機械加工表面質(zhì)量加工培訓教材(已修改)
2025-01-30 03:26 本頁面
【正文】 1 第五章 機械加工表面質(zhì)量 2 加工表面質(zhì)量及其對使用性能的影響 影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改善措施 影響表層金屬力學物理性能的工藝因素及其改善措施 機械加工中的振動 本章內(nèi)容 3 零件的機械加工質(zhì)量不僅指加工精度，而且包括加工表面質(zhì)量。 機械加工后的零件表面實際上不是理想的光滑表面，它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。雖然只有極薄的一層（幾微米 ~幾十微米），但都錯綜復雜地影響著機械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蝕性和疲勞強度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此必須加以足夠的重視。 第 5章 機械加工表面質(zhì)量 4 一、加工表面質(zhì)量的概念 加工表面質(zhì)量（或表面完整性）包含的內(nèi)容： 已加工 表面質(zhì)量 表面粗糙度 表面波度 表面層 材質(zhì)變化 表面 幾何學 表面層冷作硬化 表面層殘余應力 表面層金相組織的變化 紋理方向 表面缺陷 (傷痕 ) 加工表面質(zhì)量及其對使用性能的影響 微觀幾何輪廓 宏觀幾何輪廓 5 1. 表面粗糙度對耐磨性的影響 ? 表面粗糙度太大和太小都不耐磨 ? 表面粗糙度太大，接觸表面的實際壓強增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加??； ? 表面粗糙度太小，也會導致磨損加劇。因為表面太光滑，存不住潤滑油，接觸面間不易形成油膜，容易發(fā)生分子粘結(jié)而加劇磨損。 （一）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響 二、加工表面質(zhì)量對機器零件使用性能的影響 6 圖 34 表面粗糙度與初期磨損量的關(guān)系 ?表面粗糙度的最佳值與機器零件的工作情況有關(guān)，載荷加大時，磨損曲線向上、向右移動，最佳表面粗糙度值也隨之右移。 7 2. 表面紋理對耐磨性的影響 表面紋理的形狀及刀紋方向?qū)δ湍バ缘挠绊?，紋理形狀及刀紋方向影響有效接觸面積與潤滑液的存留。 8 3. 冷作硬化對耐磨性的影響 ? 加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。因為它使磨擦副表面層金屬的顯微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。 ? 并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。這是因為過分的冷作硬化，將引起金屬組織過度“疏松”，在相對運動中可能會產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。 圖 35 9 （二）表面質(zhì)量對零件疲勞強度的影響 1. 表面粗糙度對疲勞強度的影響 表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。 對承受交變載荷零件的疲勞強度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。 表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。 材料對應力集中敏感程度。鋼，鑄鐵、非鐵金屬 10 2. 表面層金屬的力學物理性質(zhì)對耐疲勞性的影響 ? 適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強度 ? 殘余應力有拉應力和壓應力之分，殘余拉應力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴展而降低疲勞強度。 ? 殘余壓應力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應力，延緩疲勞裂紋的擴展，從而提高零件的疲勞強度。 11 （三）表面質(zhì)量對耐蝕 性 的影響 1. 表面粗糙度對耐腐蝕性的影響 零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強烈。減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。 2. 表面金屬的力學物理性質(zhì)對耐腐蝕性能的影響 零件表面殘余壓應力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進入，可增強零件的耐腐蝕性，而表面殘余拉應力則降低零件耐腐蝕性。 表面質(zhì)量對零件使用性能還有其它方面的影響： 如減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測量精度；對滑動零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。 12 （四）表面質(zhì)量對零件配合質(zhì)量的影響 （ 1）表面粗糙度對零件配合精度的影響 表面粗糙度較大，則降低了配合精度。 對間隙配合、對過盈配合影響。 （ 2）表面殘余應力對零件工作精度的影響 表面層有較大的殘余應力，就會影響它們精度的穩(wěn)定性。 13 加工表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 零件表面質(zhì)量 粗糙度太大、太小都不耐磨 適度冷硬能提高耐磨性 對疲勞強度的影響 對耐磨性影響 對耐腐蝕性能的影響 對配合質(zhì)量的影響 粗糙度越大，疲勞強度越差 適度冷硬、殘余壓應力能提高疲勞強度 粗糙度越大、工作精度降低 殘余應力越大，工作精度降低 粗糙度越大，耐腐蝕性越差 壓應力提高耐腐蝕性，拉應力反之則降低耐腐蝕性 14 一、切削加工表面粗糙度 1. 幾何因素 ?刀尖圓弧半徑 rε ?主偏角 kr、副偏角 kr′ ?進給量 f 影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改善措施 15 副偏角主偏角，：進給量， 39。rrrrKKfkctgctgkfH???刀尖圓弧半徑??rrfH28?殘留 面積高度的計算： 當?shù)都鈭A弧半徑 rε=0時，殘留面積高度 H為 殘留面積高度的計算： 當?shù)都鈭A弧半徑 rε＞ 0時，殘留面積高度 H為 ? 減小進給量 f、減小主偏角 kr和副偏角 kr’、增大刀尖圓弧半徑 rε，都能減小理論殘留面積的高度 H，也就減小了零件的表面粗糙度 16 2. 非幾何因素 （ 1）工件材料的影響 ?韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。 故對中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火
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