機(jī)械加工表面質(zhì)量概述(ppt47頁(yè))(已修改)
2025-02-15 06:39 本頁(yè)面
【正文】 Chapter 8 Machining Skin Quality 第八章 機(jī)械加工表面質(zhì)量 第八章 目錄 ★第一節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量概述 ★第二節(jié) 機(jī)械加工后的表面粗糙度 ☆ 一 表面質(zhì)量的含義 ☆ 二 表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 ☆ 一 切削加工后的表面質(zhì)量 ☆ 二 磨削加工后的表面質(zhì)量 ★第三節(jié) 機(jī)械加工后表面層物理機(jī)械性能 ☆ 一 機(jī)械加工后表面層的冷作硬化 ☆ 二 機(jī)械加工后表面層金相組織的變化 ☆ 三 機(jī)械加工后表面層的殘余應(yīng)力 ★第四節(jié) 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑 ☆ 一 減小殘余拉應(yīng)力的途徑 ☆ 二 采用冷壓表面強(qiáng)化工藝 ☆ 三 采用精密和光整加工 第八章 機(jī)械加工表面質(zhì)量 一臺(tái)機(jī)器在正常的使用過程中，其零件的工作性能會(huì)逐漸變壞，甚至出現(xiàn)突然損壞而失效。究其原因往往不是因?yàn)閺?qiáng)度不夠或剛度不足，大多數(shù)是由于磨損、腐蝕或疲勞破壞所致。而磨損、腐蝕和疲勞破壞都是發(fā)生在零件的表面，或是從零件表面開始的。因此，加工表面質(zhì)量將直接影響到零件的工作性能，尤其是它的可靠性和使用壽命。因此，表面質(zhì)量問題越來越受到各方面的重視。 第一節(jié) 機(jī)械加工表面質(zhì)量概述 一、表面質(zhì)量的含義 任何機(jī)械加工所得的表面，實(shí)際上不可能是理想的光滑表面，總是存在一定的微觀幾何形狀偏差。表面層材料在加工時(shí)受切削力、切削熱等的影響，也會(huì)使原有的物理機(jī)械性能發(fā)生變化。因此，所謂機(jī)械加工表面質(zhì)量就是指表面幾何形狀和物理機(jī)械性能這兩方面。 1. 表面層的幾何形狀 加工后的表面幾何形狀．總是以“峰”、“谷”交替出現(xiàn)的形式偏離其理想的光滑表面的，如圖所示。其偏差又有宏觀、微觀之分，一般以波距（峰與峰或谷與谷間的距離） L和波高（峰、谷間的高度） H的比值加以區(qū)別。 L／ H＞ 1000時(shí)屬于宏觀幾何形狀偏差，即形狀誤差，屬于加工精度的研究范疇。 L／ H＜ 50屬于微觀幾何形狀偏差，稱為表面粗糙度。 L／ H＝ 50～ 1000，則稱為表面波度。表面粗糙度和表面波度都屬于加工表面質(zhì)量范疇。 （ 1）表面粗糙度 它是指加工表面的微觀幾何形狀誤差，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度用在一定長(zhǎng)度內(nèi)（稱為基本長(zhǎng)度）輪廓的算術(shù)平均偏差值 Ra或十點(diǎn)平均高度 Rz作為評(píng)定指標(biāo)。 （ 2）表面波度 它是介于宏觀幾何形狀與微觀幾何形狀誤差（粗糙度）之間的周期性幾何形狀誤差。表面波度通常是由于加工過程中工藝系統(tǒng)的低頻振動(dòng)造成的。 2. 表面層的物理機(jī)械性能 表面層的材料在加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生物理、機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)的變化，上圖所示為加工表面層沿深度的變化。 在最外層生成氧化膜或其他化合物，并吸收、滲進(jìn)了氣體粒子，故稱為吸附層。 在加工過程中由切削力造成的表面塑性變形區(qū)稱為壓縮區(qū)，厚度約在幾十至幾百微米內(nèi)，隨加工方法的不同而變化。其上部為纖維層，它由被加工材料與刀具間的摩擦力造成。 另外切削熱也會(huì)使表面層產(chǎn)生各種變化，如使材料產(chǎn)生相變以及晶粒大小發(fā)生變化等。所以表面層的物理機(jī)械性能不同于基體，它包括如下三方面。 （ 1）表面層的冷作硬化 工件在機(jī)械加工過程中，表面層金屬產(chǎn)生了強(qiáng)烈的塑性變形，使表面層的強(qiáng)度和硬度都高于加工前，這種現(xiàn)象稱為表面冷作硬化。 （ 2）表面層的殘余應(yīng)力 在切削或磨削加工過程中，由于切削變形和切削熱的影響，加工表面層會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 （ 3）表面層的金相組織變化 機(jī)械加工特別是磨削加工中，工件表面在切削熱產(chǎn)生的高溫的作用下，常會(huì)發(fā)生不同程度的金相組織的變化。 二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 1. 對(duì)零件耐磨性的影響 表面越粗糙，配合表面間的實(shí)際有效接觸面積越小，單位面積壓力增大，表面易磨損。但過于光滑的表面卻不利于潤(rùn)滑油的貯存，還會(huì)增加兩表面的分子吸附作用，磨損也會(huì)加劇。在一定載荷情況下，摩擦副表面有一最佳粗糙度，過大或過小的粗糙度會(huì)使初期磨損量增大，使總的耐磨時(shí)間縮短，如下圖所示。 粗糙度的輪廓形狀和加工紋路方向也與零件的耐磨性有關(guān)，如下圖所示。 表面層的冷作硬化可提高零件的耐磨性，但硬化過度，則由于表面層與基體金屬的硬度相差過大，造成表面層金屬的剝落，使磨損加劇。 當(dāng)表面層金屬的金相組織發(fā)生變化時(shí)，其物理機(jī)械性能也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而影響零件的耐磨性。 2. 對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 表面粗糙度大（特別是在
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