机械加工表面质量课件.ppt

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1、数控加工技术第六章机械加工质量第二节机械加工表面质量第二节机械加工表面质量一、机械加工表面质量的概念二、机械加工表面质量对机器使用性能的影响三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施一、机械加工表面质量的概念机械加工表面质量是零件加工后表面层状态完整性的表征。（一）表面的几何特性1．表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面微观几何形状的尺寸特征。2．表面波度表面波度是介于宏观几何形状误差与微观几何形状误差之间的周期性几何形状误差。（二）表面层的力学性能1．加工表面的冷作硬化是指工件经机械加工后表面层的强度、硬度有提

2、高的现象，也称为表面层的冷硬或强化。2．加工表面层的金相组织变化3．加工表面层的残余应力一、机械加工表面质量的概念二、机械加工表面质量对机器使用性能的影响（一）表面质量对零件耐磨性的影响磨损的三个阶段：第Ⅰ阶段：初期磨损阶段。（磨损非常显著）第Ⅱ阶段：正常磨损阶段。（持续时间最长）第Ⅲ阶段：急剧磨损阶段。（分子亲和力大，摩擦阻力大）注意：不是表面粗糙度值越小就越耐磨。二、机械加工表面质量对机器使用性能的影响（二）表面质量对零件抗腐蚀性能的影响1．表面粗糙度值越大，就越容易被腐蚀。2．表面残余压应力越大，零件表面紧密，可增强零件

3、的耐腐蚀性能。表面残余拉应力则可降低耐腐蚀性。二、机械加工表面质量对机器使用性能的影响（三）表面质量对零件疲劳强度的影响1．表面越粗糙，应力集中就越严重。减少表面粗糙度值，以提高其疲劳强度。2．冷作硬化对疲劳强度的影响很大，它能阻碍表层疲劳裂纹的出现，从而使零件疲劳强度提高。但冷作硬化过大，反而易于产生裂纹。3．残余压应力可部分抵消工作载荷施加的拉应力，使零件疲劳强度提高；残余拉应力可使疲劳裂纹加剧，降低零件的疲劳强度。二、机械加工表面质量对机器使用性能的影响（四）表面质量对配合性能的影响1．对间隙配合而言，表面粗糙度值太大，

4、能降低配合精度；对过盈配合而言，影响了配合的可靠性。2．表面残余应力会引起零件变形，对配合性能也有一定的影响。三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施（一）影响表面粗糙度的工艺因素及提高机械加工表面质量的工艺措施影响表面粗糙度的因素可以分别为三类：（1）与切削刀具有关的因素主要是刀具的几何参数。①减少主偏角和副偏角、增大刀尖圆弧半径、减少进给速度都可使残留面积减少，使表面粗糙度值减少。②适当增大前角，刀具易于切入工件，工件的塑性变形小，有利于减少表面粗糙度值，但前角不能太大。三、影响机械加工表面质量的因

5、素及提高机械加工表面质量的工艺措施（一）影响表面粗糙度的工艺因素及提高机械加工表面质量的工艺措施影响表面粗糙度的因素可以分别为三类：（2）与工件材质相关的因素包括材料的塑性、金相组织等。①工件材料的塑性越大，就越不容易得到较小的表面粗糙度值；脆性材料则易于得到较小的表面粗糙度值②工件金相组织的晶粒越细，加工后表面粗糙度值就越小。三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施（3）与加工条件有关的因素包括切削用量、冷却条件以及工艺系统的精度与抗振性等。①切削用量中的切削速度对表面粗糙度的影响最大。②进给速度增

6、大，表面粗糙度值也增大。但当进给速度太小而刀刃又不够锋利时，反而是裱膜按粗糙度值变大。③背吃刀量对表面粗糙度的影响不明显。④使用切削液能有效地减少表面粗糙度值。⑤想要得到很小的表面粗糙度值，要求工艺系统必须有很高的精度和刚度。三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施（二）影响零件表面层物理力学性能的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施1．表面层的加工硬化在切削加工过程中，若加工表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，引起表面层的强度和硬度提高的现象，称

7、为加工硬化。三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施（二）影响零件表面层物理力学性能的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施1．表面层的加工硬化影响表面层加工硬化的因素：（1）切削力越大，塑性变形越大，硬化程度越大，硬化层深度也越大。（2）切削温度越高，软化作用增大，使得硬化作用减少。（3）当变形速度很快（即切削速度很快）时，塑性变形可能跟不上，这样塑性变形将不充分，因此硬化层深度和硬化程度都减少。三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施（二）影响零件表面层物理力学性能的因素及提高

8、机械加工表面质量的工艺措施2．表面层金相组织变化——磨削烧伤（1）金相组织变化与磨削烧伤的产生。（2）影响磨削烧伤的因素。①磨削用量②工件材料③砂轮的选择④冷却条件三、影响机械加工表面质量的因素及提高机械加工表面质量的工艺措施（二）影响零件表面层物理力学性能的因素及提