機(jī)械加工表面質(zhì)量第三章-在線瀏覽
2025-03-12 12:05本頁(yè)面
【正文】 過(guò)減小刀具的主偏角、副偏角及增大刀尖的圓弧半徑來(lái)減小殘余面積。加工時(shí)，因切屑的崩碎而留下麻點(diǎn)，工件表面粗糙。塑性材料切削時(shí)，刀具前刀面對(duì)切屑的擠壓作用，迫使切屑與工件分離，產(chǎn)生撕裂，增大了表面粗糙度?？赏ㄟ^(guò)熱處理減小表面粗糙度。切削用量（ 1）切削速度 v 如圖示 ，一般情況， v越大，加工表面塑性變形越小，粗糙度越小。例如：鉸孔時(shí)， 用手動(dòng)鉸刀或高速機(jī)動(dòng)鉸削。但背吃刀量過(guò)小，工件將在刀尖圓弧下擠壓過(guò)去，刀刃易打轉(zhuǎn)，形成附加的塑性變形，使表面粗糙。加工塑性材料時(shí)切削速度對(duì)表面粗糙度的影響（ 3）進(jìn)給量 減小進(jìn)給量可減小殘留面積的高度，可減小表面粗糙度。若在切削液中加入硫、磷、氯等效果更加。切削用量影響切削加工表面粗糙度的因素刀具幾何形狀刀具材料、刃磨質(zhì)量切削用量工件材料?殘留面積 ↓ →Ra↓?前角 ↑→ Ra↓?主偏角和副偏角 ↑→Ra↓?刃傾角會(huì)影響實(shí)際工作前角? v↑→ Ra↓?f↑→ Ra↑?ap對(duì) Ra影響不大，太小會(huì)打滑，劃傷已加工表面?材料塑性 ↑→ Ra↑ 常用正火、調(diào)質(zhì)處理?脆性材料 ↑→ Ra↑ ，?刀具材料強(qiáng)度 ↑→ Ra↓?刃磨質(zhì)量 ↑→ Ra↓?冷卻、潤(rùn)滑 ↑→ Ra↓二、磨削加工中影響表面粗糙度的因素磨削加工與切削的不同點(diǎn) （ 1）幾何因素 砂輪的磨削刃形狀與分布很不均勻、不規(guī)則，且隨著工作表面的修正和磨粒磨耗不斷改變，工件的加工表面是砂輪微刃切削刻劃出無(wú)數(shù)溝槽形成的。磨粒大多為負(fù)前角，單位切削力大，溫度高。大多磨粒在加工表面只是擠壓而過(guò)，并未切削，多次擠壓反復(fù)出現(xiàn)塑性變形。 (3)砂輪的磨削速度高 常引起被磨表面燒傷、工件變形和產(chǎn)生裂紋；徑向切削力大，引起工藝系統(tǒng)彈性變形和振動(dòng)。同時(shí)，磨削表面的塑性變形也來(lái)不及傳播，材料也來(lái)不及變形，表面粗糙度越小。 （ 3）工件速度 工件速度越低，每一刃口切削厚度越小，塑性變形越小，表面粗糙度越小。 （ 4）光磨次數(shù) 通常磨削時(shí)，開(kāi)始用較大切深提高生產(chǎn)率，最后用小切深或無(wú)進(jìn)給磨削（光磨），提高表面粗糙度。工件材料韌性越好，塑性變形越大，則表面粗糙度越大。一般剛類零件用剛玉砂輪磨削，鑄鐵、硬質(zhì)合金用碳化物砂輪磨削，金剛石砂輪可獲得極小的表面粗糙度，但成本較高。（ 4）砂輪的粒度 粒度越細(xì)，單位面積磨粒越多，加工表面刻痕越密，表面粗糙度越小。磨削時(shí)影響表面粗糙度的因素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↓?工件 V↑→ 塑變 ↑→ Ra↑?粗磨 ap↑→ 生產(chǎn)率 ↑?精磨 ap↓→ Ra↓(a p=0光磨 ) 第三節(jié) 影響表面物理力學(xué)性能的因素 機(jī)械加工中，工件由于受切削力、切削熱的作用，其表面層的物理力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生很大的變化，造成與基體材料的性能的差異，這些差異主要表現(xiàn)為表面層的金相組織和顯微鏡硬度的變化和表面層中出現(xiàn)的殘余應(yīng)力。 表達(dá)方式其中 N— 硬化程度 H— 表面層的顯微硬度 h— 冷硬層深度 距表面深度h顯微硬度H0H表面層冷作硬化的取決因素 產(chǎn)生塑性變形的力、變形速度及變形時(shí)的溫度（ 1） 切削力越大，塑性變形越大，硬化程度越大； （ 2）變形速度快，塑性變形不充分，硬化程度??； （ 3）變形時(shí)的溫度不僅影響塑性變形程度，還會(huì)影響變形后金相組織的恢復(fù)。（ 2）切削用量 影響較大的因素是切削速度和進(jìn)給量 。（ 3）工件材料硬度越小，塑性越大，切削后的硬化現(xiàn)象就越嚴(yán)重。⑴ 刀具幾何形狀的影響 切削刃 → 表層金屬的塑變加劇 → 冷硬 ↑⑵ 切削用量的影響 切削速度 v↑→ 塑變 ↓→ 冷硬 ↓f↑→ 切削力 ↑→ 塑變 ↑→ 冷硬 ↑⑶ 工件材料性能的影響 材料塑性 ↑→ 冷硬 ↑二、加工表面的金相組織變化 磨削燒傷現(xiàn)象 切削加工時(shí)，加工所消耗的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能，使工件表面溫度升高。但對(duì)于磨削加工，切削區(qū)的溫度可達(dá)1000176。此時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生極大的表面殘余拉應(yīng)力，甚至裂紋，這就是磨削燒傷現(xiàn)象。不同的燒傷色可以表明工件表面層受到了不同溫度和不同燒傷程度的影響。淬火燒傷 :磨削區(qū)溫度超過(guò)相變溫度 ,又有冷卻液作用 ,表面最外層出現(xiàn)二次淬火馬氏體 (硬度更高 ),次表層為回火組織。三種燒傷中，退火燒傷最嚴(yán)重。具體措施如下：（ 1）合理選擇砂輪 針對(duì)不同材料選擇不同材料的砂輪，一般選擇粒度小、自勵(lì)性強(qiáng)的砂輪。 如圖 312 ，利用開(kāi)槽砂輪，不僅可使零件表面無(wú)損傷，還可提高砂輪的耐用度十倍以上。但降低砂輪速度影響生產(chǎn)率，可通過(guò)提高砂輪速度的同時(shí)，提高工件的速度。（ 4）提高冷卻效果 1）使用內(nèi)冷卻砂輪， 如圖 314； 2)采用高壓大流量冷卻； 3）加裝空氣擋板， 如圖 315。 當(dāng)切削力去除后，基體金屬趨于復(fù)原，但已產(chǎn)生塑性變形的表層恢復(fù)不到原狀，在 表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力 ，里層產(chǎn)生拉應(yīng)力。 切削加工結(jié)束后，表層溫度下降快，里層慢，表層受里層阻止產(chǎn)生拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生壓應(yīng)力。 金相組織變化的影響 切削時(shí)高溫產(chǎn)生相變，由于不同的金相組織有不同的比重，使表層體積發(fā)生變化。反之，產(chǎn)生拉應(yīng)力。 總之，加工后表層的殘余應(yīng)力是三個(gè)方面的綜合結(jié)果。如切削熱不高時(shí)，以冷塑變?yōu)橹?，此時(shí)產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。第四節(jié) 機(jī)械加工中的振動(dòng) 切削加工中，工藝系統(tǒng)常會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，使工
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