机械加工表面质量ppt课件.ppt

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1、第14章机械加工表面质量本章要点机械加工中的振动概述加工表面几何特征的形成及影响因素加工表面物理力学性能的变化及影响因素1第14章机械加工表面质量14.1概述表面质量是零件机械加工质量的组成部分之一。零件的磨损、腐蚀和疲劳破坏都是从零件表面开始的，表面质量直接影响零件的工作性能。一、表面质量的概念加工表面质量是指加工表面的几何形状误差和表面层金属的力学物理性能。1、加工表面的几何形状误差（分四个部分）表面粗糙度是加工表面的微观几何误差，其波长与波高比值一般50。(2)表面波度加工表面不平度中波长与波高比值等于50~1000的几何误差。它是加工中的振动引

2、起的。波长与波高比值大于1000时称宏观几何误差。如圆度、圆柱度误差等。23第14章机械加工表面质量一、表面质量的概念1、加工表面的几何形状误差（分四个部分）(3)纹理方向是指加工表面刀纹的方向，它取决于表面加工的方法。有平行纹理、交叉形纹理、同心圆纹理、迂回形纹理和放射形纹理。(4)伤痕指加工表面上的缺陷，如砂眼、气孔、裂纹等。它是加工中的振动引起的。波长与波高比值大于1000时称宏观几何误差。如圆度、圆柱度误差等。2、表面层金属的力学物理性能(1)表面层金属的冷作硬化用硬化程度和深度两个指标衡量。(2)表面层残余应力由于塑性变形、金相组织的变化和温

3、度造成的体积变化的影响，加工表面会产生残余应力。(3)表面层金相组织的变化在加工过程切削热的作用下，表面层会产生温度升高引起金相组织的变化。如磨淬火钢出现回火组织。4第14章机械加工表面质量二、表面质量对零件使用性能的影响1、对零件耐磨性的影响零件的表面质量对零件的耐磨性起决定作用。零件表面的磨损过程分初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段。初期磨损阶段，粗糙度大，凸峰间的挤裂、破碎和切断作用加剧，磨损增加；粗糙度过小，紧密接触的两个光滑面的贮油能力差，接触面间产生分子亲和力，使摩擦阻力增大，磨损量也会增加。在一定条件下，有一个最佳粗糙度。2、对零件疲劳

4、强度的影响在交变载荷的作用下，零件表面的微观不平和缺陷会引起应力集中，当应力超过材料的疲劳极限时，就会产生和扩展疲劳裂纹，造成疲劳破坏。不同材料对应力集中的敏感程度不同，材料越致密，晶粒越细，则对应力集中越敏感，对疲劳强度的影响也就越严重。5第14章机械加工表面质量二、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加工硬化能阻止已有裂纹的产生和扩展。表层的残余应力能部分抵消工作载荷所引起的拉应力，延缓疲劳裂纹的产生和扩展，从而提高的疲劳强度。3、对耐腐蚀性的影响零件的耐腐蚀性主要取决于表面粗糙度。粗糙度大，腐蚀介质易积聚在低谷处而发生化学腐蚀，在

5、波峰处产生电化学腐蚀。降低零件粗糙度，能提高零件的耐腐蚀性。零件在应力状态下工作时，会产生应力腐蚀。零件表面的残余应力会降低零件的耐腐蚀性。4、对配合精度的影响对间隙配合的表面，粗糙度大会使配合间隙增大，影响配合精度及稳定性。对于过盈配合，影响实际过盈量的大小和配合的可靠性。62、表面质量对零件疲劳强度的影响表面缺陷会引起应力集中，降低疲劳强度。若表面存在残余压应力，疲劳强度将会提高。73、表面质量对耐腐蚀性的影响表面质量越差，存在裂纹时，耐腐蚀性降低84、表面质量对零件配合性质的影响表面比较粗糙时，轮廓峰在工作中被逐渐磨掉，零件尺寸发生变化，进而影响

6、到配合性质。一般来说，表面粗糙度应与加工精度相适应：914.2加工表面几何牲的形成及影响因素车削时残留面积的高度直线刃车刀（图a）Rmax=圆弧刃车刀（图b）Rmax=影响因素：fκrHvfⅠⅡrεb）HⅠⅡfa）vf切削残留面积最大高度一、几何因素1014.2加工表面几何牲的形成及影响因素切削残留面积最大高度一、几何因素从以上两公式可知，进给量和刀尖圆弧半径对残留高度影响明显。残留面积最大高度称为理论粗糙度。选择较小的进给量和较大的刀尖圆弧半径能降低表面粗糙度。进给量一定时，减小主偏角和副偏角也能降低表面粗糙度。11切削速度影响最大：v=10～50m

7、/min范围，易产生积屑瘤和鳞刺，表面粗糙度最差。其他影响因素：刀具几何角度、刃磨质量，切削液等切削45钢时切削速度与粗糙度关系100120v（m/min）020406080140表面粗糙度Rz（μm）481216202428收缩系数Ks1.52.02.53.0积屑瘤高度h（μm）0200400600hKsRz切削表面塑性变形和积屑瘤二、物理因素12切削表面塑性变形和积屑瘤二、物理因素刀具的刃口圆角和后刀面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，严重恶化了表面粗糙度。加工塑性材料切削速度在20~50m/min时，由于产生积屑瘤，粗糙度最大。当切削速度超过1

8、00m/min时，粗糙度下降，并趋于稳定。采用低速宽刀精切和高速精切都可得到较小的粗糙度。加工