机械加工工艺基础.ppt

①表面粗糙度它是指加工表面的微观几何形状误差如图1-16所示，其波长L３与波高H3的比值一般小于50，主要由刀具的形状以及切削过程中塑性变形和振动等因素决定。第102页,共119页，星期六，2024年，5月②表面波度它是介于宏观几何形状误差（L1／H11000）与微观表面粗糙度（L3／H350）之间的周期性几何形状误差。它主要是由机械加工过程中工艺系统低频振动所引起的。如图1-16所示，其波长L2与波高H2的比值一般为50～1000。用测量长度上五个最大的波幅的算术平均值ω表示，即ω＝（ω1＋ω2＋ω3＋ω4＋ω5）／5第103页,共119页，星期六，2024年，5月③表面纹理方向它是指表面刀纹的方向，取决于该表面所采用的机械加工方法及其主运动和进给运动的关系。一般对运动副或密封件有纹理方向的要求。④伤痕在加工表面的一些个别位置上出现的缺陷。在加工表面的一些个别位置上出现的缺陷。它们大多是随机分布的，例如砂眼、气孔、裂痕和划痕等。第104页,共119页，星期六，2024年，5月（２）表面层物理、化学和力学性能●表面层加工硬化（冷作硬化）。●表面层金相组织变化及由此引起的表层金属强度、硬度、塑性及耐腐蚀性的变化。●表面层产生残余应力或造成原有残余应力的变化。第105页,共119页，星期六，2024年，5月２．加工表面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（２）表面质量对零件疲劳强度的影响（３）表面质量对零件耐腐蚀性的影响（４）表面质量对配合性质的影响（５）表面质量对零件的使用性能其他方面的影响第106页,共119页，星期六，2024年，5月（１）表面质量对零件耐磨性的影响磨损过程的基本规律：零件的磨损可分为三个阶段，如图1-17所示。第Ⅰ阶段：（初期磨损阶段）由于摩擦副开始工作时，两个零件表面互相接触，一开始只是在两表面波峰接触，当零件受力时，波峰接触部分将产生很大的压强，因此磨损非常显著。第Ⅱ阶段：经过初期磨损后，实际接触面积增大，磨损变缓，进入磨损的第Ⅱ阶段，即正常磨损阶段。这一阶段零件的耐磨性最好，持续的时间也较长。第Ⅲ阶段：由于波峰被磨平，表面粗糙度参数值变得非常小，不利于润滑油的储存，且使接触表面之间的分子亲和力增大，甚至发生分子粘合，使摩擦阻力增大，从而进入磨损的第Ⅲ阶段，即急剧磨损阶段。第107页,共119页，星期六，2024年，5月表面粗糙度对摩擦副的初期磨损影响表面粗糙度对摩擦副的初期磨损影响很大，但也不是表面粗糙度参数值越小越耐磨。图1-18是表面粗糙度对初期磨损量影响的实验曲线。从图中看到，在一定工作条件下，摩擦副表面总是存在一个最佳表面粗糙度参数值，最佳表面粗糙度Ra值约为0.32～1.25μm。第108页,共119页，星期六，2024年，5月表面纹理方向对耐磨性的影响表面纹理方向对耐磨性也有影响，这是因为它能影响金属表面的实际接触面积和润滑液的存留情况。轻载时，两表面的纹理方向与相对运动方向一致时，磨损最小；当两表面纹理方向与相对运动方向垂直时，磨损最大。但是在重载情况下，由于压强、分子亲和力和润滑液的储存等因素的变化，其规律与上述有所不同。第109页,共119页，星期六，2024年，5月表面层的加工硬化对耐磨性的影响表面层的加工硬化，一般能提高耐磨性0.5～l倍。这是因为加工硬化提高了表面层的强度，减少了表面进一步塑性变形和咬焊的可能。但过度的加工硬化会使金属组织疏松，甚至出现疲劳裂纹和产生剥落现象，从而使耐磨性下降。所以零件的表面硬化层必须控制在一定的范围之内。第110页,共119页，星期六，2024年，5月（２）表面质量对零件疲劳强度的影响零件在交变载荷的作用下，其表面微观不平的凹谷处和表面层的缺陷处容易引起应力集中而产生疲劳裂纹，造成零件的疲劳破坏。第111页,共119页，星期六，2024年，5月表面粗糙度值对零件疲劳强度的影响减小零件表面粗糙度值可以使零件的疲劳强度有所提高。因此，对于一些承受交变载荷的重要零件，如曲轴的曲拐与轴颈交界处，精加工后常进行光整加工，以减小零件的表面粗糙度值，提高其疲劳强度。第112页,共119页，星期六，2024年，5月加工硬化对零件的疲劳强度影响加工硬化对零件的疲劳强度影响也很大。表面层的适度硬化可以在零件表面形成一个硬化层，它能阻碍表面层疲劳裂纹的出现，从而使零件疲劳强度提高。但零件表面层硬化程度过大，反而易于产生裂纹，故零件的硬化程度与硬化深度也应控制在一定的范围之内。第113页,共119页，星期六，2024年，5月表面层的残余应力对零件疲劳强度的影响表面层的残余应力对零件疲劳强度也有很大影响，当表面层为残余压应力时，能