影響表面質(zhì)量的因素

影響表面質(zhì)量的因素第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.表面質(zhì)量對使用性能的影響（1）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響零件磨損三個階段：初期磨損階段正常磨損階段劇烈磨損階段一般來說表面粗糙度值越小耐磨性越好。但太小不易儲油接觸面發(fā)生分子粘接，磨損增加。表面加工硬化使表層硬度增加耐磨性提高。但硬化過度會使表層剝落，加快零件的磨損。表面金相組織的變化會導(dǎo)致表層硬度發(fā)生變化，影響零件的耐磨性。第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日（2）表面質(zhì)量對疲勞強度的影響（4）表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響（3）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)生裂紋表面粗糙度值越大，抗腐蝕性越差；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。第三頁，共二十三頁，2022年，8月28日二、影響加工表面質(zhì)量的因素1.影響表面粗糙度的因素（1）切削加工影響表面粗糙度的因素1）刀具幾何形狀的影響H=f/(cotκr+cotκr′)H=rε(1-cosα)≈f

2/8rε減小f、κr、κr′及加大rε，可減小殘留面積的高度第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日2）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。3）切削用量切削速度對表面粗糙度影響很大，切削塑性材料時切削速度處在產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺范圍內(nèi)，加工表面粗糙。第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日（2）磨削加工影響表面粗糙度的因素1）砂輪的粒度磨粒越細表面粗糙度值越小2）砂輪的硬度硬度適當表面粗糙度值小3）砂輪的修整微刃性等高性好粗糙度值小4)砂輪的組織5)砂輪磨粒材料1.影響表面粗糙度的因素第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日1.影響表面粗糙度的因素2）磨削加工影響表面粗糙度的因素6）砂輪的速度越高,工件表面的粗糙度值就越小7)增大工件速度,表面粗糙度值將增加

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,軸向進給量↑粗糙度值增大8）冷卻潤滑液降低表面粗糙度值第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.影響表面層物理力學(xué)性能的因素（1）表面層的加工硬化1）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加工硬化的評定指標：①表層金屬的顯微硬度

HV②硬化層深度

h③硬化程度

NN=（（HV-HV

0）/HV

0）×100%第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日（1）表面層的加工硬化

２）影響切削加工硬化的主要因素①刀具：刀刃鈍圓半徑↑，冷作硬化↑；后刀面磨損↑，冷作硬化↑。②切削用量：切削速度↑，切削溫度↑，則冷作硬化↓；進給量↑，冷作硬化↑。③被加工材料：硬度↑，冷作硬化↓；塑性↑，冷作硬化↑。2.影響表面層物理力學(xué)性能的因素Go第九頁，共二十三頁，2022年，8月28日back第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日2.影響表面層物理力學(xué)性能的因素（1）表面層的加工硬化２）影響磨削加工硬化的主要因素工件材料性能的影響:工件材料主要從塑性變形和導(dǎo)熱性兩個方面影響表面冷作硬化。塑性變形大，強化傾向大。導(dǎo)熱性高,弱化傾向小。磨削用量的影響:

工件轉(zhuǎn)速增加，表面層的冷硬增大。砂輪速度增加,冷硬程度降低,

磨削深度增大，表面冷硬傾向增加。砂輪的影響:砂輪粒度越大，每顆磨粒的載荷越小，冷硬程度也越小。

第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日(2)表層的殘余應(yīng)力

殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：1）熱態(tài)塑性變形,2）金相組織的變化,3）冷態(tài)塑性變形局部溫升過高引起的熱應(yīng)力:材料在高溫下，處于熱塑性狀態(tài)，因溫度升高體積膨脹,當溫度降低體積減小而發(fā)生收縮，受下層材料的限制，則表層形成殘余拉應(yīng)力。局部金相組織變化引起的相變應(yīng)力殘余奧氏體→回火馬氏體：體積膨脹，表層為殘余壓應(yīng)力；馬氏體→屈（索）氏體：體積收縮，表層為殘余拉應(yīng)力。表面局部冷塑變形引起的塑變應(yīng)力表層被拉長,表層存在壓應(yīng)力，里層存在壓應(yīng)力。另外,金屬發(fā)生冷塑變形，比重下降，體積增大，使表層存在壓應(yīng)力,下層存在拉應(yīng)力第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日(2)表層的殘余應(yīng)力1)影響切削表層殘余應(yīng)力的因素切削用量影響進給量↑，會使表層金屬塑性變形增加，殘余應(yīng)力的數(shù)值及擴展深度相應(yīng)增大。切削速度↑,冷塑性變形↓,熱塑性變形↑,金相組織發(fā)生變化的可能性增加.

刀具角度的影響:前角.切削刃鈍圓半徑、刀具磨損狀態(tài).

工件材料的影響:塑性大的材料，切削加工后表面層一般產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力；脆性材料,表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。

第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日(2)表層的殘余應(yīng)力1)影響磨削表層殘余應(yīng)力的因素若熱因素起主導(dǎo)作用，工件表面將產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力。若塑性變形起主導(dǎo)作用，工件表面將產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力。磨削用量的影響

:磨削深度對表面層殘余應(yīng)力的性質(zhì)、數(shù)值有很大影響。砂輪速度↑,表面金屬產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力的傾向增大。加大工件的回轉(zhuǎn)速度和進給速度,表面金屬中產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力的趨勢逐漸減小，而產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力的趨勢逐漸增大。工件材料的影響:工件材料的強度越高、導(dǎo)熱性越差、塑性越低，在磨削時表面金屬產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力的傾向就越大。

第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）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，磨削時工件溫升高引起金相組織顯著變化.這種高溫使表層金屬的金相組織產(chǎn)生變化，造成表層金屬硬度下降，工件表面呈現(xiàn)氧化膜顏色，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。

第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）表面層材料的金相組織變化磨削淬火鋼時容易出現(xiàn)的三種燒傷：回火燒傷：磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，而未達相變溫度，產(chǎn)生回火組織（索氏體或屈氏體）。淬火燒傷：磨削區(qū)溫度超過相變溫度，由于冷卻液急冷，表層出現(xiàn)二次淬火馬氏體。退火燒傷：磨削區(qū)溫度超過相變溫度，不用冷卻液，工件緩慢冷卻，發(fā)生退火。第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）表面層材料的金相組織變化表面顏色與燒傷之間的關(guān)系：黑青淡青米黃淡黃第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日（3）表面層材料的金相組織變化避免和減輕磨削燒傷的基本途徑(1)正確選擇砂輪.選擇較軟的砂輪.(2)合理選擇磨削用量(3)改善冷卻條件第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日3.機械加工過程中的振動振動主要來自兩方面：1）機內(nèi)振源旋轉(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2）機外振源其它機床、鍛錘等第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日三、提高表面質(zhì)量的途徑1.采