机械制造工艺学701.pptx

第七章 机械加工表面质量机械制造工艺学第一节 概述一、机械加工表面质量的含义本节内容二、机械加工表面质量对机器使 用性能和使用寿命的影响机械制造工艺学一、机械加工表面质量的含义指机器零件加工后表面层的状态完整性特征。对零件表面质量的影响有多种因素, 在机械加工过程中, 由于机床、工件和刀具系统的振动，造成零件表面的凹凸不平。除表面粗糙度外，还有间距比粗糙度大得多的表面波纹度等的影响。所以, 表面粗糙度、表面波纹度以及表面几何形状误差总是同时生成并存在同一表面上，综合影响零件的表面轮廓。表面几何形状机械制造工艺学（一）加工表面几何形状特征 表面几何形状是由实际表面的重复或偶然的偏差所形成的表面三维形貌，包括表面粗糙度、表面波纹度、形状误差、纹理方向和表面缺陷。表面轮廓(形状误差、波纹度、表面粗糙度)表面缺陷机械制造工艺学表面轮廓 一个指定平面与实际表面相交所得到的轮廓。λ10mm ——形状误差λ=1～10mm ——表面波纹度λ1mm ——表面粗糙度λ10mmλ=1～10λ1mm在原始轮廓上计算得到的参数称为P参数。在粗糙度轮廓上计算得到的参数称为R参数。在波纹度轮廓上计算得到的参数称为W参数。机械制造工艺学 表面轮廓参数■ 原始轮廓(primary profile)——P轮廓 经过λs 轮廓滤波器后的总轮廓。■ 粗糙度轮廓(roughness profile)——R轮廓 对原始轮廓采用λc 轮廓滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。■ 波纹度轮廓(waviness profile)——W轮廓 对原始轮廓连续应用λf 和λc 两个轮廓滤波器以后形成的轮廓。形状误差、表面波度及表面粗糙度机械制造工艺学原始轮廓粗糙度轮廓机械制造工艺学表面粗糙度 指加工表面的凹凸不平、形成微观几何形状误差的较小间距的峰谷，称表面粗糙度。（波长/波幅50） 由刀具形状、切削过程中塑性变形及振动等引起。表面粗糙度的放大状况机械制造工艺学原始轮廓波纹度轮廓机械制造工艺学表面波纹度 介于宏观几何形状误差与表面粗糙度之间的周期性几何形状误差，称表面波纹度。（50波长/波幅1000） 由工艺系统的低频振动引起。机械制造工艺学 加工纹理方向加工纹理方向及其符号标注机械制造工艺学毛孔 裂缝 擦痕 砂眼 窝陷 破裂 凹缺陷 机械制造工艺学 表面缺陷 在加工、使用或储存期间，非故意或偶然生成的实际表面的单元体、成组的单元体或不规则体。飞边 树瘤 疱疤 缝脊 夹杂物 氧化皮 凸缺陷 机械制造工艺学环形坑 划痕 切削残余 腐蚀 斑点裂纹 区域和外观缺陷 混合表面缺陷 机械制造工艺学机械制造工艺学（二）加工表面层物理力学性能表面层金属冷作 硬化 表面层金属金相 组织变化 表面层金属残余 应力机械制造工艺学1、表面层第4章视频\冷变形与加工硬化.rm冷作硬化（简称冷硬） 零件在机械加工中表面层金属产生强烈的冷态塑性变形后，引起强度和硬度都有所提高的现象。 通常以冷硬深度h，表面层显微硬度H以及硬化程度N表示。 其中：N=(H /H0)×100％ H0：金属原来的硬度机械制造工艺学2、表面层金相组织的变化 由于切削热引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组织变化的现象。回火烧伤：表层马氏体回火转化为硬度 较低的回火组织。淬火烧伤：表层出现硬度较高的二次淬 火马氏体，下层因冷却缓慢 为回火组织。退火烧伤：无冷却时，表层被退火，硬 度急剧下降。冷态塑性变形引起的残余应力残余应力热态塑性变形引起的残余应力金相组织变化引起的残余应力机械制造工艺学3、表面层残余应力 由于机械加工过程中切削变形和切削热的影响，工件表面层产生残余应力。机械制造工艺学二、机械加工表面质量对零件使用性能的影响（一）表面质量对零件耐磨性的影响表面粗糙度对零件耐磨性的影响表面粗糙度太大，实际接触面小，压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧，初期磨损量大。机械制造工艺学表面粗糙度太小，因为表面太光滑，不利润滑油储存，接触面间不易形成油膜，形成半干或干摩擦，容易发生分子粘结而使磨损加剧。表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关。表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响加工表面的适度硬化，能显著提高零件的耐磨性 因为它使磨擦副表面层金属的显微硬度提高，塑性降低，减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。 如果表面硬化过度，会使磨损加剧 因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过分“疏松”，在相对运动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小颗粒，使零件加速磨损。机械制造工艺学机械制造工艺学表面纹理对零件耐磨性的影响 表面纹理的形状和刀纹方向对耐磨性的影响 原因是纹理形状和刀纹方向影响有效接触面积和润滑液的储存，一般，圆弧状、凹坑状表面纹理的耐磨性好，尖峰状的耐磨性差。 在运动副中，两相对运动零件的刀纹方向和运