機(jī)械加工表面質(zhì)量(2)-展示頁
2025-05-21 21:38本頁面
【正文】 0 450 500 400 普通磨削 高速磨削 影響表面冷作硬化的因素 磨削加工 影響層金屬殘余應(yīng)力的因素 ? v↑→殘余應(yīng)力 ↑（熱應(yīng)力起主導(dǎo)作用，圖 467） ◆ 切削用量 ◆ 刀具 ?前角 +→－，殘余拉應(yīng)力 ↓ ?刀具磨損 ↑→殘余應(yīng)力 ↑ ◆ 工件材料 ?材料塑性 ↑→殘余應(yīng)力 ↑ ?鑄鐵等脆性材料易產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力 圖 468 f 對(duì)殘余應(yīng)力的影響 工件： 45，切削條件： vc=86m/min，ap=2mm，不加切削液 殘余應(yīng)力(Gp a) 0 0 100 200 300 400 距離表面深度 (μm) f = f = f =僅討論切削加工 ? f↑→殘余應(yīng)力 ↑（ 圖 468） ?切削深度影響不顯著 圖 467 vc 對(duì)殘余應(yīng)力的影響 γ0=5176。 零件表面層狀態(tài)對(duì)其使用性能也有如此大的影響 。因此表面內(nèi)應(yīng)力會(huì)降低零件的抗腐蝕性能 。 表面冷硬和金相組織變化都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 。 表面層殘余的壓應(yīng)力能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應(yīng)力 ， 延緩疲勞裂紋擴(kuò)展 ， 而殘余拉應(yīng)力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋而降低疲勞強(qiáng)度 。 所以冷硬要適當(dāng) 。 零件表面的冷硬層能夠阻礙裂紋的擴(kuò)大和新裂紋的出現(xiàn) ， 冷硬可以提高零件的疲勞強(qiáng)度 。 表面層產(chǎn)生金相組織變化 時(shí) ， 由于改變了基體材料原來的硬度 ，因而也直接影響其耐磨性 。 表面層的冷硬可顯著地減少零件的磨損 。 表面粗糙度的最佳值與零件工作情況有關(guān)，工作載荷加大時(shí)，初期磨損量增大，表面粗糙度最佳值也加大。一般說表面粗糙度值愈小，其耐磨性愈好。 表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響 對(duì)零件耐磨性的影響 在摩擦副的材料 、 熱處理情況和潤(rùn)滑條件已經(jīng)確定的情況下 ， 零件的表面質(zhì)量對(duì)耐磨性能起決定性的作用 ， 如圖 82所示 。 表面層金相組織的變化： 由于切削熱引起工件表面溫升過高 ， 表面層金屬發(fā)生金相組織變化的現(xiàn)象 。 如圖 8． l所示 。 表面質(zhì)量的主要內(nèi)容面兩部分： （ 1） 表面層的幾何形狀 表面粗糙度： 是指表面微觀幾何形狀誤差 ， 其波高與波長(zhǎng)的比值在 L1／ H1＜ 40的范圍內(nèi) 。 本章旨在研究零件表面層在加工中的變化和發(fā)生變化的機(jī)理 ， 掌握機(jī)械加工中各種工藝因素對(duì)表面質(zhì)量的影響規(guī)律 ， 運(yùn)用這些規(guī)律來控制加工中的各種影響因素 ， 以滿足表面質(zhì)量的要求 。第八章 機(jī)械加工表面質(zhì)量 Qualities of Machined Surface 本章提要 機(jī)械加工表面質(zhì)量決定了機(jī)器的使用性能和延長(zhǎng)使用壽命 。 機(jī)械加工表面質(zhì)量是以機(jī)械零件的加工表面和表面層作為分析和研究對(duì)象的 。 機(jī)械加工后的表面質(zhì)量 Influence of the machined surface qualities on part performances 機(jī)械加工后的表面粗糙度 Surface roughness of the machined surface layer 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能 Physical and mechanical properties of the machined surface layer 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑 Technical approach of controlling the machined surface quality 機(jī)械加工過程中的振動(dòng)問題 Vibration and chatter（ 振顫 ） in machining operations 機(jī)械加工后的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量的含義 表面質(zhì)量 是指機(jī)器零件加工后表面層的狀態(tài) 。 表面波度： 是介于加工精度 （ 宏觀幾何形狀誤差 L3/H31000） 和表面粗糙度之間的一種帶有周期性的幾何形狀誤差 ， 其波高與波長(zhǎng)的比值在 40＜ L2／ H2＜ 1000的范圍 。 圖 表面幾何形狀 觀看動(dòng)畫 （ 2）表面層的物理機(jī)械性能 表面層冷作硬化 （ 簡(jiǎn)稱冷硬 ） ： 零件在機(jī)械加工中表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷態(tài)塑性變形后 ， 引起的強(qiáng)度和硬度都有所提高的現(xiàn)象 。 表面層殘余應(yīng)力 是由于加工過程中切削變形和切削熱的影響 ， 工件表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力 。 p217 圖 82表面粗糙度與初期磨損的關(guān)系 觀看動(dòng)畫 重載 輕載 相對(duì)粗糙度最佳點(diǎn) 表面粗糙度 初 期 磨 損 量 相對(duì)粗糙度最佳點(diǎn) 從 潤(rùn)滑磨損分析 表面粗糙度對(duì)零件表面磨損的影響很大。 接觸面的表面粗糙度有最佳值。 表面粗糙度太大和太小都不耐磨！ 表面粗糙度對(duì)耐磨性能的影響，還與粗糙度的輪廓形狀及紋路方向有關(guān)。 但如果表面硬化過度 ， 零件心部和表面層硬度差過大 ， 會(huì)發(fā)生表面層剝落現(xiàn)象 ， 使磨損加劇 。 對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響 在周期性的交變載荷作用下 ， 零件表面微觀不平與表面的缺陷一樣都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象 ， 而且表面粗糙度值越大 ， 即凹陷越深和越尖 ， 應(yīng)力集中越嚴(yán)重 ， 越容易形成和擴(kuò)展疲勞裂紋而造成零件的疲勞損壞 。 但冷硬層過深或過硬則容易產(chǎn)生裂紋 ， 反而會(huì)降低疲勞強(qiáng)度 。 表面層的內(nèi)應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響很大 。 對(duì)零件抗腐蝕性能的影響 零件表面粗糙度值越大 ， 潮濕空氣和腐蝕介質(zhì)越容易堆積在零件表面四處而發(fā)生化學(xué)腐蝕 ， 或在凸峰間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起電化學(xué)腐蝕 ， 故抗腐蝕性能越差 。 零件在應(yīng)力狀態(tài)下工作時(shí) ， 會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕 ， 若有裂紋 ， 則更增加了應(yīng)力腐蝕的敏感性 。 對(duì)零件的其它影響 表面質(zhì)量對(duì)零件的 配合質(zhì)量、密封性能及摩擦系數(shù) 都有很大的影響。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制 Analysis and Control of Machining Quality 影響加工表面粗糙度的工藝因素 Technological Factors Influencing Roughness 切削加工表面粗糙度影響因素 圖 460 車削時(shí)殘留面積的高度 ?直線刃車刀 （ 圖 460a） （ 431） rrfHc tg c tg??? ???圓弧刃車刀 （ 圖 460b） 28fHr?? ?（ 432） ?影響因素： , , ,rrr k k f? ?刀 尖 圓 弧 半 徑 主 偏 角 副 偏 角 進(jìn) 給 量f κr R max vf Ⅰ Ⅱ rε b） R max Ⅰ Ⅱ f a） vf r??r?切削殘留面積 ? 切削速度影響最大： v = 10～ 50m/min范圍 ， 易產(chǎn)生
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