机械制造工艺学第三章XXXX.pptx

第三章 机械加工表面质量及其控制;一、加工表面质量的概念;图5-2; a）波度 b）表面粗糙度 零件加工表面的粗糙度与波度;;（二）表面层材料的力学物理性能与化学性能 由于力和热的作用，表面层的力学物理性能和化学性能将发生变化。 1）表面层金属的冷作硬化；表层金属因塑性变形而引起强度硬度提高，用硬化程度和硬化深度衡量。一般机械加工方法，硬化深度为0.05-0.3mm用滚压加工可达几毫米。 2）表面层金相组织的变化。加工过程中，表面层因切削或磨削热引起温度升高而产生的金相组织的变化； 如磨削淬火钢,引起马氏体分解,成回火组织. 3）表面层金属的残余应力。表面层在切削力和切削热的作用下而产生不均匀的体积变化而产生残余应力。;二、表面质量对产品使用性能的影响; 2、表面纹理对耐磨性的影响 表面纹理的形状和方向影响有效接触面积和润滑油的存留。一般说来，圆弧状，坑状表面纹理的耐磨性好，尖峰状的表面纹理由于接触面压强大,耐磨性差。纹理方向与运动方向相同，耐磨性好；纹理方向与运动方向垂直,则耐磨性差。 3、表面冷作硬化对耐磨性的影响 表面层冷作硬化减少了摩擦副 接触部位的弹性变形和塑性变形， 因而减少了磨损，提高耐磨性， 但并不是硬化程度越高耐磨性越 好，在硬化过度时，引起组织疏松 磨损会加剧，甚至产生剥落，所以 硬化层要控制在一定的范围。;4、表面层金相组织变化影响;（三）表面质量对抗腐蚀性能的影响;（四）表面质量对配合质量的影响;第二节 影响表面粗糙度的因素及其改进措施; 图中的虚线为Rz与rE 、f的计算关系曲线，而实线为实际加工的结果。两者数值上的差别是由于Rz不仅受刀具几何形状的影响，同时还受表面金属层塑性变形的影响。进给量越小，这种影响越大。 由几何因素引起表面粗糙度过大，可通过减小切削层残留面积来解决。如减小进给量、减小刀具的主副偏角，增大刀具园角半径。;（二）物理因素;（2）切削速度的影响;;3、刀具几何形状、材料、刃磨质量的影响; 降低表面粗??度措施 合理选择刀具的几何角度，适当增大刀具前角和刃倾角，提高刀具的刃磨质量，降低前刀面和后刀面的表面粗糙度，选择合适冷却润滑液，提高润滑效果（可以抑制刀瘤和鳞刺的产生），均有利于降低表面粗糙度。 在影响表面粗糙度的几何因素和物理因素中，何者占主导地位，这取决于不同情况。加工脆性材料以几何因素为主；而加工塑性材料、特别是韧性大的材料，以物理因素为主。;二、磨削加工后的表面粗糙度; ;; 2、砂轮粒度和砂轮修整对表面粗糙度的影响： 1）砂轮的粒度愈细，则砂轮工作面的单位面积上的磨粒愈多，在工件上的刻痕愈密愈细，所以粗糙度愈小。因此，选择粒度号大的砂轮有利于降低表面粗糙。 但如果粒度号过大，则只能采用很小的磨削深度，还需要很长时间的空行程，否则砂轮容易堵塞，造成表面烧伤。一般磨削其粒度号不超过80，常用46-60号。 ; 2）砂轮的修整： 如果砂轮工作表面修整不好，则表面上的磨粒不处在同一高度，其中高度较低的磨粒不能起到磨削作用，加工时会使单位面积上的磨粒数减少，从而增大表面粗糙度。因此在磨削加工最后几次行程前，应精细修整砂轮。 砂轮修整时导程和切深越小，磨粒的微刃等高性越好，相当于选用大粒度号砂轮，磨削表面粗糙度越小。 砂轮修整时常用金刚石修整器。 在磨削过程中，通常在开始时采用较大的磨削深度，以提高生产率而最后采用小切深或无进给磨削以降低粗糙度。;（二）物理因素的影响; 2、砂轮的选择;第三节、影响表面层物理力学性能的工艺因素及其改措施;弱化：冷作硬化使金属处于高能位的不稳定状态，在温度较高时会本能向低能位的稳定状态转变。;;（二）影响切削加工表面冷作硬化的因素; 2、刀具几何形状的影响 刀具前角减小，刃口圆角和后刀面的磨损量增大时，冷作硬化程度和深度增大。 刃口圆角半径增大，则径向切削分力增大，塑性变形加剧，引起冷硬增大. 前角增大、切削力减小，塑性变形减小, 冷硬减小 刀具磨损对表层金属冷硬影响很大。后刀面磨损，磨损量小时，随磨损的增大冷硬增大，磨损量很大时，软化作用增强。; 3、被加工材料性能的影响 材料的塑