《第六章 机械加工的表面质量》.ppt

第六章 机械加工的表面质量 学习目的与要求 （1）掌握机械加工表面质量所包含的几个方面 （2）熟悉加工表面质量对使用性能的影响 （3）熟悉影响加工表面质量的因素 （4）熟悉提高加工表面质量的措施 主要内容 第6章 机械加工的表面质量 6.1 零件表面质量对使用性能的影响 6.2 机械加工表面粗糙度的影响因素及其改进措施 6.3 工件表面层的加工硬化和金相组织的变化及其影响因素 6.4 表面层的残余应力及强化工艺 §6-1 零件表面质量对使用性能的影响 一、表面质量的含义 表面微观几何形状 表面层的机械物理性能 加工硬化 金相组织 残余应力 表面质量 表面粗糙度 表面微观轮廓形状 伤痕 尖峰—切削 圆弧—电化学 凹坑—电蚀 二、表层质量对使用性能的影响 1、耐磨性 （1）表面粗糙度对耐磨性的影响 （2）表面微观形状对耐磨性影响 圆弧、凹坑好，尖峰不好，压强大 （3）刀纹方向影响 一般两刀纹方向与运动方向相同时，耐磨性最好；两刀纹方向与运动方向垂直时最差 （4）冷作硬化对耐磨性的影响 （5）残余应力影响 压应力——结构紧密，耐磨性提高； 拉应力——耐磨性下降 2、耐疲劳性 （1）表面微观几何形状 交变载荷作用下，降低了零件的耐疲劳强度 （2）纹理方向 纹理方向与受力方向一致，耐疲劳性好 （3）表面粗糙度 表面粗糙度越小，耐疲劳性越好 （4）加工硬化 冷作硬化提高疲劳强度 （5）残余应力 压应力，提高耐疲劳性；拉应力，降低耐疲劳性 3、耐腐蚀性 （1）表面粗糙度对耐腐蚀性的影响 表面粗糙度越大，越易腐蚀 （2）残余应力 压应力使表面紧密，介质不易介入，耐腐蚀性增强； 拉应力使得耐腐蚀性减弱。 4、表面质量对配合精度和配合性质的影响 （1）表面粗糙度 动配合：粗糙度大，改变了配合性质 静配合：表面粗糙度太大影响实际过盈量，应加大盈量 （2）表面机械物理性能 残余应力影响配合精度和配合性质 §6-2 机械加工表面粗糙度的影响因素及其改进措施 一、切削加工 1、刀具刀刃与工件相对运动轨迹所构成的表面微观不平度 刀具形状 塑性变形等物理因素 刀具刀刃与工件相对运动轨道 表面微观不平度成因 振动 r、f 对表面粗糙度的影响 表面粗糙度与进给量的关系 2、影响表面粗糙度的物理因素 ①切削用量 切削速度v ——积屑流、鳞刺 进给量f 切削深度ap——不明显 铰孔表面粗糙度与v的关系 超声波切削加工 ②工件材料 材料韧性越大，表面粗糙度越差 不同硬度钢工件，表面粗糙度与切削速度关系 ③冷却润滑液 冷却液中含有硫、氮化物时，润滑性能强，表面Rz↓ ④振动 高频→粗糙度↑ 低频→波度 二、磨削加工 1、砂轮磨削加工的特点 ①磨削过程复杂，磨粒在砂轮上分布高度不一致 中：切削厚度不能达到切削作用临界值→不能形成切屑 高：有较大切削厚度→切削作用 低：不能切削和刻划，只有滑擦作用→只有弹性变形 ②砂轮磨削速度高，磨损大的为负前角，单位切削力大，故切削温度高 ③磨削是由砂轮外表面上的很多砂粒进行切削的 ④砂粒在加工前需修整 2、影响砂轮磨削表面粗糙度的因素 （1）磨削用量 工件速度：V工件↑→ Rz ↑，磨削用量↓，力↑，变形↑ 成切屑 砂轮速度：增加刻痕数，减小厚度→ Ra↓ 空起刀次数：次数↑→Rz↓ 纵向进给f ：f↓→ Rz↓ 磨削深度ap ：ap↑→ Rz↓ 磨削用量与工件表面粗糙度的关系 （2）砂轮的粒度、硬度、材料和修正、平衡 （3）被加工材料 （4）冷却润滑液 （5）磨床刚度、精度、抗损性 硬度：硬↑→ Rz ↑，软较→形状精度↓→ Rz↓ 砂轮修整 砂轮组织：磨粒比例 ↑，气孔比例↓→ Rz↑ 砂轮材料 砂轮平衡：振动→Rz↑ 粒度：越细→ap↑→ Rz↓ 无进给磨削次数对Ra的影响 砂轮粒度对Ra的影响 砂轮修整对Ra的影响 §6-3 工件表面层的加工硬化和金相组织的变化及影响因素 一、表面层的加工硬化 1、加工硬化的产生 加工硬化定义:机械加工过程中，金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形，使晶格扭曲，晶粒间产生滑移剪切，晶粒被拉长，这些都使得表面层的硬度增加，这种现象称为加工硬化。 2、软化 软化定义：切削过程中切削热的作用会使金属在塑性变形