【正文】 工件表面上刻劃出一條溝痕，工件材料被擠向兩邊產(chǎn)生隆起，此時產(chǎn)生塑性變形但仍不產(chǎn)生切屑。磨削量是經(jīng)過很多后繼磨粒的多次擠壓因疲勞而斷裂、脫落，所以加工表面的塑性變形很大，表面粗糙度值越大。機械加工后的表面粗糙度磨削加工后的表面粗糙度為了降低表面粗糙度值，應考慮以下主要影響因素：① 砂輪的粒度 砂輪的粒度愈細，則砂輪單位面積上的磨粒數(shù)愈多，在工件上的刻痕也愈密而細，所以粗糙度值愈低。② 砂輪的修整 砂輪的修整質(zhì)量越高，砂輪工作表面上的等高微刃 （圖 ） 就越多，因而磨出的工件表面粗糙度值也就愈低。 圖 磨粒上的微刃機械加工后的表面粗糙度磨削加工后的表面粗糙度③ 砂輪速度 提高砂輪速度可以增加單位時間內(nèi)工件單位面積上的刻痕數(shù)，同時塑性變形造成的隆起量隨著砂輪速度的增大而下降，原因是高速下塑性變形的傳播速度小于磨削速度，材料來不及變形，因而粗糙度可以顯著降低。④ 工件速度 工件速度越大，單個磨粒的磨削厚度就越大，單位時間內(nèi)磨削工件表面的磨粒數(shù)減少，表面粗糙度值增大。機械加工后的表面粗糙度磨削加工后的表面粗糙度⑤ 徑向進給量 增大磨削徑向進給量將增加塑性變形的程度從而增大粗糙度。通常在磨削過程開始時采用較大的徑向進給量，以提高生產(chǎn)率，而在最后采用小徑向進給量或無徑向進給量磨削，以降低粗糙度值。⑥ 軸向進給量 磨削時采用較小的軸向進給量，則磨削后表面粗糙度較低。機械加工后的表面粗糙度磨削加工后的表面粗糙度 另外，引起磨削表面粗糙度增大的主要原因還往往是 工藝系統(tǒng)的振動 所致。 增加工藝系統(tǒng)剛度和阻尼，做好砂輪的動平衡以及合理地修整砂輪 可顯著降低粗糙度。機械加工后的表面粗糙度機械加工后表面層的冷作硬化 切削或磨削加工時，表面層金屬由于塑性變形使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格發(fā)生拉長、扭曲和破碎而得到強化。冷作硬化的特點： 變形抵抗力提高（屈服點提高），塑性降低（相對延伸率降低）。冷硬的指標 : 通常用冷硬層的深度 h、表面層的顯微硬度 H以及硬化程度 N來表示（ 圖 ），其中 N=H/H0， H0為原來的顯微硬度。冷作硬化產(chǎn)生的原因 機械加工后的表面層物理機械性能圖 切削加工后表面層的冷硬機械加工后的表面層物理機械性能 表面層冷作硬化的程度決定于產(chǎn)生塑性變形的力、變形速度及變形時的溫度。 力越大，塑性變形越大，則硬化程度越大； 速度越大，塑性變形越不充分，則硬化程度越??； 變形時的溫度不僅影響塑性變形程度，還會影響變形后金相組織的恢復程度。 冷作硬化產(chǎn)生的原因 機械加工后的表面層物理機械性能切削加工時表面層的硬化可能有兩種情況：完全強化 此時出現(xiàn)晶格歪扭以及纖維結(jié)構(gòu)和變形層物理機械性質(zhì)的改變；不完全強化 若溫度超過（ ~） T熔 （熔化絕對溫度），則除了強化現(xiàn)象外，同時還有回復現(xiàn)象，此時歪扭的晶格局部得到恢復，減低了冷硬作用；如果溫度超過 會發(fā)生金屬再結(jié)晶，此時由于強化而改變了的表面層物理機械性能幾乎可以完全恢復。冷作硬化產(chǎn)生的原因 機械加工后的表面層物理機械性能 機械加工時表面層的冷作硬化就是 強化作用和回復作用的綜合結(jié)果。 切削溫度越高、高溫持續(xù)時間越長、強化程度越大，則回復作用也就越強。 因此對高溫下工作的零件，能保證疲勞強度的最佳表面層是沒有冷硬層或者只有極?。?10~20μm）冷作硬化的表面層。冷作硬化產(chǎn)生的原因 機械加工后的表面層物理機械性能① 刀具 刀具的切削刃口圓角和后刀面的磨損量對于冷硬層有很大的影響，此兩值增大時，冷硬層深度和硬度也隨之增大。前角減少時，冷硬也增大。② 被加工材料 被加工材料硬度愈低、塑性愈大，切削后的冷硬現(xiàn)象愈嚴重。影響冷作硬化的主要因素 機械加工后的表面層物理機械性能③ 切削用量 切削速度增大時，刀具與工件接觸時間短，塑性變形程度減少，同時會使溫度增高，有助于冷硬的回復，所以硬化層深度和硬度都有所減少。 進給量增大時，切削力增大，塑性變形程度也增大，因此硬化現(xiàn)象增大。但在進給量較小時，由于刀具的刃口圓角在加工表面單位長度上的擠壓次數(shù)增多，因此硬化傾向也會增大。徑向進給量增大時，冷硬層深度也有所增大，但其影響程度不顯著。影響冷作硬化的主要因素 機械加工后的表面層物理機械性能機械加工后表面層金相組織的變化 磨削加工時切削力比其它加工方法大數(shù)十倍，切削速度也非常高，所以功率消耗遠遠大于其它切削方法。 由于砂輪導熱性差、切屑數(shù)量少，磨削過程中能量轉(zhuǎn)化的熱大部分都傳給了工件。磨削時，在很短的時間內(nèi)磨削區(qū)溫度可上升到 400~1000186。C，甚至更高。 這樣大的加熱速度，促使加工表面局部形成瞬時熱聚集現(xiàn)象，有很高溫升和很大的溫度梯度，出現(xiàn)金相組織的變化，強度和硬度下降，產(chǎn)生殘余應力，甚至引起裂紋，這就是 磨削燒傷現(xiàn)象磨削燒傷現(xiàn)象 。金相組織變化的原因 機械加工后的表面層物理機械性能 磨削淬火鋼時，由于磨削燒傷，工件表面產(chǎn)生氧化膜并呈現(xiàn)出黃、褐、紫、青、灰等不同顏色，相當于鋼的回火色。 不同的燒傷色表示受到不同溫度的作用與產(chǎn)生不同的燒傷深度。有時表面雖看不出變色，但并不等于表面未受熱損傷。 例如在磨削過程中由于采用過大的磨削用量，造成了很深的燒傷層，以后的無進給磨削中磨去了表面的燒傷色，而未能除去燒傷層，則留在工件上的燒傷層就會成為使用中的隱患。金相組織變化的原因 機械加工后的表面層物理機械性能磨削淬火鋼時表面層產(chǎn)生的燒傷有以下三種：① 回火燒傷 磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變溫度，則工件表面原來的馬氏體組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成硬度降低的回火組織 —— 索氏體或屈氏體；② 淬火燒傷 磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由于冷卻液的急冷作用，表層會出現(xiàn)二次淬火馬氏體，硬度較原來的回火馬氏體高，而它的下層則因為冷卻緩慢成為硬度降低的回火組織。③ 退火燒傷 不同冷卻液進行干磨削時，磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，因工件冷卻緩慢，則表層硬度急劇下降，這時工件表層被退火。金相組織變化的原因 機械加工后的表面層物理機械性能影響磨削加工時金相組織變化的因素有 : 工件材料工件材料 磨削溫度磨削溫度 溫度梯度溫度梯度 冷卻速度等冷卻速度等 。影響磨削加工時金相組織變化的因素 機械加工后的表面層物理機械性能 工件材料為 低碳鋼 時不會發(fā)生相變； 高合金鋼 如軸承鋼、高速鋼、鎳鉻鋼等傳熱性特別差，在冷卻不充分時易出現(xiàn)磨削燒傷。 未淬火鋼 為擴散度低的珠光體，磨削時間短時不會發(fā)生金相組織的變化； 淬火鋼 極易相變。影響磨削加工時金相組織變化的因素 機械加工后的表面層物理機械性能圖 磨削高碳淬火鋼時表面的硬度分布機械加工后的表面層物理機械性能 當磨削深度小于 10μm時，由于溫度的影響使表面層的回火馬氏體產(chǎn)生弱化，并與塑性變形產(chǎn)生的冷作硬化現(xiàn)象綜合而產(chǎn)生了比基體硬度低的部分，而表面的里層由于磨削加工中的冷作硬化起了主導作用而又產(chǎn)生了比基體硬度高的部分。 當磨削深度為 20~30μm時，冷作硬化的影響減少，磨削溫度起了主導作用。由于磨削區(qū)溫度高于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，低于相變溫度而使表面層馬氏體回火產(chǎn)生回火燒傷。 當磨削深度增大至 50μm時，磨削區(qū)最高溫度超過了相變臨界溫度，急冷時產(chǎn)生淬火燒傷，而再往里層則硬度又逐漸升高直至未受熱影響的基體組織。影響磨削加工時金相組織變化的因素 機械加工后的表面層物理機械性能機械加工后表面層的殘余應力 在機械加工中，工件表面層金屬相對基體金屬發(fā)生形狀、體積的變化或金相組織變化時，工件表面層中將殘留相互平衡的殘余應力。產(chǎn)生表面層殘余應力的原因：⑴ 冷態(tài)塑性變形 機械加工時，表層金屬產(chǎn)生強烈的塑性變形。沿切削速度方向表面產(chǎn)生拉伸變形，晶粒被拉長，金屬密度會