機械加工表面質(zhì)量及控制方案分析-wenkub
2023-02-10 03:08:02 本頁面
【正文】 能的影響表面粗糙度的影響 零件在空氣中或腐蝕介質(zhì)中常發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕， 表面越粗糙則加工表面與空氣和腐蝕性介質(zhì)的接觸面積越大，因而抗腐蝕性能越差。2） 殘余應(yīng)力 : 殘余壓應(yīng)力 ,能部分抵削工作載荷所施加的拉應(yīng)力，延緩裂紋的擴展，因而 提高零件的疲勞強度 。表面冷作硬化對耐磨性的影響 表面層冷作硬化減少了摩擦副接觸部位的彈性變形和塑性變形，因而減少了磨損，提高耐磨性 ， 但并不是硬化程度越高耐磨性越好，在硬化過度時，引起組織疏松磨損會加劇，甚至產(chǎn)生剝落，所以硬化層要控制在一定的范圍。當(dāng)表面粗糙度小到一定程度后，零件間的分子親和力加強，接觸面容易發(fā)生分子粘接，潤滑液難以儲存，磨損加快。二、表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響 （一）表面質(zhì)量對耐磨性的影響 零件精度保持性取決于耐磨性，耐磨性越高則工作精度保持性越好。一般機械加工方法，硬化深度為 滾壓加工可達幾毫米。 1000為宏觀幾何形狀誤差，屬加工精度研究的范圍216。一、一、 加工表面質(zhì)量的概念加工表面質(zhì)量的概念第一節(jié) 加工表面質(zhì)量及其對使用性能的影響已加工表面質(zhì)量表面粗糙度表面波度表面物理力學(xué)性能的變化表面微觀幾何形狀特征表面層冷作硬化表面層殘余應(yīng)力表面層金相組織的變化圖 52 a）波度 b）表面粗糙度 零件加工表面的粗糙度與波度RZλHλ RZ （一）（一） 加工表面的幾何形貌加工表面的幾何形貌 216。 既存在宏觀幾何形狀誤差 ， 又存在微觀表面粗糙度、波度 ，以及表面劃痕和裂紋等缺陷。 一些重要零件常在高溫、高速、高應(yīng)力條件下工作，表面存在任何缺陷都可能引起應(yīng)力集中、應(yīng)力腐蝕而導(dǎo)致零件損壞。表面粗糙度：加工表面的微觀幾何誤差，波長與波高比值小于 50。紋理方向：表面刀紋的方向，取決于加工方法216。2）表面層金相組織的變化 。耐磨性除與摩擦副的材料和潤滑條件有關(guān)外，還與零件表面質(zhì)量有關(guān)。 表面紋理對耐磨性的影響 表面紋理的形狀和方向影響有效接觸面積和潤滑油的存留。表面層金相組織變化影響n 加工過程中，由于 切削溫度過高，表層金相組織會發(fā)生某些變化 ，如磨淬火零件時，表層的馬氏本組織要分解或出現(xiàn)回火組織或出現(xiàn)二次淬火組織，直接影響耐磨性。但 殘余拉應(yīng)力容易使表面產(chǎn)生裂紋，因而降低疲勞強度。金屬力學(xué)與物理性質(zhì)的影響 加工表面的 冷作硬化和殘余應(yīng)力都將金屬表面處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，容易與空氣中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕。 對于過盈配合，由于表面粗糙度的影響，會使實際過盈量小于計算過盈量，裝配時凸峰被劑掉，使實驗過盈量減小 。 由幾何因素引起表面粗糙度過大，可通過減小切削層殘留面積來解決。 2）切削過程中出現(xiàn) 刀瘤與鱗刺會使表面粗糙度嚴重惡化，加工塑性材料時是影響粗糙度的主要因素。（ 2）切削速度的影響 V愈高 ，切削過程中切屑和加工表面的 塑性變形程度就愈輕 ， 粗糙度愈小 ；刀瘤和鱗刺都是在較低速度范圍內(nèi)產(chǎn)生， V愈高可防止刀瘤和鱗刺的產(chǎn)生。 （（ 3）切削深度的影響）切削深度的影響 切削深度對表面粗糙度的影響不大，但由于刀刃存在圓角半徑， 當(dāng)切削深度小到一定程度后，不能進行正常切削， 會出現(xiàn)刀具擠壓打滑等現(xiàn)象，從而使表面粗糙度增大。 不同刀具材料，其化學(xué)成分不同，其硬度、刀具材料與工件材料的親和程度、以及前后刀面與切屑和已加工表面的磨擦系數(shù)不同。2）金剛石與金屬材料的親和力小，加工中不會產(chǎn)生積屑瘤。合理選擇刀具的幾何角度，適當(dāng)增大刀具前角和刃傾角，提高刀具的刃磨質(zhì)量，降低前刀面和后刀面的表面粗糙度，選擇合適冷卻潤滑液，提高潤滑效果（可以抑制刀瘤和鱗刺的產(chǎn)生），均有利于降低表面粗糙度。二、磨削加工后的表面粗糙度 與車削不同，磨削加工表面是由砂輪上大量磨?？虅澇鰺o數(shù)極細的溝槽所形成， 每單位面積上的刻痕數(shù)愈多，即通過單位面積的磨粒數(shù)愈多，刻痕的等高性越好，則粗糙度愈小。 砂輪粒度和砂輪修整對表面粗糙度的影響、砂輪粒度和砂輪修整對表面粗糙度的影響 ： 1）砂輪的粒度愈細，則砂輪工作面的單位面積上的磨粒愈多，在工件上的刻痕愈密愈細，所以粗糙度愈小。 2）砂輪的修整： 如果砂輪工作表面修整不好，則表面上的磨粒不處在同一高度， 其中高度較低的磨粒不能起到磨削作用，加工時會使單位面積上的磨粒數(shù)減少， 從而增大表面粗糙度 。 在磨削過程中，通常在開始時采用較大的磨削深度，以提高生產(chǎn)率而最后采用小切深或無進給磨削以降低粗糙度。 硬度： 砂輪的硬度是指磨粒在磨削力作用下從砂輪表面上脫落的難易程度。 材料： 氧化物（剛玉）砂輪用于磨鋼類零件；碳化物砂輪（碳化硅）用于磨鑄鐵和硬質(zhì)合金等材料，人造金剛石和立方氮化硼，可獲得很少的表面粗糙度，但成本較高。弱化： 冷作硬化使金屬處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，在溫度較高時會本能向低能位的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變。 3） 變形溫度 ： 變形的溫度影響金相組織的恢復(fù)，當(dāng)溫度在 —，產(chǎn)生恢復(fù)現(xiàn)象，部分消除冷作硬化。 刃口圓角半徑增大，則徑向切削分力增大，塑性變形加劇，引起冷硬增大 . 前角增大、切削力減小，塑性變形減小 , 冷硬減小 刀具磨損對表層金屬冷硬影響很大。 有色金屬，熔點低，易弱化，其冷作硬化比鋼輕得多。4）進行有效冷卻。磨削用量背吃刀量： 吃刀量大，磨削力大，塑性變形加劇，冷硬增大縱向進給速度： 進給速度大，切屑的厚大，磨削力，冷硬增大；另一方面，溫度升高，弱化作用增強。 砂輪粒度的影響 粒度越大，每顆磨粒的載荷減小，冷硬減小。磨削溫度 磨削時，速度高，磨粒帶有很大的負前角，除起切削作用外，還括擦擠壓工件表面 ，因而產(chǎn)生的磨削熱比切削時大得多，加上有 80%的磨削熱傳入工件 ，只有少部分通過切屑、砂輪、冷卻液帶走，而切削時只有約 5%的熱量進入工件，致使磨削時工件表面溫度比切削時高得多。退火燒傷： 如果不用冷卻液進行干磨，如溫度超過相變臨界溫度，由于冷卻速度較慢，表面硬度下降
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