机械制造工程原理第五章.ppt

第五章 机械加工表面质量 5.1 机械加工表面质量的概念 5.1.1机械加工表面质量的含义 （1）表面层几何形状误差 （2）表面层物理机械性能 1）表面层硬化深度和程度 2）表面层内残余应力的大小、方向及分布情况 3）表面层金相组织的改变 ）表面层内其他物理机械性能的变化 5.1.2表面质量对使用性能的影响 （1）耐磨性 1）表面粗糙度值的影响 5.1 机械加工表面质量的概念 2）表面粗糙度纹路方向的影响 3）表面层物理机械性能的影响 5.1 机械加工表面质量的概念 5.1.2表面质量对使用性能的影响 （2）耐疲劳性 （3）耐腐蚀性 （4）配合质量 5.2 表面粗糙度及其影响因素 （1）切削加工后的表面粗糙度 5.2 表面粗糙度及其影响因素 （1）切削加工后的表面粗糙度1）鳞刺的形成 5.2 表面粗糙度及其影响因素 （1）切削加工后的表面粗糙度 2）影响表面粗糙度的因素 ①切削速度 ②被加工材料性质 ③刀具的几何形状、材料、刃磨质量 5.2 表面粗糙度及其影响因素 （2）磨削加工后的表面粗糙度 主要影响因素 1）砂轮的粒度 2）砂轮的修整 3）砂轮速度 4）磨削切深与工件速度 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 5.3.1加工表面的冷作硬化 5.4.2 加工表面的金相组织变化（磨削烧伤） 1．形成表面金相组织的变化的原因 当切削温度超过工件加工表面材料的相变温度时，使表面材料的金相组织发生变化。 2．磨削烧伤的类型 1回火烧伤: 若磨削区温度未超过淬火钢的相变温度,但已超过马氏体转变温度,则工件表层中的回火马氏体组织将发生回火现象,而转变为硬度较低的回火组织索氏体或托氏体,此现象称为回火烧伤. 磨削烧伤表面变质层的深度由0.4mm增大到1.8mm时，工件表面会出现黄，褐，紫，青等不同的烧伤颜色，表明不同的烧伤程度 2退火烧伤如果磨削区温度超过了相变温度,而磨削区域又无冷却液进入,表层金属将产生退火组织,表面硬度将急剧下降,这种烧伤称为退火烧伤. 3淬火烧伤如果磨削区温度超过了相变温度,再加上冷却液的急冷作用,表层金属发生二次淬火,使表层金属出现二次淬火马氏体组织,其硬度比原来的回火马氏体的高,在它的下层,因冷却较慢,出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织索氏体或托氏体,这种烧伤称为淬火烧伤. 3．影响表面金相组织变化的主要因素 磨削用量、砂轮参数和冷却条件 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 5.3.2加工表面的金相组织变化-磨削烧伤 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 5.3.3加工表面层的残余应力 （1）表面层残余应力的产生原因 冷塑性变化 热塑性变形 金相组织变化 金属融化温度 高塑性时温度 室温 残余拉应力 从完全塑性状态转变为不完全塑性状态,金属层1收缩 金属层1继续收缩, 拉应力继续加大 压应力继续加大,并扩展到2,3层内部 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 5.3.3加工表面层的残余应力 （2）磨削裂纹及避免产生裂纹的措施 1）提高冷却效果 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 2）选择合理的磨削用量 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 2）选择合理的磨削用量 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 3）改善砂轮的磨削性能 5.4 控制加工表面质量的途径 （1）控制磨削参数 （2）采用超精加工、珩磨等光整加工方法作为最终加工工序 （3）采用喷丸、滚压、辗光等强化工艺 喷丸 滚压 5.5 振动对表面质量的影响及其控制 5.5.1振动对表面质量的影响 （1）表面粗糙度 （2）生产率 （3）刀具寿命 （4）机床、夹具 5.5 振动对表面质量的影响及其控制 5.5.2 自由振动 5.5.3 强迫振动 （1）切削加工中产生强迫振动的原因 （2）强迫振动的特点 （3）消除强迫振动的途径 5.5.4 自激振动 （1）自激振动的原理 （2）自激振动的特点 产生交变力 切削过程 产生振动 工艺系统 能量 反馈 激振 ΔP ΔY 图5-23 机床自激振动系统 5.5 振动对表面质量的影响及其控制 5.5.4 自激振动 （3）消除自激振动的途径 1）合理选择与切削过程有关的参数 切削用量 刀具几何参数 2）提高工艺系统本身的抗振性 5.5 振动对表面质量的影响及其控制 2）提高工艺系统本身的抗振性 本章结束 谢谢!