第四章 表面质量.ppt

第四章 机械加工的表面质量 §4—1 概述 §4—2 影响表面粗糙度的工艺因素 §4—3 影响表面物理机械性质的工艺因素 §4—4 机械加工中的振动 §4—5 消减振动的基本途径 第四章 机械加工的表面质量 §4—1 概述 机器的产品使用寿命短，主要是由于工艺水平不高所致，其中的关键问题之一是机器零件的表面质量。 一、表面质量的含义 表面层的状态 1. 表面的几何性质： 1) 表面粗糙度(Ra、Rz)：是表面纹理的微观不平度，即微观几何形状误差。 主要是由机械加工中切削刀具的运动轨迹所形成，其波长与波高的比值一般L/H50。 2) 表面波度：介于宏观形状精度与微观粗糙度间的周期性几何形状误差，是表面纹理中一种宽间距的不平度，即中间几何形状。 主要是由刀具的振动和偏移所造成，其波长与波高的比值一般为(L/H=50~1000)。 第四章 机械加工的表面质量 §4—1 概述 一、表面质量的含义 二、表面质量对零件使用性能的影响 §4—2 影响表面粗糙度的工艺因素 §4—3 影响表面物理机械性质的工艺因素 §4—4 机械加工中的振动 §4—5 消减振动的基本途径 二、表面质量对零件使用性能的影响 1. 对耐磨性的影响： 1) 粗糙度： 纹路方向与相对运动方向一致时磨损最小 存在一个最佳的加工硬化程度，低于或超过这个最佳值，磨损量会增加。 磨损过程中，摩擦副的显微硬度在变化。 4) 残余应力： 本身对耐磨性影响不大。 内应力和晶格畸变引起的显微硬度变化，对耐磨性有影响。 5)金相组织： 淬硬表面的耐磨性显然比不淬硬的要好。 磨削烧伤将显著地降低零件的耐磨性。 第四章 机械加工的表面质量 §4—1 概述 一、表面质量的含义 二、表面质量对零件使用性能的影响 1. 对耐磨性的影响： 2.对耐疲劳性的影响： §4—2 影响表面粗糙度的工艺因素 §4—3 影响表面物理机械性质的工艺因素 §4—4 机械加工中的振动 §4—5 消减振动的基本途径 2.对耐疲劳性的影响： 在交变载荷作用下，工件表面由于应力集中而产生疲劳裂纹，造成零件的疲劳损坏。 1)表面粗糙度 越是优质钢，表面粗糙度对耐疲劳强度的影响也越大。 2)冷作硬化 表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度。但若冷硬过度表面出现了裂纹，将降低疲劳强度。 钢的含碳越高，提高的程度也越大。 铸铁和有色金属，提高的程度就较小。 3)残余应力： 残余压应力可显著的提高疲劳强度； 残余拉应力则显著地降低耐疲劳强度。 4)金相组织： 金相组织的改变使表面硬度增加，产生压应力时，可提高疲劳强度。 3.对配合精度的影响： 1)表面粗糙度 粗糙度越小，配合精度高。 表面质量对耐磨性的影响，也就是对动配合的影响。 对于静配合，表面粗糙度太大将影响实际过盈量。 有效过盈量Δ实际=Δ理论-1.2(Rz1+Rz2) 2) 残余应力： 残余应力引起的变形，使几何形状和尺寸改变，从而影响配合精度及配合性质的稳定。 4.对耐腐蚀性的影响： 1)表面粗糙度 表面粗糙度越小，耐腐蚀性越好。 第四章 机械加工的表面质量 §4—1 概述 一、表面质量的含义 二、表面质量对零件使用性能的影响 1.对耐磨性的影响： 2.对耐疲劳性的影响： 3.对配合精度的影响： 4.对耐腐蚀性的影响： §4—2 影响表面粗糙度的工艺因素 §4—2 影响表面粗糙度的工艺因素 一、表面粗糙度及波度的产生原因 1. 几何因素： 1) 残留面高度Rz： 几何原因影响进给方向的粗糙度 2. 物理因素：塑性变形及碎裂 积屑瘤：生成、长大和脱落将严重影响表面粗糙度。积屑瘤产生与切速平行的犁沟和在犁沟中镶入积屑瘤，在加工表面上造成硬点 鳞刺：鳞刺是已加工表面上产生的周期性的鳞片状毛刺，它往往使表面粗糙度等级降低2~4级。 薄层切削时的打滑：当切深或进给量很小，而刀刃又不够锋利时，切削产生打滑，刀具后刀面的摩擦、挤压和加工表面的回弹，使粗糙度增大。 脆性材料的碎裂：对于脆性材料因其塑性变形较小，主要是碎裂，造成崩裂切屑而影响表面粗糙度。 3. 切削加工时的振动： 引起表面波度，它不论是在进给方向或是切削速度方向都会出现，但主要影响切削速度方向粗糙度，即速度方向的波纹主要是振动引起的。 第四章 机械加工的表面质量 §4—1 概述 §4—2 影响表面粗糙度的工艺因素 一、表面粗糙度及波度的产生原因 二、影响加工表面粗糙度的因素： §4—3 影响表面物理机械性质的工艺因素 §4—4 机械加工中的振动 §4—5 消减振动的基本途径 二、影响加工表面粗糙度的因素： 切削刀具或砂轮； 工件材质； 加工条件。 (一)