【正文】 積屑瘤和鱗刺， 表面粗糙度最差 （ 圖 553） 。 ,α0==5176。 ,rε=,工件： 45切削條件： ap=, f=, 不加切削液 0 50 100 150 200 距離表面深度 (μm) 殘余應(yīng)力(Gp a) 0 vc =213m/min vc =86m/min vc =磨削燒傷與磨削裂紋 ? 合理選擇砂輪 ? 合理選擇磨削用量 ? 改善冷卻條件 工件表層溫度達(dá)到或超過(guò)金屬材料相變溫度時(shí) ， 表層金相組織 、 顯微硬度發(fā)生變化 ， 并伴隨殘余應(yīng)力產(chǎn)生 ， 同時(shí)出現(xiàn)彩色氧化膜 磨削燒傷 磨削表面殘余拉應(yīng)力達(dá)到材料強(qiáng)度極限 ，在表層或表面層下產(chǎn)生微裂紋 。 （ 1） 幾何因素 形成粗糙度的幾何因素是由刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)在加工表面上遺留下來(lái)的切削層殘留面積 ； （ 2） 物理因素 （ 3） 切削用量 、 冷卻潤(rùn)滑液和刀具材料等因素的影響 。 主要是與被加工材料的性能及切削機(jī)理有關(guān)的物理因素的影響。韌性越好的材料塑性變形就越大，且容易出現(xiàn)積屑瘤與鱗刺，使粗糙度嚴(yán)重惡化。 （ 2） 與磨削過(guò)程和被加工材料塑性變形有關(guān)的物理因素 ， 大多數(shù)磨粒只有滑擦 、 耕犁作用 。 （ 3） 工藝系統(tǒng)的振動(dòng)因素 為了降低表面粗糙度值 ， 應(yīng)考慮以下主要影響因素： 砂輪的粒度 、 砂輪的修整 、 砂輪速度 、 工件速度 、 徑向進(jìn)給量 、 軸向進(jìn)給量 。 冷作硬化的特點(diǎn)是 ： 變形抵抗力提高 （ 屈服點(diǎn)提高 ） ， 塑性降低（ 相對(duì)延伸率降低 ） 。 圖 切削加工后表面層的冷硬 觀看動(dòng)畫(huà) （ 2）表面層冷作硬化的程度的影響因素 表面層冷作硬化的程度決定于產(chǎn)生塑性變形的力 、 變形速度及變形時(shí)的溫度 。 切削加工時(shí)表面層的硬化可能有兩種情況：完全強(qiáng)化和不完全強(qiáng)化 。切削溫度越高 、 高溫持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng) 、 強(qiáng)化程度越大 ， 則回復(fù)作用也就越強(qiáng) 。 前角減少時(shí) ，冷硬也增大 。 ③ 切削用量 切削速度增大時(shí) ， 刀具與工件接觸時(shí)間短 ， 塑性變形程度減少 ，同時(shí)會(huì)使溫度增高 ， 有助于冷硬的回復(fù) ， 所以硬化層深度和硬度都有所減少 。 但在進(jìn)給量較小時(shí) ， 由于刀具的刀口圓角在加工表面單位長(zhǎng)度上的擠壓次數(shù)增多 ， 因此硬化傾向也會(huì)增大 。 機(jī)械加工后表面層金相組織的變化 8． 3． 2． l 金相組織變化的原因 (1) 磨削加工時(shí) : 切削力比其它加工方法大數(shù)十倍 ， 切削速度也特別高 ,由于砂輪導(dǎo)熱性差 、 切屑數(shù)量少 ， 磨削過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化 的熱大部分都傳給了工件 。 這樣大的加熱速度 ， 促使加工表面局部形成瞬時(shí)熱聚集現(xiàn)象 ，有很高溫升和很大的溫度梯度 ， 出現(xiàn)金相組織的變化 ， 強(qiáng)度和硬度下降 ， 產(chǎn)生殘余應(yīng)力 ， 甚至引起裂紋 ， 這就是磨削燒傷現(xiàn)象 。 ② 淬火燒傷 磨削區(qū)溫度超過(guò)相變溫度 ， 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體 ， 由于冷卻液的急冷作用 ， 表層會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體 ， 硬度較原來(lái)的回火馬氏體高 ，而它的下層則因?yàn)槔鋮s緩慢成為硬度降低的回人組織 。 表面顏色與燒傷之間的關(guān)系： 黑 青 淡青 米黃 淡黃 影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素 影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素有工件材料 、 磨削溫度 、溫度梯度及冷卻速度等 。 ? 高合金鋼如軸承鋼 、 高速鋼 、 鎳鉻鋼等傳熱性特別差 ， 在冷卻不充分時(shí)易出現(xiàn)磨削燒傷 。 ? 淬火鋼極易相變 。 圖 ， 為高碳淬火鋼在不同磨削條件下出現(xiàn)的表面層硬度分布情況 。 產(chǎn)生表面層殘余應(yīng)力的原因： （ 1） 冷態(tài)塑性變形 機(jī)械加工時(shí) ， 表層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形 。 （ 2）熱態(tài)塑性變形 機(jī)械加工時(shí) ， 切削或磨削熱使工件表面局部溫升過(guò)高 ， 引起高溫塑性變形 ,使得工件在冷卻后 從內(nèi)到外分別產(chǎn)生拉應(yīng)力 、 壓應(yīng)力 、 和拉應(yīng)力 。 表面層體積膨脹時(shí) ， 因?yàn)槭艿交w的限制 ， 產(chǎn)生了壓應(yīng)力 。 實(shí)際機(jī)械加工后的表面層殘余應(yīng)力及其分布 ， 是上述三方面因素綜合作用的結(jié)果 ， 在一定條件下 ， 其中某一或二種因素可能起主導(dǎo)作用 。 當(dāng) 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)出現(xiàn)裂紋 。 磨削裂紋一般很淺 ， 如圖 。 磨削硬質(zhì)合金時(shí) ， 由于其脆性大 ， 抗拉強(qiáng)度低以及導(dǎo)熱性差 ， 所以特別容易產(chǎn)生磨削裂紋 。 圖 磨削裂紋 觀看動(dòng)畫(huà) 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑 減小殘余拉應(yīng)力 、 防止磨削燒傷和磨削裂紋的工藝途徑 對(duì)零件使用性能危害甚大的殘余拉應(yīng)力 、 磨削燒傷和磨削裂紋均起因于磨削熱 ， 所以如何降低磨削熱并減少其影響是生產(chǎn)上的一項(xiàng)重要問(wèn)題 。 選擇合理的磨削參數(shù) 生產(chǎn)中比較可行的辦法是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定磨削參數(shù)：先按初步選定的磨削參數(shù)試磨 ， 檢查工件表面熱損傷情況 ， 據(jù)此調(diào)整磨削參數(shù)直至最后確定下來(lái) 。 選擇適宜的磨削液和有效的冷卻方法 ， 如采用高壓大流量冷卻 、內(nèi)冷卻或?yàn)闇p輕高速旋轉(zhuǎn)的砂輪表面的高壓附著氣流的作用 ， 有利于冷卻液能順利地噴注到磨削區(qū) 。 采用冷壓強(qiáng)化工藝 對(duì)于承受高應(yīng)力 、 交變載荷的零件 可以采用噴丸 、 液壓 、 擠壓等表面強(qiáng)化工藝使表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力和冷硬層并降低表面粗糙度值 ， 從而提高耐疲勞強(qiáng)度及抗應(yīng)力腐蝕性能 。 噴丸 噴丸是一種用壓縮空氣或離心力將大量直徑細(xì)小的丸粒 （ 鋼丸 、 玻璃丸 ） 以 35～ 50m/s的速度向零件表面噴射的方法 。 噴丸的結(jié)果在表面層產(chǎn)生很大的塑性變形 ， 造成表面的冷作硬化及殘余壓應(yīng)力 。 圖 常用的冷壓強(qiáng)化工藝方法 (a)噴丸 (b)滾壓 觀看動(dòng)畫(huà) 觀看動(dòng)畫(huà) 表面強(qiáng)化工藝 ? 利用淬硬和精細(xì)研磨過(guò)的滾輪或滾珠 ， 在常溫狀態(tài)擠壓金屬表面 ， 將凸起部分下壓下 ， 凹下部分上凸 ， 修正工件表面的微觀幾何形狀 ,形成壓縮殘余應(yīng)力 ， 提高耐疲勞強(qiáng)度 （ 圖 471） ? 利用大量快速運(yùn)動(dòng)珠丸打擊工件表面 , 使工件表面產(chǎn)生冷硬層和壓應(yīng)力 ,↑疲勞強(qiáng)度 （ 圖 470） 噴丸強(qiáng)化 圖 471 滾壓加工原理圖 ? 用于強(qiáng)化形狀復(fù)雜或不宜用其它方法強(qiáng)化的工件 ， 例如板彈簧 、 螺旋彈簧、 齒輪 、 焊縫等 滾壓加工