机械制造工艺学.ppt

第五章机械加工外表质量

5-1概述;;〔一〕加工外表的几何形状特征

外表几何误差包括：

形状误差：波长/波幅1000

外表轮廓曲线经低通滤波获得

波纹度：50波长/波幅1000

外表轮廓曲线经带通滤波获得

一般与刃口形状，进给，刀瘤等有关。

外表微观不平度误差：波长/波幅50

外表轮廓曲线经高通滤波获得

一般与工艺系统的振动有关。;;〔二〕加工外表层的物理力学性能变化

受加工中力、热等因素的作用，外表金

属力学性能将发生变化：

1、表层因塑性变形而产生的冷作硬化

2、表层因受热而发生金相组织变化

3、表层因力，热等作用而产生剩余应力

外表完整性包括：微观几何不平度、力学性能

变化、摩擦反射性能等;二、外表质量对零件使用性能的影响

〔一〕外表质量对工作精度及其保持性的影响

零件的工作精度主要与微观几何不平度有关

精度保持性主要与外表耐磨性有关

耐磨性那么与外表几何质量、外表力学性能有关

一般的磨损过程分为三个阶段：

初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段

初期磨损阶段结束时的磨损量称为初期磨损量。;初期磨损量与外表几何质量有关，一定载荷、润滑条件下初期磨损量与外表粗糙度之间的关系如以下图所示：

当载荷增大、润滑条件

恶化时，曲线向右上方

移动，即：载荷增大、

润滑条件恶化时，最正确

粗糙度增大。;〔二〕外表质量对耐腐蚀性的影响

外表质量越差，存在裂纹时，耐腐蚀性降低;〔三〕外表质量对零件疲劳强度的影响

外表缺陷会引起应力集中，降低疲劳强度。假设

外表存在剩余压应力，疲劳强度将会提高。;〔四〕外表质量对零件配合性质的影响

外表比较粗糙时，轮廓峰在工作中被逐渐磨掉，

零件尺寸发生变化，进而影响到配合性质。

一般来说，外表粗糙度应与加工精度相适应：;5-2外表粗糙度及其降低的工艺措施;平行四边形为切削层理论横截面

三角形为残留面积

H为理论粗糙度f为进给量

κr为主偏角κr’为副偏角

那???：f=Hctgκr+Hctgκr’

得：H=f/(ctgκr+ctgκr’);2、刀尖半径较大时理论粗糙度的计算

;;(二〕物理因素

加工外表实际廓形与理论廓形差异较大，原

因是加工中存在积屑瘤鳞刺，振动等物理现象。

1、切削用量的影响

〔1〕进给量f的影响

当：f0.15mm时f↑→Rz↑

f0.15mm时f↑→Rz↗

f0.02mm时f↑→Rz→;〔2〕切削速度的影响

加工脆性材料时，切削速度对于粗糙度影响不大

加工塑性材料时，积屑瘤对粗糙度影响很大。;〔3〕切削深度ap的影响

一般切削深度ap对于粗糙度影响不大，但太小

时，有可能吃不住刀，摩擦严重。

2、工件材质的影响

工件材质韧性、塑性增大，Ra增大

工件材质晶粒越均匀，颗粒越细小，Ra减小

3、刀具材料的影响

刀具越硬，越耐磨，加工Ra越低

硬质合金刀具加工后的Ra高速钢加工后的Ra;金刚石刀具的性能：;二、磨削加工

砂轮上的磨粒因几何角度，位置不同起三

种不同的作用

锋利、位置靠前的起切削作用

较锋利、位置较靠前的起刻划作用

较钝、位置靠后的起抛光作用

磨削外表粗糙度与砂轮、工件材质、磨削用量

有关;1、砂轮：

砂轮粒度↑→外表粗糙度Ra↑

*一般磨料的粒度用粒度号表示，每英寸长度上的网眼个数为粒度号，例80#，60#；

微粉用最大

颗粒的最大

尺寸的微米

数表示，例

W28、W14。;2、磨削用量

砂轮速度v砂↑→外表粗糙度Ra↓

;工件速度v工↑→外表粗糙度Ra↑;砂轮相对于工件的进给量f↑→外表粗糙度Ra↑;磨削深度ap↑→外表粗糙度Ra↑;根据上述实验关系，可以得到经验公式：

3、砂轮修整

砂轮修整质量越高，

磨削外表质量越好。;三、超精研、研磨、珩磨、抛光

超精研、研磨、珩磨、抛光加工的共同特点是：

1、不选择切削用量，只限定压强和加工时间

2、无需精密机床

3、降低外表粗糙度效果明显，提高精度不明显

4、加工余量小;〔一〕超精研

1、工作原理：采用细粒度的磨条在一定压力和切削速度下往复运动，对外表进行光整加工。

加工运动：A、工件低速回转运动；B、磨条轴向进给运动：C、磨条高速往复振动。;2、切削过程：可分为四个阶段

〔1〕强烈切削阶段：少数波峰上压强很大，切削作用剧烈。

〔2〕正常切削阶