机械加工表面质量(PPT74页).pptx

第三章 表面质量;第一节 表面质量的基本概念;零件表面质量;1．表面粗糙度与波度; Ra--在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。 Rz--在取样长度内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。 Ry--在取样长度L内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。 ;2．表面层材料的物理力学性能 (1) 表面层的冷作硬化 机械加工过程中表面层金属产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，塑性减小，统称为冷作硬化。 (2) 表面层残余应力 机械加工过程中由于切削变形和切削热等因素的作用在工件表面层材料中产生的内应力，称为表面层残余应力。 (3) 表面层金相组织变化 机械加工过程中，在工件的加工区域，温度会急剧升高，当温度升高到超过工件材料金相组织变化的临界点时，就会发生金相组织变化。;表面完整性;二、表面质量对零件使用性能的影响;二、表面质量对零件使用性能的影响;图3-2 磨损过程的基本规律图;（4）表面质量对零件耐磨性的影响;;;（1）表面粗糙度 在交变载荷作用下，零件表面的粗糙度、划痕和裂纹等缺陷容易引起应力集中，产生和发展成疲劳裂纹，造成疲劳破坏。试验表明：承受交变载荷的零件，减小表面粗糙度可提高疲劳强度30-40%； 加工纹路对疲劳强度的影响更大，若刀痕与受力方向垂直，则疲劳强度降低。 材料晶粒越细，质地越致密，应力集中越明显，表面粗糙度对疲劳强度影响也越严重。一般而言，钢件对应力集中敏感程度大，铸铁件则相反。 ;（2）表面层的残余应力 表层的残余压应力能部分抵消工件载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，故可提高疲劳强度； 反之拉应力加剧疲劳裂纹产生，降低疲劳强度。 （3）表面层的冷作硬化 冷作硬化层能阻止已有裂纹的扩展和防止新的裂纹产生，故可提高疲劳强度。 但若过硬，则使表层过脆，易产生裂纹降低疲劳强度。;3、表面质量对零件配合精度的影响;4、表面质量对零件耐腐蚀性能的影响;5、其他影响;金属与周围介质发生氧化作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀； ???属和电解质溶液接触时，由于微电池和大电池作用而发生的腐蚀叫做电化学腐蚀。 化学腐蚀时没有电流产生，电化学腐蚀时，介质与金属的作用的总反应分成两个在相当程度上独立地进行的过程（阳极过程与阴极过程）。在大多数实际情况下，电化学腐蚀常常以阳极和阴极过程在不同地区局部地进行为特征。 主要的钢铁的腐蚀是电化学腐蚀钢铁在潮湿空气里，其表面因吸附作用而覆盖一层极薄的水膜、水微弱电离产生少量H+和OH-，同时由于空气中CO2的溶解，水里H+增多;这样表面就形成了一层电解质溶液薄膜，它跟钢铁里的铁和杂质或碳就形成了无数微小原电池 ;表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度;第二节 影响表面粗糙度的因素;;2、工件材料的性质;3、切削用量;加工塑性材料时切削速度对表面粗糙度的影响;（3）进给量 减小进给量可减小残留面积的高度，可减小表面粗糙度。 （4）切削液 切削液能减小切屑、工件与刀具间的摩擦，降低切削温度，减小切削中的塑性变形，并抑制积屑瘤或鳞刺，故可减小表面粗糙度。若在切削液中加入硫、磷、氯等效果更加。 （5）工艺系统中的振动 振动引起工件与刀具之间的相对位置发生变化，致使表面粗糙度变大。;影响切削加工表面粗糙度的因素;二、磨削加工中影响表面粗糙度的因素;2、磨削时影响表面粗糙度的因素如下 磨削用量的影响 （1）砂轮速度 速度越大，单位时间通过磨削区的磨粒数和单位体积上的磨削次数越大，有利于减小表面粗糙度。同时，磨削表面的塑性变形也来不及传播，材料也来不及变形，表面粗糙度越小。 （2）磨削深度 深度越小，工件塑性变形越小，表面粗糙度越小。 （3）工件速度 工件速度越低，每一刃口切削厚度越小，塑性变形越小，表面粗糙度越小。但速度过低，工件与砂轮接触时间过长，会有烧伤的可能。 （4）光磨次数 通常磨削时，开始用较大切深提高生产率，最后用小切深或无进给磨削（光磨），提高表面粗糙度。;其他影响 （1）砂轮硬度和工件材料 良好的“自励性”即磨粒磨钝后能及时脱落，露出新的磨粒，能磨出光滑的表面，且能防止磨削烧伤。工件材料韧性越好，塑性变形越大，则表面粗糙度越大。 （2）砂轮材料 可分为氧化物、碳化物和高硬磨料。一般刚类零件用刚玉砂轮磨削，铸铁、硬质合金用碳化物砂轮磨削，金刚石砂轮可获得极小的表面粗糙度，但成本较高。 （3）冷却润滑液 能减小磨削热，减小塑性变形，防止磨削烧伤，减小表面粗糙度。 （4）砂轮的粒度 粒度越细，单位面积磨粒越多，加工表面刻痕越密，表面粗糙度越小。 （5）