機(jī)械加工表面質(zhì)量加工培訓(xùn)講義-文庫(kù)吧
2025-01-12 03:27 本頁(yè)面
【正文】 （二）磨削加工表面粗糙度 磨削中影響粗糙度的幾何因素 磨粒在砂輪上的分布越均勻、磨粒越細(xì)，刃口的等高性越好。則砂輪單位面積上參加磨削的磨粒越多，磨削表面上的刻痕就越細(xì)密均勻，表面粗糙度值就越小。 （ 1）砂輪的磨粒 ?砂輪轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被磨表面的磨粒數(shù)越多，表面粗糙度值就越小。 ?工件轉(zhuǎn)速對(duì)表面粗糙度值的影響剛好與砂輪轉(zhuǎn)速的影響相反。 工件的轉(zhuǎn)速增大，通過(guò)加工表面的磨粒數(shù)減少，因此表面粗糙度值增大 。 ?砂輪的縱向進(jìn)給量小于砂輪的寬度時(shí)，工件表面將被重疊切削，而被磨次數(shù)越多，工件表面粗糙度值就越小。 （ 3）磨削用量 （ 2）砂輪修整 砂輪修整除了使砂輪具有正確的幾何形狀外，更重要的是使砂輪工作表面形成排列整齊而又銳利的微刃（ 圖 4－ 47）。因此，砂輪修整的質(zhì)量對(duì)磨削表面的粗糙度影響很大。 圖 4－ 47 砂輪上的磨粒 磨削中影響粗糙度的物理因素 （ 1）磨削用量 ? 砂輪的轉(zhuǎn)速 ↑ →材料塑性變形 ↓ → 表面粗糙度值 ↓ ； ?磨削深度 ↑、 工件速度 ↑ → 塑性變形 ↑ →表面粗糙度值 ↑ ； 為提高磨削效率，通常在開(kāi)始磨削時(shí)采用較大的徑向進(jìn)給量，而在磨削后期采用較小的徑向進(jìn)給量或無(wú)進(jìn)給量磨削，以減小表面粗糙度值。 （ 2）工件材料 ?太硬易使磨粒磨鈍 →Ra ↑ ； ?太軟容易堵塞砂輪 →Ra ↑ ； ?韌性太大，熱導(dǎo)率差會(huì)使磨粒早期崩落 →Ra ↑ 。 （ 2）砂輪粒度與硬度 ?磨粒太細(xì)，砂輪易被磨屑堵塞，使表面粗糙度值增大，若導(dǎo)熱情況不好，還會(huì)燒傷工件表面。 ?砂輪太硬，使表面粗糙度增大； ?砂輪選得太軟，使表面粗糙度值增大。 影響磨削加工表面粗糙度的因素 ?粒度 ↓→Ra↓ ? 金剛石筆鋒利 ↑， 修正導(dǎo)程、徑向進(jìn)給量 ↓→ Ra↓ ?磨粒等高性 ↑→Ra↓ ?硬度 ↑→鈍化磨粒脫落 ↓→ Ra↑ ?硬度 ↓→磨粒脫落 ↑→Ra↑ ?硬度合適、自勵(lì)性好 ↑→Ra↓ ?太硬、太軟、韌性、導(dǎo)熱性差↑→ Ra↓ 砂輪粒度 工件材料性質(zhì) 砂輪修正 磨削用量 砂輪硬度 ?砂輪 V↑→ Ra↓ ?ap、 工件 V↑→ 塑變 ↑→ Ra↑ ?粗磨 ap↑→生產(chǎn)率 ↑ ?精磨 ap↓→ Ra↓(ap=0光磨 ) 影響表面層物理力學(xué)性能的主要因素 表面物理力學(xué)性能 影響金相組織變化因素 影響顯微硬度因素 影響殘余應(yīng)力因素 ?塑變引起的冷硬 ?金相組織變化引起的硬度變化 ?冷塑性變形 ?熱塑性變形 ?金相組織變化 ?切削熱 1. 表面層的冷作硬化 （ 1） 表面層加工硬化的產(chǎn)生 定義： 機(jī)械加工時(shí)，工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，從而使表面層的強(qiáng)度和硬度增加，這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱冷作硬化和強(qiáng)化。 （ 2） 衡量表面層加工硬化的指標(biāo) 衡量表面層加工硬化程度的指標(biāo)有下列三項(xiàng)： 1）表面層的顯微硬度 HV； 2） 硬化層深度 h； 3） 硬化程度 N N=(HVHV0)/HV0 100％ （ 83） 式中 HV0—— 工件原表面層的顯微硬度。 （ 3）影響表面層加工硬化的因素 ⑴刀具幾何形狀的影響 切削刃 rε↑、 前角 ↓、后面磨損量 VB↑ →表層金屬的塑變加劇 →冷硬 ↑ ⑵切削用量的影響 切削速度 v↑→塑變 ↓→冷硬 ↓ f↑→切削力 ↑→塑變 ↑→冷硬 ↑ ⑶工件材料性能的影響 材料塑性 ↑→冷硬 ↑ 2. 表面層殘余應(yīng)力 定義： 機(jī)械加工中工件表面層組織發(fā)生變化時(shí)，在表面層及其與基體材料的交界處會(huì)產(chǎn)生互相平衡的彈性力。這種應(yīng)力即為表面層的殘余應(yīng)力。 （ 1）表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生 1） 冷態(tài)塑變 工件表面受到擠壓與摩擦，表層產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑 變，基體仍處于彈性變形狀態(tài)。 切削后，表層產(chǎn) 生殘余壓應(yīng)力，而在里層產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。 2） 熱態(tài)塑變 表層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生產(chǎn)生殘余壓 應(yīng)力 (其原理見(jiàn) 圖 ) 3） 金相組織變化 比容大的組織 →比容小的組織 →體積收縮，產(chǎn)生 拉應(yīng)力，反之，產(chǎn)生壓應(yīng)力。（密度小，比容大） 圖 切削熱在表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的示意圖 （ 2）磨削裂紋的產(chǎn)生 （ 3）影響表面殘余應(yīng)力的主要因素 三、表面層金相組織變化與磨削燒傷 淬火燒傷 回火燒傷 退火燒傷 磨削時(shí)工件表面溫度超過(guò)相變臨界 溫度 Ac3時(shí)，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。在 冷卻液作用下，工件最外層金屬會(huì)出現(xiàn)二 次淬火馬氏體組織。其硬度比原來(lái)的回火 馬氏體高，但很薄，其下為硬度較低的回 火索氏體和屈氏體。由于二次淬火層極薄， 表面層總的硬度是降低的，這種現(xiàn)象稱為 淬火燒傷。 磨削時(shí)，如果工件表面層溫度只
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