机械制造技术资源 吉卫喜 主编 第八章 机械加工表面质量.ppt

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机械制造技术资源 吉卫喜 主编 第八章 机械加工表面质量

第8章 机械加工表面质量 8-1 概述 机器零件的破坏,一般都是从表面层开始的,这说明零件的表面质量至关重要,它对产品质量有很大影响。 研究表面质量的目的,就是要掌握机械加工中各种工艺因素对表面质量影响的规律,以便应用这些规律控制加工过程,最终达到提高表面质量、提高产品使用性能的目的。 8-1 8-2 影响加工表面粗糙度的主要因素及其控制 2 物理力学因素 加工表面实际廓形与理论廓形差别较大,原 因是加工中存在积屑瘤鳞刺,振动等物理现象。 (1)工件材料的影响 工件材质韧性、塑性增大,Ra增大 工件材质晶粒越均匀,颗粒越细小,Ra减小 (2)切削速度的影响 加工脆性材料时,切削速度对于粗糙度影响不大 加工塑性材料时,积屑瘤对粗糙度影响很大。8-4 二、磨削加工的表面粗糙度 1、砂轮摩削中影响粗糙度的几何因素 砂轮上的磨粒因几何角度,位置不同起三种不同的作用 锋利、位置靠前的起切削作用 较锋利、位置较靠前的起刻划作用 较钝、位置靠后的起抛光作用 磨削表面粗糙度与砂轮、工件材质、磨削用量 有关 (1)砂轮粒度和砂轮修整 砂轮粒度↑ →表面粗糙度Ra↑ * 一般磨料的粒度用粒度号表示,每英寸长度上的网眼个数为粒度号,例80#,60#; 微粉用最大颗粒的最大尺寸的微米数表示,例W28、W14。 砂轮修整质量越高, 磨削表面质量越好。 (2)、磨削用量 砂轮速度v砂↑ →表面粗糙度Ra ↓ 工件速度v工↑ →表面粗糙度Ra ↑ 2.磨削中影响粗糙度的物理因素 8-3 影响表面层物理力学性能的主要因素及其控制 (一)影响表面层冷作硬化的因素 1、表面层加工硬化的产生 加工层材料因塑性变形使晶体间产生剪切滑移,晶格扭曲、晶粒拉长、破碎和纤维化,材料的强度、硬度都提高的现象称为冷作硬化。 2、衡量指标: 硬化层深度:h 表层显微硬度:H 硬化程度:N=(H-H0)/H0 3.影响表面层加工硬化的因素 1、刀具:刀刃钝圆半径↑,冷作硬化↑; 后刀面磨损↑,冷作硬化↑。 2、切削用量:切削速度↑,切削温度↑,则 冷作硬化↓; 进给量↑,冷作硬化↑。 3、被加工材料:硬度↑,冷作硬化↓; 塑性↑,冷作硬化↑。 8-7 三、影响表面层金相组织变化与磨削烧伤的因素 切削一般不会导致金相组织变化,磨削因单位 切削截面消耗的功率较大,常常导致金相组织 变化。 磨削淬火钢时容易出现的烧伤: 回火烧伤:磨削区温度超过马氏体转变温度, 而未达相变温度,产生回火组织 (索氏体或屈氏体)。 淬火烧伤:磨削区温度超过相变温度,由于冷 却液急冷,表层出现二次淬火氏 体。 退火烧伤:磨削区温度超过相变温度,不用冷 却液,工件缓慢冷却,发生火。 表面颜色与烧伤之间的关系: 黑 青 淡青 米黄 淡黄 四、影响磨削烧伤的因素及改善途径 (1)合理选择磨削用量 8-8,9 (2)改善冷却条件 1、采用高压大流量冷却,冲刷砂轮,加强冷却; 2、在砂轮上安装空气挡板,消除附着气流; 3、利用砂轮孔隙实现内冷却。 (3)提高砂轮磨削性能 1、锐化磨粒,减小摩擦; 2、砂轮硬度不宜过高,保持自锐性; 3、砂轮应具一定弹性,避免过载; 4、使用开槽砂轮; 5、使用螺旋槽砂轮。 第四节 提高表面层物理力学性能的加工方法 主要指冷压工艺,使表面层发生冷塑变形,硬 度提高,产生残余压应力。 常用冷压工艺有: (一)喷丸强化 (二)滚柱滚压强化 第五节 机械加工中的振动 8-17 二 影响表面层残余应力的因素 1.加工表面产

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