機(jī)制工藝08-文庫(kù)吧資料
2025-03-05 11:05本頁(yè)面
【正文】 余拉應(yīng)力、磨削燒傷和磨削裂紋對(duì)零件的使用性能影響很大。控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑一、減小殘余拉應(yīng)力、防止磨削燒傷和磨削裂紋的途徑機(jī)械加工表面質(zhì)量第四節(jié) 第八章 有的磨削裂紋也可能不在工件的外表面，而是在表面層下成為肉眼難于發(fā)現(xiàn)的缺陷。反之．表面層體積縮小時(shí)，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于不同的金相組織有不同的比重，因此，不同的組織的體積也不相同。殘余應(yīng)力的大小，除與溫度有關(guān)外，也與材料的特性有關(guān)，即與屈服極限的曲線及溫度升降的斜率有關(guān)。加工后表面層將有殘余拉應(yīng)力。如圖所示，當(dāng)切削區(qū)溫度升高時(shí)，表面層受熱膨脹而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，該應(yīng)力隨溫度增加而線性地加大，當(dāng)未達(dá)到 A點(diǎn)時(shí)就開(kāi)始冷卻，因未產(chǎn)生熱塑性變形而仍回至 O點(diǎn)，表面層不產(chǎn)生殘余應(yīng)力。機(jī)械加工表面質(zhì)量 （ 2）熱態(tài)塑性變形 第八章 當(dāng)外力消失后，里層金屑趨向復(fù)原，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層的限制，回復(fù)不到原來(lái)的狀態(tài)，因而在里層產(chǎn)生拉伸應(yīng)力、外層產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力。表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因是： （ 1）冷態(tài)塑性變形 在切削力的作用下，已加工表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形。如果磨削區(qū)超過(guò)相變溫度，又由于冷卻液的急冷作用，表面層出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，硬度較原來(lái)的回火馬氏體高，如圖所示。各種材料的金相組織和轉(zhuǎn)變的特性是很不相同的。這種使表面物理機(jī)械性能下降的現(xiàn)象稱退火燒傷。這是 — 種在重磨削并伴有冷卻液的情況下生的燒傷。二次淬火馬氏體組織質(zhì)地雖硬，但薄而脆，其下層又是硬度較低的過(guò)回火組織。若磨削中伴有冷卻液，該奧氏體在冷卻液的作用下又會(huì)完成一次淬火過(guò)程，稱為二次淬火。這是一種經(jīng)常發(fā)生在中等磨削時(shí)的燒傷情況。機(jī)械加工表面質(zhì)量 磨削燒傷有以下幾種： 回火燒傷 如果磨削區(qū)溫度達(dá)到回火溫度（對(duì)淬火后未回火鋼）或超過(guò)原來(lái)的回火溫度（對(duì)淬火后已低溫回火的鋼）時(shí)，工件表層原來(lái)的馬氏體組織或回火馬氏體組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象而變?yōu)橛捕容^低的過(guò)回火組織。第八章 故磨削工件表面溫度要比一般切削加工時(shí)高得多。只有少部分熱量通過(guò)切屑、冷卻液、砂輪、氣流帶走。 1. 引起磨削燒傷的原因 磨輪主要起切削作用的是磨粒（砂粒），大部分磨粒帶有很大的負(fù)前角，除切削作用外，對(duì)加工表面具有很大的刮擦擠壓作用，因而所產(chǎn)生的磨削熱比一般的切削熱要大得多。這種磨削加工中因金相組織發(fā)生變化而導(dǎo)致加工表面物理機(jī)械性能下降的現(xiàn)象稱為磨削燒傷。機(jī)械加工中伴隨著切削熱使工件溫度升高，加工表層溫升更加顯著。 磨削燒傷機(jī)械加工表面質(zhì)量二、機(jī)械加工后表面層金相組織的變化 機(jī)械加工表面質(zhì)量第八章 第八章 背吃刀量對(duì)冷硬程度影響不大，但當(dāng)背吃刀量過(guò)小時(shí)，刀具切削不下切屑，此時(shí)刀具變?yōu)榧兇獾臄D壓，使冷硬程度大大增加。 ② 切削用量 切削速度增大時(shí)，刀具與工件作用時(shí)間短，塑性變形小，且切削溫度升高，也使冷硬有所回復(fù)，所以硬化程度降低，如圖所示。 刀具刀尖圓弧半徑和后刀面的磨損對(duì)冷作硬化的影響較為顯著，當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑加大或刀具后刀面磨損嚴(yán)重時(shí)冷硬程度增大。 ① 刀具 影響冷作硬化的主要因素機(jī)械加工表面質(zhì)量第八章 一次具體的切削加工后，工件表面的強(qiáng)化程度是這兩種對(duì)立過(guò)程綜合作用的結(jié)果。當(dāng)溫度超過(guò) T熔時(shí)，則可產(chǎn)生完全的再結(jié)晶，表面層物理機(jī)械性能幾乎可以完全恢復(fù)。 （ 2）不完全強(qiáng)化 冷硬層中已發(fā)生剪切、滑移、扭曲、破碎的晶格是不穩(wěn)定的，在熱作用下原子活動(dòng)力增強(qiáng)。 由于切削條件不同，在切削加工時(shí)表面層的加工硬化可能有以下兩種情況。宏觀上就表現(xiàn)為硬度、強(qiáng)度的增加，使加工表面出現(xiàn)強(qiáng)化現(xiàn)象。材料發(fā)生塑性變形時(shí)，材料原本排列整齊的晶格將發(fā)生剪切、滑移、拉長(zhǎng)、扭曲、破碎等現(xiàn)象。1.加工表面的硬化現(xiàn)象是指，加工表面經(jīng)切削加工后表面層出現(xiàn)的強(qiáng)度和硬度都有所提高的現(xiàn)象。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機(jī)械加工表面質(zhì)量第三節(jié) 第八章 ③ 工藝系統(tǒng)的振動(dòng) 對(duì)磨削表面粗糙度來(lái)說(shuō)，振動(dòng)是主要影響因素。甚至還能造成表面層燒傷、微裂和金屬組織的破壞。在工件的一小塊表面上經(jīng)歷許多次砂粒的切削和刻劃，所以殘留面積就與砂輪的粒度、彈性、砂輪的修整、砂粒的崩落、磨鈍、磨粒的切削厚度等有關(guān)。影響磨削表面粗糙度的因素主要有以下三個(gè)方面。磨削過(guò)程可看作是極多刀齒的銑刀實(shí)行特高速銑削。二、磨削加工后的表面粗糙度工藝系統(tǒng)一旦發(fā)生振動(dòng)，加工表面出現(xiàn)振紋，于是粗糙度將明顯加大。所以，在切削加工中常使用切削液來(lái)改善摩擦狀況，降低表面粗糙度。切削過(guò)程中積屑瘤在受到振動(dòng)、沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂脫落現(xiàn)象，使粗糙度加大。加工如鑄鐵一類的脆性材料時(shí)，一般產(chǎn)生崩碎狀切屑，在加工表面上出現(xiàn)微粒崩碎的痕跡，使已加工表面呈麻點(diǎn)狀的不光潔現(xiàn)象。 （ 1）工件材料性質(zhì)的影響 加工碳素鋼等塑性材料時(shí)，加工表面會(huì)發(fā)生彈塑性變形。切削加工后工件表面的實(shí)際粗糙度往往比上述理論粗糙度大得多，如圖所示。2.機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量第八章 當(dāng)不考慮刀具圓弧時(shí)（用尖刀時(shí)）：用刀尖圓弧半徑為re 的 刀 具 時(shí) ：第八章 該殘余面積中峰谷間的高度差 H越大，所獲得的表面將越粗糙。幾何因素切削加工后工件表面粗糙度產(chǎn)生的因素主要有三方面，即：幾何因素、物理因素和加工中工藝系統(tǒng)的振動(dòng)。機(jī)械加工后的表面粗糙度一、切削加工后的表面粗糙度機(jī)械加工表面質(zhì)量第二節(jié) 第八章 表面粗糙度對(duì)零件的接觸剛度有很大的影響，表面粗糙度越小，則接觸剛度越高。對(duì)零件接觸剛度的影響因此，在設(shè)計(jì)零件時(shí)，對(duì)于配合精度要求高的零件應(yīng)該規(guī)定較小的表面粗糙度。對(duì)零件配合性質(zhì)的影響 在間隙配合中，如果配合表面粗糙度較大
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