　已加工表面的表面粗糙度一、切削加工后表面粗糙度的形成1.理论粗糙度图8-6　表面残留面积a)刀尖圆弧半径=0的车刀纵车外圆　b)刀尖圆弧半径>0的车刀纵车外圆一、切削加工后表面粗糙度的形成2.非正常原因造成的表面粗糙度(1)积屑瘤的影响　当金属切削刀具以一定速度切削塑性材料而形成带状切屑时，在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤。(2)鳞刺的影响　在切削过程中，切屑与前刀面产生严重摩擦而出现了粘结现象

6、，工件在堆积的粘结层挤压下，表面层金属塑性变形加剧，致使切削刃前方的加工表面上产生导裂，当切削力超过粘结力时，切屑流出并被切离，而导裂层残留在已加工表面上形成鳞片状毛刺，也称鳞刺。(3)振动的影响　切削加工时，在工件与刀具之间经常发生振动，使工件表面粗糙度值增大。一、切削加工后表面粗糙度的形成(4)其他原因造成的表面缺陷　除上述原因以外，造成已加工表面粗糙不平的缺陷还有：刀具后刀面磨损造成的挤压和摩擦痕迹，切削刃上缺陷复映在加工表面上的沟痕，被切屑拉毛和刮伤的痕迹等。(二)影响表面粗糙度的工艺因素1.切削用量的影响(1)进给量f上面已分析了进给量f与表面粗糙

7、度的关系。图8-7　加工塑性材料一、切削加工后表面粗糙度的形成(2)切削速度vc对于塑性材料，一般情况下，低速或高速切削时，因不会产生积屑瘤，故加工表面的表面粗糙度值都较小，但在中等切削速度下，塑性材料由于容易产生积屑瘤与鳞刺，且塑性变形较大，因此加工表面粗糙度值会变大，其变化过程如图8-7所示；对于脆性材料，加工表面的表面粗糙度主要是由于脆性挤裂、碎裂而成的，与切削速度关系较小。(3)背吃刀量ap它对加工表面粗糙度的影响不大。2.刀具几何角度的影响(1)前角γo适当增大前角，刀具易于切入工件，塑性变形小，有利于减小表面粗糙度值。一、切削加工后表面粗糙度的形

8、成(2)后角αo当前角一定时，后角越大，切削刃钝圆半