【正文】 交變載荷作用下，表面粗糙度波谷處容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。但如果硬化程度過大，表面層金屬組織會變脆，出現(xiàn)微觀裂紋，甚至?xí)菇饘俦砻娼M織剝落而加劇零件的磨損。當(dāng)然，并非表面粗糙度越小越好，如果表面粗糙度過小，接觸表面間儲存潤滑油的能力變差，接觸表面容易發(fā)生分子膠合、咬焊，同樣也會造成磨損加劇。在外力作用下，波峰接觸部分將產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力。 表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響 零件的耐磨性是零件的一項重要性能指標(biāo)，當(dāng)摩擦副的材料、潤滑條件和加工精度確定之后，零件的表面質(zhì)量對耐磨性將起著關(guān)鍵性的作用。表面層的殘余拉應(yīng)力會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂 ,降低零件的耐磨性 ,而殘余壓應(yīng)力則能防止應(yīng)力腐蝕開裂。表面粗糙度值愈大 ,則凹谷中聚積腐蝕性物質(zhì)就愈多。表面粗糙度值愈大 ,表面的紋痕愈深 ,紋底半徑愈小 ,抗疲勞破壞的能力就愈差。 使用過程中影響表面質(zhì)量的因素 耐磨性對表面質(zhì)量的影響 每個剛加工好的摩檫副的兩個接觸表面之間 ,最初階段在表面粗糙的峰部觸 ,實際接觸面積遠小于理論接觸面積 ,在相互接觸的部有非常大的單位應(yīng)力 ,使實際接觸面積處產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞 ,引起嚴(yán)重磨損。為了使切削液能噴注 到工件表面上，通常增加切削液的流量和壓力并采用特殊噴嘴，并在砂輪上安裝帶有空氣擋板的切削液噴嘴，這樣既可加強冷卻作用，又能減輕高速旋轉(zhuǎn)砂輪表面的高壓附著作用，使切削液順利地噴注到磨削區(qū)。 3）砂輪的選擇 硬度太高的砂輪，鈍化后的磨粒不易脫落，容易產(chǎn)生燒傷，因此用軟砂 輪較好；選用粗粒度砂輪磨削，砂輪不易被磨削堵塞，可減少燒傷；結(jié)合劑對磨削燒傷也有很大影響，樹脂結(jié)合劑比陶瓷結(jié)合劑容易產(chǎn)生燒傷，橡膠結(jié)合劑比樹脂結(jié)合劑更易產(chǎn)生燒傷。 2）工件材料 工件材料對磨削區(qū)溫度的影響主要取決于它的硬度、強度、韌性和熱導(dǎo)率。由于磨削熱是造成磨削燒傷的根本原因，因此要避免磨削燒傷，就應(yīng)盡可能減少磨削時產(chǎn)生的熱量及盡量減少傳入工件的熱量。 3）如果磨削表面層溫度超過相變溫度，但有充分的切削液對其進行冷卻，則磨削表面層將 急冷形成二次淬火馬氏體，硬度比回火馬氏體高，不過該表面層很薄，只有幾微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和索氏體，使表面層總的硬度仍然降低，稱為淬火燒傷。 2）如果磨削表面層溫度超過相變溫度，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，這時若無切削液，則磨 削表面硬度急劇下降，表層被退火，這種現(xiàn)象稱為退火燒傷。不同的燒傷色，表明工件表面受到的燒傷程度不同。在磨削加工中，由于多數(shù)磨粒為負(fù)前角切削， 磨削溫度很高， 產(chǎn)生的熱量遠遠高于切削時的熱量， 而且磨削熱有 60~80%傳給工件， 所以極容易出現(xiàn)金相組織的轉(zhuǎn)變，使得表 面層金屬的硬度和強度下降，產(chǎn)生殘余應(yīng)力甚至引起顯微裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。另外，在切削過程中由于切屑和前刀面的強烈摩擦作用以及撕裂現(xiàn)象，還可能在加工表面上產(chǎn)生鱗刺，使加工表面的粗糙度增加。 在切削加工過程中，刀具對工件的擠壓和摩擦使金屬材料發(fā)生塑性變形，引起原有的殘留面積扭曲或溝紋加深，增大表面粗糙度。在交變載荷作用下 ,機器零件表面上的局部微觀裂紋 ,會因拉應(yīng)力的作用使原生裂紋擴大 ,最后導(dǎo)致零件 斷裂。 (2)工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇。② 切削加工中 ,切削區(qū)會有大量的切削熱產(chǎn)生 。 。二是改善冷卻條件 ,盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件。 (1)磨削燒傷當(dāng)被磨工件表面層溫度達到相變溫度以上時 ,表層金屬發(fā)生金相組織的變化 ,使表層金屬強度和硬度降低 ,并伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生甚至出現(xiàn)微觀裂紋 ,這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。 。進給量增大 ,切削力也增大 ,表層金屬的塑性變形加劇 ,冷硬作用加強。切削速度增大 ,刀具與工件的作用時間縮短 ,使 塑性變形擴展深度減小 ,冷硬層深度減小。切削刃鈍圓半徑增大 ,對表層金屬的擠壓作用增強 ,塑性變形加劇 ,導(dǎo)致冷硬增強。 另外，由于磨削溫度高，合理使用切削液既可以降低磨削區(qū)的溫度，減少燒傷，還可以沖去脫落的磨粒和切屑，避免劃傷工件，從而降低表面粗糙度值。 ⑶ 工件材料 工件材料的硬度、塑性、導(dǎo)熱性等 對表面粗糙度的影響較大。徑向進給量增加，磨削過程中磨削力和磨削溫度都會增加，磨削表面塑性變形程度增大，從而會增大表面粗糙度值。降低工件速度，單位時間內(nèi)通過加工表面的磨粒數(shù)增多，表面粗糙度 值減小；但工件速度太低，工件與砂輪的接觸時間長，傳到工件上的熱量增多，反面會增大粗糙度，還可能增加表面燒傷。砂輪的修整質(zhì)量越高，砂輪表面的切削微刃數(shù)越多、各切削微刃的等高性越好，磨削表面的粗糙度越小。 磨削加工對 表面 質(zhì)量 的 影響 ⑴ 砂輪的影響 砂輪的粒度越細，單位面積上的磨粒數(shù)越多，在磨削表面的刻痕越細，表面粗糙度越?。坏袅６忍?，加工時砂輪易被堵塞反而會使表面粗糙度增大，還容易產(chǎn)生波紋和引起燒傷。 在中速切削塑性材料時，由于容易產(chǎn)生積屑瘤，且塑性變形較大，因此加工后零件表面粗糙度較大。正常切削條件下，切削深度對表面粗糙度影響不大，因此，機械加工時不能選用過小的切削深度。 中、低速加工塑性材料時，容易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，所以，提高切削速度， 可以 減少積屑瘤和鱗刺，減小零件已加工表面粗糙度值；對于脆性材料，一般不會形成積屑瘤和鱗刺，所以，切削速度對表面粗糙度基本上無影響。因此，為了減小加工表 面 粗糙度，常在切削加工前對材料進行調(diào)質(zhì)或正火處理，以獲得均勻細密的晶粒組織和較高的硬度。 一般韌性較大的塑性材料，加工后表面粗糙度較大，而韌性較小的塑性材料，加工后易得到較小的表面粗糙度。工件材料韌性 越 好，金屬的塑性變形越 大，加工表面就愈 越 粗糙。 切削液對表面質(zhì)量的 影響 切削液的冷卻和潤滑作用能減小切削過程中的界面摩擦，降低切削區(qū)溫度，使切削層金屬表面的塑性變形程度下降，抑制積屑瘤 和鱗刺 的產(chǎn)生， 在生產(chǎn)中對于不同材料合理選用切削液 可大大減小 工件 表面粗糙度。在同樣條件下，硬質(zhì)合金刀具加工的表面粗糙度值低于高速鋼刀具，而金剛石、立方氮化硼刀具又優(yōu)于硬質(zhì)合金，但由于金剛石與鐵族材料親和力大，故不宜用來加工鐵族材料。 刀具幾何參數(shù) 、材料和刃磨質(zhì)量 對表面質(zhì)量的影響 刀具的幾何參數(shù)中對表面粗糙度影響最大主要是副偏角、主偏角、刀尖圓弧半徑。 2． 影響工件表面質(zhì)量的因素 加工過程對表面質(zhì)量的影響 工藝系統(tǒng)的振動對工件表面質(zhì)量的影響 在機械加工過程中工藝系統(tǒng)有時會發(fā)生振動，即在刀具的切削刃與工件上正在切削的表面之間除了名義上的切削 運動之外，還會出現(xiàn)一種周期性的相對運動。 磨削燒傷 磨削燒傷 :在磨削加工中，由于多數(shù)磨粒為負(fù)前角切削，磨削溫度很高，產(chǎn)生的熱 量遠遠高于切削時的熱量，而且磨削熱有 60~80%傳給工件，所以極容易出現(xiàn)金相組織的轉(zhuǎn)變，使得表面層金屬的硬度和強度下降，產(chǎn)生殘余應(yīng)力甚至引起顯微裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。 述 基本概念 機械加工 機械加工：廣意的機械加工就是凡能用機械手段制造產(chǎn)品的過程；狹意的是用車床、銑床、鉆床、磨床、沖壓機、壓鑄機機等專用機械設(shè)備制作零件的過程。磨損、腐蝕和疲勞損壞都是發(fā)生在零件的表面 ,或是從零件表面開始的。 隨著機械行業(yè)在社會中占得地位越來越重，人們對機器的使用要求越來越高，一些重要零件在高壓力、高速、高溫等高要求條件下工作，零件表面的任何缺陷 ,不僅直接影響零件的工作性能 ,而且還可能引起應(yīng)力集中、應(yīng)力腐蝕等現(xiàn)象將進一步加速零件的失效 ,這一切都與加工表面質(zhì)量有很大關(guān)系。而通過研究與生產(chǎn)實踐證明 ,零件的失效大都從表面開始 ,零件表面質(zhì)量的高低是決定其使用性能好壞的重要因素。 關(guān)鍵詞 ： 機械加工 表面質(zhì)量 影響因素 控制措施 目錄 前言 .......................................................................1 ......................................................................1 基本概念 ..............................................................1 機械加工 ............................................................1 零件 的 失效 ..........................................................1 磨削燒傷 ............................................................1 表面冷作硬化 ........................................................2 ....................................................2 加工過程對表面質(zhì)量的影響 ........................................... .....2 2． 1． 1 工藝系統(tǒng)的振動對工件表面 質(zhì)量的影響 .................................2 2． 1． 2 刀具幾何參數(shù) 、材料和刃磨質(zhì)量 對表面質(zhì)量的影 .........................2 ......................................... ....2 工件材料對表面質(zhì)量 的影響 ...........................................2 切削條件 對工件表面質(zhì)量的影響 ......................................3 ................................