机械制造工艺学课件第7章--new.ppt

大气孔或开槽砂轮 在砂轮的圆周上开一些横槽，能使砂轮将冷却液带入磨削区，有效防止工件烧伤。 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 残余应力:没有外力作用下零件内存留的外力。 残余拉应力 残余压应力 （提高耐磨性、抗疲劳性） （易产生裂纹，降低耐磨性、抗疲劳性） 三、表面金属的残余应力 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 冷塑性变形 挤压与摩擦-- 表面：压 里层：拉 1)产生残余应力的原因 表面：拉伸塑变，里层：弹性变形 切削过后 弹性恢复,受外层牵制 表：压，里：拉 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 热塑性变形 热膨胀-- 表面：拉 里层：压 表层：热压应力 切削过后 表层收缩受里层牵制 表面：拉，里层：压 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 相变引起的体积变化 相变使体积膨胀 表面：压 里层：拉 切削加工：冷塑性变形（压） 磨削加工：热塑、体积变化（拉） γ马氏体=7.75t／m3，γ奥氏体=7.96t／m3， γ铁素体=7.88t／m3，γ珠光体=7.78t／m3） 相变使体积缩小 表面：拉 里层：压 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 例如：淬火钢表面回火，表层金属由马氏体转变成屈氏体或索氏体，密度由7.75变为7.78g/cm3 ，表面产生什么应力？多少？ 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 影响残余应力的工艺因素 比较复杂,通常凡能减少塑变和降低切削(磨削)温度的因素能使残余应力减少。 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 零件的破坏形式： 疲劳破坏 交变载荷---微观裂纹---受拉,扩大---断裂 (最终工序:产生残压) 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 滑动磨损 滚动磨损 2．零件主要工作表面最终加工工序加工方法 在表面层下h深处产生压应力的加工方法 (最终工序:产生残拉) 冷压 冷态塑 性变形 表面粗糙度值 硬度 残余压缩应力 表面强化工艺： 主要方法有:滚压、喷丸、挤孔等。 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 1）喷丸强化 喷丸强化是利用大量快速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷硬层和压缩残余应力，可显著提高零件的疲劳强度和使用寿命的工艺方法。 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 2）滚压加工 滚压加工可降低表面粗糙度3～5级，表面硬度一般可提高10％～40％，表层金属的耐疲劳强度一般可提高30％～50％。 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 工艺系统的振动是一种十分有害的现象，原因： 1）影响零件的质量和使用性能 2）刀具极易磨损（甚至崩刃） 3）机床寿命、精度降低 4）产生噪声，污染环境 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 第五节 机械加工过程中的振动 振动 强迫振动（受迫振动） 自激振动（颤振） 自由振动（逐渐衰减） 约30% 约65% 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 磨削加工 粗糙度影响因素 砂轮 磨削用量 冷却液、润滑 工件材料 振动 组织 硬度 塑性 粒度 材料 硬度 修正 导热性 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 磨削加工表面粗糙度 经验公式： 径向进给 工件速度 轴向进给 砂轮宽度 砂轮速度 1）磨削用量 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 Ra 2）砂轮 粒度细 砂轮直径越大 磨粒微刃等高性越好 中软砂轮（硬度） 中等组织 Ra 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 3）磨料与加工材料的适应性 4）良好的磨削液 氧化物（Al2O3）砂轮磨削钢类零件； 碳化物（SiC）砂轮磨削铸铁、硬质合金 用高硬磨料（人造金刚石、立方氮化硼）砂轮磨削可获得极小的表面粗糙度值，但加工成本很高。 较好的流动性和冷却性 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 机械加工---塑性变形--- 晶格扭曲、畸变、滑移----表面硬度高于基体材料硬度，称作冷作硬化。 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 第四节 影响加工表面物理机械性能的工艺因素 一、表面层材料的冷作硬化 1．冷作硬化及其评定参数 冷作硬化 评定指标 表层显微硬度Hv 硬化层深度h 硬化程度N 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 以塑变为主，加工硬化现象 比较明显，凡是增大变形和摩擦 的因素都将加剧硬化现象 机械 制造 工艺与装备 第七章 机械加工表面质量 2．影响冷作硬化的工艺因素 （1）刀具几何形状的