機械加工表面質量加工培訓教材-wenkub
2023-02-10 03:26:50 本頁面
【正文】 強度的影響 對耐磨性影響 對耐腐蝕性能的影響 對配合質量的影響 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。 表面質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。 ? 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。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，產生疲勞裂紋。 ? 并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。 （一）表面質量對零件耐磨性的影響 二、加工表面質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系 ?表面粗糙度的最佳值與機器零件的工作情況有關，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。 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，從而影響產品的使用性能和壽命，因此必須加以足夠的重視。 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對耐磨性的影響，紋理形狀及刀紋方向影響有效接觸面積與潤滑液的存留。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生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。 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。 11 （三）表面質量對耐蝕 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，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強烈。 12 （四）表面質量對零件配合質量的影響 （ 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。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。加工脆性材料，切削速度影響不大。 18 影響切削加工表面粗糙度的因素 刀具幾何形狀 刀具材料、刃磨質量 切削用量 工件材料 ?殘留面積 ↓ →Ra↓ ?前角 ↑→ Ra↓ ?后角 ↑→摩擦 ↓→Ra↓ ?刃傾角會影響實際工作前角 ? v↑→ Ra↓ ?f↑→ Ra↑ ?ap對 Ra影響不大，太小會打滑，劃傷已加工表面 ?材料塑性 ↑→ Ra↑ ?同樣材料晶粒組織大 ↑→ Ra↑，常用正火、調質處理 ?刀具材料強度 ↑→ Ra↓ ?刃磨質量 ↑→ Ra↓ ?冷卻、潤滑 ↑→ Ra↓ 影響加工表面粗糙度的因素 19 外圓磨削 二、磨削加工表面粗糙度 磨削用量： 砂輪轉速、工件轉速、軸向進給量（ f）、砂輪縱向進給量（ ap） 砂輪的六因素 ：磨料，粒度，結合劑，硬度，組織，形狀尺寸 20 （一）幾何因素的影響 ?砂輪轉速越高，單位時間內通過被磨表面的磨粒數(shù)越多，表面粗糙度值就越小。 1. 磨削用量對表面粗糙度值的影響 21 3. 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。 2. 砂輪粒度 22 （二）物理因素的影響 表面層金屬的塑性變形 1. 磨削用量 ? 砂輪的轉速 ↑ →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，通常在開始磨削時采用較大的徑向進給量，而在磨削后期采用較小的徑向進給量或無進給量磨削，以減小表面粗糙度值。 太硬， 磨粒脫落 ↓,表面粗糙度增大；太軟，磨粒脫落 ↑,使表面粗糙度值 增大 。 氧化物（剛玉）砂輪磨鋼類零件；碳化物（碳化硅、碳化硼）砂輪磨鑄鐵、硬質合金等；高硬材料（人造金剛石、立方氮化硼）砂輪可獲極小表面粗糙度值，成本高。 29 （二）影響切削加工表面冷作硬化的因素 (2)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 ↑ (1)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 ↑ 30 （三）影響磨削加工表面冷作硬化的因素 材料塑性 ↑ 、導熱性 ↓ →冷硬 ↑ 背吃刀量 ↑→磨削力 ↑、塑變 ↑→冷硬 ↑ 縱向進給速度 ↑→磨削力 ↑ →冷硬 ↑ 工件轉速 ↑→弱化 ↓→冷硬 ↑ 磨削速度 ↑→塑變 ↓、弱化 ↓ →冷硬 ↓ 砂輪粒度 ↑ →每顆磨粒載荷 ↓→冷硬 ↓ （四）冷作硬
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