機(jī)械加工表面質(zhì)量加工培訓(xùn)教材-全文預(yù)覽
【正文】 由于總存在阻尼， 自由振動(dòng)將逐漸衰減。因此提高了零件的 承載能力和疲勞強(qiáng)度 。珠丸的直徑一般為 ~4mm，對(duì)于尺寸較小、表面粗糙度值較小的工件，采用直徑較小的珠丸。 表 33 各種加工方法在工件表面上殘留的內(nèi)應(yīng)力 40 四、表面強(qiáng)化工藝 指通過(guò)冷壓加工的方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，以減小表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的表面強(qiáng)化工藝。 39 （四）工件最終工序加工方法的選擇 考慮零件具體工作條件及零件可能的破壞形式。 切削加工時(shí)起主要作用的往往是冷態(tài)塑性變形，表面層常產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力。 35 （一）表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生的原因 1）冷態(tài)塑變 工件表面受到擠壓與摩擦，表層產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑變， 基體仍處于彈性變形狀態(tài)。其硬度比原來(lái)的回火馬氏 體高，但很薄，其下為硬度較低的回火索 氏體和屈氏體。硬度和強(qiáng)度均大幅度下降。這種現(xiàn)象稱(chēng) 磨削燒傷 。 24 影響磨削加工表面粗糙度的因素 ?粒度 ↓→Ra↓ ? 金剛石筆鋒利 ↑，修正導(dǎo)程、徑向進(jìn)給量 ↓→ Ra↓ ?磨粒等高性 ↑→Ra↓ ?硬度 ↑→鈍化磨粒脫落 ↓→ Ra↑ ?硬度 ↓→磨粒脫落 ↑→Ra↑ ?硬度合適、自勵(lì)性好 ↑→Ra↓ ?太硬、太軟、韌性、導(dǎo)熱性差↑→ Ra↓ 砂輪粒度 工件材料性質(zhì) 砂輪修正 磨削用量 砂輪硬度 ?砂輪 V↑→ Ra↓ ?ap、工件 V↑→ 塑變 ↑→ Ra↑ ?粗磨 ap↑→生產(chǎn)率 ↑ ?精磨 ap↓→ Ra↓(ap=0光磨 ) 影響磨削加工表面粗糙度的因素 25 三、表面粗糙度和表面微觀形貌的測(cè)量 比較法 觸針?lè)? 表面微觀形貌 26 影響表面層物理力學(xué)性能的主要因素 表面物理力學(xué)性能 影響金相組織變化因素 影響顯微硬度因素 影響殘余應(yīng)力因素 ?塑變引起的冷硬 ?金相組織變化引起的硬度變化 ?冷塑性變形 ?熱塑性變形 ?金相組織變化 ?切削熱 影響表層金屬力學(xué)物理性能的工藝因素及其改善措施 27 一、加工 表面層的冷作硬化 （一）表面層加工硬化的產(chǎn)生 定義：機(jī)械加工時(shí)，工件表面層金屬受到切削力的作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，從而使表面層的強(qiáng)度和硬度增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為加工硬化，又稱(chēng)冷作硬化和強(qiáng)化。緊密組織在精密磨獲得高精度和較小的表面粗糙度值；疏松組織不易堵塞。磨粒太細(xì)，砂輪易被磨屑堵塞，使表面粗糙度值增大，若導(dǎo)熱情況不好，還會(huì)燒傷工件表面。 磨粒在砂輪上的分布越均勻、磨粒越細(xì)，刃口的等高性越好。 工件轉(zhuǎn)速增大，通過(guò)加工表面的磨粒數(shù)減少，因此表面粗糙度值增大 。 （ 4）其它因素的影響 此外，合理使用 冷卻潤(rùn)滑液 ，適當(dāng) 增大刀具的前角 ，提高 刀具的刃磨 質(zhì)量等，均能有效地減小表面粗糙度值。 ? 脆性材料：加工脆性材料時(shí)，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。 （ 2）表面殘余應(yīng)力對(duì)零件工作精度的影響 表面層有較大的殘余應(yīng)力，就會(huì)影響它們精度的穩(wěn)定性。 2. 表面金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)耐腐蝕性能的影響 零件表面殘余壓應(yīng)力使零件表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進(jìn)入，可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性，而表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。鋼，鑄鐵、非鐵金屬 10 2. 表面層金屬的力學(xué)物理性質(zhì)對(duì)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(qiáng)度 ? 殘余應(yīng)力有拉應(yīng)力和壓應(yīng)力之分，殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴(kuò)展而降低疲勞強(qiáng)度。 對(duì)承受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。因?yàn)樗鼓ゲ粮北砻鎸咏饘俚娘@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。因?yàn)楸砻嫣饣?，存不住?rùn)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。1 第五章 機(jī)械加工表面質(zhì)量 2 加工表面質(zhì)量及其對(duì)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(xué)物理性能的工藝因素及其改善措施 機(jī)械加工中的振動(dòng) 本章內(nèi)容 3 零件的機(jī)械加工質(zhì)量不僅指加工精度，而且包括加工表面質(zhì)量。 第 5章 機(jī)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(xué) 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 紋理方向 表面缺陷 (傷痕 ) 加工表面質(zhì)量及其對(duì)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(duì)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(shí)際壓強(qiáng)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(huì)導(dǎo)致磨損加劇。 8 3. 冷作硬化對(duì)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。 圖 35 9 （二）表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 1. 表面粗糙度對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。 材料對(duì)應(yīng)力集中敏感程度。減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。 對(duì)間隙配合、對(duì)過(guò)盈配合影響。 故對(duì)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或調(diào)質(zhì)處理。 此外，切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小 選擇低速寬刀精切和高速精切
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