機制技術(shù)(9-3)機械加工質(zhì)量-表面質(zhì)量

1、機械加工質(zhì)量機械加工質(zhì)量機械制造技術(shù)機械制造技術(shù)1 1）表面層的加工硬化）表面層的加工硬化2 2）表面層金相組織的變化）表面層金相組織的變化3 3）表面層的殘余應(yīng)力）表面層的殘余應(yīng)力（2 2）表面層的物理力學(xué)性能）表面層的物理力學(xué)性能（1 1）表面的幾何形狀特征）表面的幾何形狀特征1 1）表面粗糙度）表面粗糙度2 2）表面波度）表面波度、概述、概述1.1.表面質(zhì)量的基本概念表面質(zhì)量的基本概念三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量2.2.表面質(zhì)量對使用性能的影響表面質(zhì)量對使用性能的影響（1 1）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響零件磨損三個階段：零件磨損三個階段：初期磨損階

2、段初期磨損階段正常磨損階段正常磨損階段劇烈磨損階段劇烈磨損階段三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量一般來說表面粗糙一般來說表面粗糙度值越小耐磨性越度值越小耐磨性越好。但太小不易儲好。但太小不易儲油接觸面發(fā)生分子油接觸面發(fā)生分子粘接，磨損增加。粘接，磨損增加。2.2.表面質(zhì)量對使用性能的影響表面質(zhì)量對使用性能的影響（1 1）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響表面加工硬化使表表面加工硬化使表層硬度增加耐磨性層硬度增加耐磨性提高。但硬化過度提高。但硬化過度會使表層剝落，加會使表層剝落，加快零件的磨損?？炝慵哪p。表面金相組織的變表面金相組織的變化會導(dǎo)致表層硬度化會導(dǎo)致表層硬

3、度發(fā)生變化，影響零發(fā)生變化，影響零件的耐磨性。件的耐磨性。三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量（2 2）表面質(zhì)量對疲勞強度的影響）表面質(zhì)量對疲勞強度的影響（4 4）表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響）表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響（3 3）表面質(zhì)量對耐腐蝕性的影響）表面質(zhì)量對耐腐蝕性的影響表面粗糙度值越大，抗疲勞破壞能力越差；表面粗糙度值越大，抗疲勞破壞能力越差；表面殘余拉應(yīng)力促使裂紋擴展，壓應(yīng)力阻止裂紋擴展；表面殘余拉應(yīng)力促使裂紋擴展，壓應(yīng)力阻止裂紋擴展；表層加工硬化適度會提高疲勞強度，過大易產(chǎn)生裂紋表層加工硬化適度會提高疲勞強度，過大易產(chǎn)生裂紋表面粗糙度值越大，抗腐蝕性越差；表面粗糙度值越大，抗腐蝕性

4、越差；表層加工硬化及金相組織變化易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力表層加工硬化及金相組織變化易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂，降低零件腐蝕性，而壓應(yīng)力有利微裂紋閉合腐蝕開裂，降低零件腐蝕性，而壓應(yīng)力有利微裂紋閉合表面粗糙度值越大，零件配合精度越低。表面粗糙度值越大，零件配合精度越低。三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量、影響加工表面質(zhì)量的因素、影響加工表面質(zhì)量的因素1.1.影響表面粗糙度的因素影響表面粗糙度的因素（1 1）切削加工影響表面粗糙度的因素）切削加工影響表面粗糙度的因素1 1）刀具幾何形狀的影響）刀具幾何形狀的影響H=f /(cotr+cotr)H=r(1-cos) f 2/8 r減小減小f

5、、r 、r及加大及加大r ，可減小殘留面積的高度，可減小殘留面積的高度三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量2 2）工件材料的性質(zhì)）工件材料的性質(zhì)工件材料塑性越好，塑性變形越大，易產(chǎn)生積屑瘤和工件材料塑性越好，塑性變形越大，易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，加工表面粗糙。適當增大刀具前角，提高刃磨鱗刺，加工表面粗糙。適當增大刀具前角，提高刃磨質(zhì)量，合理選擇切削液，抑制積屑瘤和鱗刺。質(zhì)量，合理選擇切削液，抑制積屑瘤和鱗刺。3 3）切削用量）切削用量切削速度對表面粗糙切削速度對表面粗糙度影響很大，切削塑度影響很大，切削塑性材料時切削速度處性材料時切削速度處在產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺在產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺范圍內(nèi)，加工表面粗

6、范圍內(nèi)，加工表面粗糙。糙。三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量（2 2）磨削加工影響表面粗糙度的因素）磨削加工影響表面粗糙度的因素1 1）砂輪的粒度）砂輪的粒度 磨粒越細表面粗糙度值越小磨粒越細表面粗糙度值越小2 2）砂輪的硬度）砂輪的硬度 硬度適當表面粗糙度值小硬度適當表面粗糙度值小6 6）圓周進給速度和軸向進給量）圓周進給速度和軸向進給量粗糙度值增大粗糙度值增大5 5）徑向進給量和光磨次數(shù)）徑向進給量和光磨次數(shù) 徑向進給量增加，徑向進給量增加， 粗糙度值增大；光磨次數(shù)增多，粗糙度值減小粗糙度值增大；光磨次數(shù)增多，粗糙度值減小4 4）磨削速度）磨削速度 提高磨削速度粗糙度值小提高磨削速度

7、粗糙度值小3 3）砂輪的修整）砂輪的修整 微刃性等高性好粗糙度值小微刃性等高性好粗糙度值小7 7）冷卻潤滑液）冷卻潤滑液 降低表面粗糙度值降低表面粗糙度值三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量2.2.影響表面層物理力學(xué)性能的因素影響表面層物理力學(xué)性能的因素（1 1）表面層的加工硬化）表面層的加工硬化1 1）加工硬化產(chǎn)生的原因）加工硬化產(chǎn)生的原因表層材料塑性變形剪切滑移晶格畸變晶粒伸長纖維化表層材料塑性變形剪切滑移晶格畸變晶粒伸長纖維化加工硬化的評定指標：加工硬化的評定指標： 表層金屬的顯微硬度表層金屬的顯微硬度 HV 硬化層深度硬化層深度 h 硬化程度硬化程度 N N =（HV - HV 0

8、）/ HV 0）100%）影響加工硬化的主要因素）影響加工硬化的主要因素 刀具刀具 切削用量切削用量 工件材料工件材料三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量（2 2）表面層材料的金相組織變化）表面層材料的金相組織變化切削加工時切削熱大部分被切屑帶走對金相組織影響小，切削加工時切削熱大部分被切屑帶走對金相組織影響小，磨削時工件溫升高引起金相組織顯著變化磨削時工件溫升高引起金相組織顯著變化磨削淬火鋼時可能產(chǎn)生三種燒傷：磨削淬火鋼時可能產(chǎn)生三種燒傷：1 1）回火燒傷）回火燒傷 馬氏體轉(zhuǎn)變成索氏體或屈氏體馬氏體轉(zhuǎn)變成索氏體或屈氏體2 2）淬火燒傷）淬火燒傷 表層二次淬火馬氏體下層回火組織表層二次淬火

9、馬氏體下層回火組織3 3）退火燒傷）退火燒傷 表層產(chǎn)生退火組織表面硬度表層產(chǎn)生退火組織表面硬度改善磨削燒傷的途徑：改善磨削燒傷的途徑：1 1）選擇硬度較低的砂輪，選有一定彈性的結(jié)合劑）選擇硬度較低的砂輪，選有一定彈性的結(jié)合劑2 2）合理選擇磨削用量）合理選擇磨削用量3 3）改善冷卻條件）改善冷卻條件三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量（3 3）表面層的殘余應(yīng)力）表面層的殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：1 1）冷態(tài)塑性變形）冷態(tài)塑性變形2 2）熱態(tài)塑性變形）熱態(tài)塑性變形3 3）金相組織的變化）金相組織的變化3.3.機械加工過程中的振動機械加工過程中的振動振動主要來自兩方面：振動主要來自兩方面：1 1）機內(nèi)振源）機內(nèi)振源 旋轉(zhuǎn)件的不平衡、傳動機構(gòu)的缺陷、沖旋轉(zhuǎn)件的不平衡、傳動機構(gòu)的缺陷、沖 擊、慣性力等引起的振動擊、慣性力等引起的振動2 2）機外振源）機外振源 其它機床、鍛錘等其它機床、鍛錘等三、工藝加工表面質(zhì)量三、工藝加工表面質(zhì)量三、提高表面質(zhì)量的途徑三、提高表面質(zhì)量的途徑1.1.采用精密和光整加工工藝采用精密和光整加工工藝精密車削、高速精鏜、寬刃精刨、精密磨削；精密車削、高速精鏜、寬刃精刨、精密磨削；光整加工：研磨、超精研磨、珩磨光整加工：研磨、超精研磨、珩磨2