機(jī)械加工表面質(zhì)量概述(ppt 47頁(yè))(文件)
【正文】 響，表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。裂紋的方向常與磨削方向垂直（如圖所示）或呈網(wǎng)狀，裂紋的產(chǎn)生常與燒傷同時(shí)出現(xiàn)。 1. 選擇合理的磨削參數(shù) 磨削用量是影響殘余應(yīng)力和磨削裂紋的首要因素。 另外，降低砂輪速度也可降低殘余拉應(yīng)力，但由于降低砂輪速度會(huì)影響磨削效率，故生產(chǎn)中一般不采用。通過(guò)冷擠壓，表面微觀(guān)不平度的波峰被壓平，因而表面粗糙度得到一定程度的減小。珠丸大多采用直徑為 ～ 2mm的鋼丸（或玻璃丸），利用壓縮空氣或離心力將它們高速?lài)娤蚣庸け砻妗? 2. 滾壓 滾壓強(qiáng)化是用可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)地很硬的滾子（常用硬質(zhì)合金制造）對(duì)工件表而均勻地施加壓力，使表而產(chǎn)生塑性變形而得以強(qiáng)化，并產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。它是用比孔徑略大一點(diǎn)的鋼球或擠壓工具，壓過(guò)被加工孔，使孔壁產(chǎn)生冷塑性變形而得以強(qiáng)化。 一般加工 是指加工誤差 10μm以上，表面粗造度值 ～ 。它不要求機(jī)床有精確的成形運(yùn)動(dòng)，而是按隨機(jī)創(chuàng)成原理，讓工件加工表面各點(diǎn)和磨具（研具）工作面上各點(diǎn)具有很大隨機(jī)接觸條件。 1. 精密加工工藝 精密加工與超精密加工的主要特點(diǎn)是機(jī)床精度高、剛性好，機(jī)床具有精確的微量進(jìn)給裝置，機(jī)床工作臺(tái)低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好以及工藝系統(tǒng)抗振性好。 常用的精密與超精密加工方法如下圖所示。 加工表面的粗糙度較小 珩磨時(shí)，磨削軌跡交錯(cuò)復(fù)雜，故能把工件表面的凹凸不平之處削平，而獲得較高的表面光潔度。加工面常為外圓柱表面，工作時(shí)工件一邊旋轉(zhuǎn)一邊作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，作為切削工具的砂條在一定的壓力作用下緊壓在工件上，并作高頻率的往復(fù)振動(dòng)（振幅一般為 2～ 4mm）。但在精研時(shí)，則用較軟的磨粒，硬的研具（淬硬鋼）；此時(shí)磨粒不嵌入研具表面，而是用不斷被壓碎成為更細(xì)而帶有尖銳的棱刃進(jìn)行研磨。研磨工序可采用手工研磨或機(jī)工研磨，后者用于大量生產(chǎn)。有時(shí)，拋光也作為鍍鉻、鍍銀及其他電鍍前的一項(xiàng)準(zhǔn)備工序。 （ 2）影響加工表面粗糙度的因素，包括幾何因素、物理因素。本章的難點(diǎn)是表面殘余應(yīng)力的形成。 （ 4）控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑，包括表面強(qiáng)化工藝及光整加工工藝。軸承制造業(yè)中滾珠零件的拋光工序就是采用這種方法。 （ 4）拋光 拋光是用高速旋轉(zhuǎn)的由毛氈、帆布或皮革等制成的彈性輪，在輪緣上涂上氧化鉻、氧化鐵等磨粒的拋光劑，或?qū)ｉT(mén)的膏脂來(lái)擦磨工件表面。 研磨可加工平面、內(nèi)外圓柱面、錐面及成形表面，經(jīng)過(guò)研磨后的表面，能做到粗糙度小于 R ，尺寸和表面形狀精度可大幅度提高（尺寸精度高于 IT4級(jí)），但不能提高工件表面相互位置精度。 （ 3）研磨 研磨是用研具輕壓在工件表面上，在研具與工件表面之間放入用磨料與油脂組成的研磨劑或研磨用的“軟膏”，當(dāng)研磨時(shí)工具與工件表面產(chǎn)生不規(guī)則的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就實(shí)現(xiàn)了研磨工作，如下圖所示。 （ 2）超精加工 超精加工是用細(xì)粒度磨塊進(jìn)行加工的一種光整加工方法。加工時(shí)是用珩磨工具在被加工孔中作往復(fù)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加工預(yù)先經(jīng)絞、磨或者精鏜的孔，如圖所示。與自動(dòng)化聯(lián)系十分緊密。光整加工后的表面粗糙度可達(dá)到 ～ ，甚至更小。 精密加工 是指加工誤差小于 。 生產(chǎn)中常用的滾壓和擠壓加工方法見(jiàn)下圖。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于規(guī)則表面，如外圓、內(nèi)孔和平面等的強(qiáng)化加工。噴時(shí)速度一般為35m／ s～ 50m／ s，珠丸尺寸小時(shí)，噴射速度應(yīng)大些，以保證具有足夠的動(dòng)能。 1. 噴丸 對(duì)一些不規(guī)則表面或形狀復(fù)雜的表面，如彈簧、葉片、齒輪齒形面等，可采用噴九強(qiáng)化的方法。生產(chǎn)中常用高壓大流量冷卻、內(nèi)冷砂輪、加裝空氣檔板等方法來(lái)提高磨削液的冷卻效果，如圖所示。但工件速度和進(jìn)給速度的提高受到表面粗糙度要求的限制。對(duì)磨削加工來(lái)說(shuō)，高的磨削溫度是引起這些缺陷的一個(gè)主要原因。 2. 裂紋的產(chǎn)生 當(dāng)表面層的殘余拉應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)，零件表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋。 （ 3）金相組織的變化 切削加工時(shí)，尤其是磨削加工時(shí)的高溫，會(huì)引起表面層金屬組織的相變。 當(dāng)切削區(qū)溫度升高到達(dá) A點(diǎn)時(shí)，熱應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度值，若在 A點(diǎn)處溫度再升高至 TB，表面層產(chǎn)生熱塑性變形，熱應(yīng)力值將停留在材料在不同溫度時(shí)的屈服強(qiáng)度值處（ σB：材料在溫度 TB時(shí)的屈服強(qiáng)度），當(dāng)磨削完畢溫度下降時(shí)，熱應(yīng)力按原斜率（沿 BC線(xiàn)）下降，直到與基體溫度一致，即到達(dá) C點(diǎn)。當(dāng)表面層在切削時(shí)受刀具后面的擠壓和摩擦影響較大時(shí)，表面層產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑性變形，表面積趨于增大，此時(shí)里層金屬受到影響，處于彈性變形狀態(tài)。如淬火鋼在磨削時(shí)，如果磨削區(qū)的溫度超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度（中碳鋼在 250～ 350℃ ），但未超過(guò)相變臨界溫度（碳鋼約為 720℃ 左右）時(shí)，則工件表面層的馬氏體組織產(chǎn)生回火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火組織（索氏體或屈氏體）。 退火燒傷 若重磨時(shí)不伴有冷卻液，磨削表面的馬氏體組織在超過(guò)相變臨界溫度的高溫作用下轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，則因冷卻緩慢而形成退火組織
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