《机械制造工程学》课件第五章.ppt

图5-17电解机械复合光整加工示意图这种加工工艺可以获得表面粗糙度值为0.01μm的镜面。西安工业大学也开发出了电解超声复合抛光工艺,特别适合于模具形腔的光整加工。这种工艺是在超声波光整加工

工具头上接通电解电源的负极,同时在中部设置电解液通道,工件接通电解电源正极,如图5-18所示。这种工艺可以大大提高超声抛光的效率,其表面粗糙度可以达到0.02μm。图5-18电解超声复合抛光工具头示意图5.6工件表面强化的常见方法

1.表面变形强化

通过机械的方法使金属表面层发生塑性变形,从而形成高硬度和高强度的硬化层,这种表面强化方法称为表面变形强化,也称为加工硬化,包括喷丸、喷砂、冷挤压、滚压、冷碾和冲击、爆炸冲击强化等。这些方法的特点是:强化层位错密度增高,亚晶结构细化,从而使其硬度和强度提高,表面粗糙度值减小,能显著提高零件的表面疲劳强度,降低疲劳缺口的敏感性,工艺简单、效果显著,硬化层和基体之间不存在明显的界限,结构连贯,

不易在使用中脱落。这些方法中多数已在轴承工业中得到应用,如滚动体的表面撞击强化就是这类方法的应用,精密碾压已成为新的套圈加工和强化方法。2.表面热处理强化

利用固态相变,通过快速加热的方法对零件的表面层进行淬火处理称为表面热处理,俗称表面淬火,包括火焰加热淬火、高(中)频感应加热淬火、激光加热或电子束加热淬火等。这些方法的特点是:表面局部加热淬火,工件变形小;加热速度快,生产效率高;加热时间短,表面氧化脱碳很轻微。3.化学热处理强化

渗入元素或溶入基体金属形成固溶体,或与其他金属元素结合形成化合物。总之,渗入元素既能改变表面层的化学成分,又可以得到不同的相结构。渗碳轴承钢零件的处理工艺和滚针轴承套的表面渗氮强化处理均属这一类强化方法。4.表面冶金强化

利用工件表面层金属的重新融化和凝固,以得到预期的成分或组织的表面强化处理技术称为表面冶金强化,包括表面自溶性合金或复合粉末涂层、表面融化结晶或非晶态处理、表面合金化等方法。这些方法的特点是采用高能量密度的快速加热,将金属表面层或涂覆于金属表面的合金化材料熔化,随后靠其自行冷却并凝固来得到特殊结构或特定性能的强化层。5.表面薄膜强化

应用物理或化学的方法,在金属表面涂覆与基体材料性能不同的强化膜层,称为表面薄膜强化,包括电镀、化学镀(镀铬、镀镍、镀铜、镀银等)以及复合镀、刷镀或转化处理等,也包括近年来发展较快的高新技术,如CVD、PVD、P-CVD等气相沉积薄膜强化方法和离子注入表面强化技术(也称原子冶金技术)等。研磨膏是一种重要的表面光整加工材料,广泛用于仪表仪器、光学镜头、量具、金相试片及精密零件的研磨和抛光。常用研磨膏有氧化铬、刚玉、碳化硼、碳化硅、氧化铁等。研磨膏的品种、规格不同,它的应用范围也就不同。W14～W10的刚玉研磨膏主要用于粗研;W7～W5的氧化铬研磨膏常用于半精研;W5以下的氧化铬研磨膏主要用于精研。3)研磨液

研磨液应具有一定的黏度和稀释能力,只有这样才能黏吸磨料并使之均匀,同时还应具有较好的润滑和冷却能力。常用的研磨液有煤油、汽油、机油、动物油、油酸、硬脂酸等。3.研磨工具

(1)按其使用方式可分为手工研具和机械研具。

(2)按研具工作表面形状可分为研磨平板、研磨尺、研磨盘、研磨棒、研磨套和研磨环等。

(3)按用途可分为平面、外圆、内孔、锥面、球面、螺纹、齿轮等研磨工具。4.研磨方法

1)研磨外圆

研磨外圆一般在精磨或精车的基础上进行。既可手工研磨外圆,又可机械研磨外圆。手工研磨外圆可在车床上进行,研磨时在工件和研具之间涂上研磨剂,工件由车床主轴带动旋转,研具用手扶持作轴向往复移动,如图5-13(a)所示。机械研磨外圆在研磨机上进行,一般用于研磨滚珠类零件的外圆,如图5-13(b)所示。图5-13研磨外圆示意图2)研磨内圆

研磨内圆需在精磨、精铰或精镗之后进行,一般为手工研磨。研具为开口锥套,套在锥度心轴上,研磨剂涂于工件与研具之间,手扶工件作轴向往复移动。研磨一定时间后,向锥度心轴大端方向调整锥套,使之直径胀大,以保持对工件孔壁的压力。图5-14所示为研磨内圆示意图。图5-14研磨内圆示意图3)研磨平面