机械加工表面质量及其控制.pdfVIP

一、

概

述

零件的机械加工质量不仅指加工精度，而且

零件的机械加工质量不仅指加工精度，而且

包括加工外表质量。

包括加工外表质量。

机械加工后的零件外表实际上不是理想的光

机械加工后的零件外表实际上不是理想的光

滑外表，它存在着不同程度的外表粗糙度、冷硬、

滑外表，它存在着不同程度的外表粗糙度、冷硬、

裂纹等外表缺陷。虽然只有极薄的一层〔几微米~

裂纹等外表缺陷。虽然只有极薄的一层〔几微米~

几十微米〕，但都错综复杂地影响着机械零件的

几十微米〕，但都错综复杂地影响着机械零件的

精度、耐磨性、配合精度、抗腐蚀性和疲劳强度

精度、耐磨性、配合精度、抗腐蚀性和疲劳强度

.

外表质量的含义〔内容〕

表面粗糙度

表面微观几何

形状特征

表面波度

零件外表质量

表面层冷作硬化

表面物理力学

性能的变化

表面层残余应力

表面层金相组织的变化

.

二、外表质量对零件使用性能的影响

1．表面质量对零件耐磨性的影响

〔1〕外表粗糙度对零件耐磨性的影响

外表粗糙度太大和太小都不耐磨。如图4-38所示。

外表粗糙度太大，接触外表的实际压强增大，粗糙不平的

凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧；

外表粗糙度太小，也会导致磨损加剧。因为外表太光滑，

存不住润滑油，接触面间不易形成油膜，容易发生分子粘

结而加剧磨损。

外表粗糙度的最正确值与机器零件的工作情况有关，载荷

加大时，磨损曲线向上、向右移动，最正确外表粗糙度值.

图4－38外表粗糙度与初期磨损量的关系

.

〔2〕外表层的冷作硬化对零件耐磨性的影响

Ø加工外表的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨

性。因为它使磨擦副外表层金属的显微硬度提高，

塑性降低，减少了摩擦副接触局部的弹性变形和

塑性变形。

Ø并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。这是

因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过度“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。

.

2．表面质量对零件疲劳强度的影响

〔1〕外表粗糙度对零件疲劳强度的影响

外表粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。

对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。在交

变载荷作用下，外表粗糙度的凹谷部位容易引起应力

集中，产生疲劳裂纹。

外表粗糙度值越小，外表缺陷越少，工件耐疲劳

性越好；反之，加工外表越粗糙，外表的纹痕越深，

纹底半径越小，其抗疲劳破坏的能力越差。

.

〔2〕外表层冷作硬化与剩余应力对零件疲

劳强度的影响

适度的外表层冷作硬化能提高零件的疲劳强

度。

剩余应力有拉应力和压应力之分，剩余拉应

力容易使已加工外表产生裂纹并使其扩展而

降低疲劳强度

剩余压应力那么能够局部地抵消工作载荷施

加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提

高零件的疲劳强度。