文档介绍：第七章机械加工表面质量
第一节表面质量的概念
第二节影响表面质量的因素
第三节控制加工表面质量的措施
第一节表面质量的概念
表面质量的含义:
加工表面的几何形状特征:
表面粗糙度
指加工表面的微观几何形状误差。波长与波高(L3/H3)的比值小于50。
表面粗糙度的现行标准为:GB/T131-93。
表示方法:Ra、Rz、Ry。
表面波度
介于形状误差与表面粗糙度之间的周期性形状误差。波长与波高(L2/H2)的比值一般为:50~1000。
纹理方向
指表面刀纹的方向。它取决于表面形成所采用的机械加工方法。
表面质量的含义:
加工表面的物理力学性能的变化:
表面层因塑性变形引起的加工硬化(冷作硬化);
表面层因力或热的作用产生的残余应力;
表面层因切削热或磨削热的作用引起的金相组织变化;
表面质量对零件使用性能的影响
对零件耐磨性的影响:
表面粗糙度对耐磨性的影响
刀纹方向对耐磨性的影响
冷作硬化对耐磨性的影响
残余应力对耐磨性的影响
表面为压应力时,耐磨性高。
对零件耐疲劳性的影响:
表面粗糙度对耐疲劳性的影响
残余应力对耐疲劳性的影响
冷作硬化对耐疲劳性的影响
表面为压应力时,耐疲劳性好。
冷作硬化程度↗→耐疲劳性↗
表面质量对零件使用性能的影响
对零件耐腐蚀性的影响:
Ra值↗
耐腐蚀性↙
表面压应力
表面致密
耐腐蚀性↗
对零件配合精度的影响:
实验研究表明:
零件尺寸大于50mm时,推荐:Ra=(~)T
零件尺寸在18~50mm时,推荐: Ra=(~)T
零件尺寸小于18mm时,推荐: Ra=(~)T
一定的精度应有相应的表面粗糙度!
一定的尺寸公差要有相应的表面粗糙度!
第二节影响表面质量的因素
切削加工中影响表面粗糙度的因素
几何因素:
考虑刀尖圆弧角:
Ra值↗
切削加工中影响表面粗糙度的因素
物理因素:
切削速度:
v↗→ Ra↙
工件材料性质:
刀具几何形状、材料:
前角↗
Ra值↙
冷却润滑:
工艺系统的振动:
磨削加工中影响表面粗糙度的因素
磨削用量
砂轮的特性
粒度:
粒度号↗
Ra值↙
砂轮的硬度:
硬度↗
难脱落
Ra值↗
硬度↙
易脱落
不易保持形状
精度↙
砂轮的修整:
冷却
影响表面层物理、力学性能变化的因素
表面层的加工硬化
机械加工中,金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形,使晶格扭曲,晶粒间产生滑移剪切,晶粒被拉长、纤维化甚至碎化,引起表面层的强度和硬度都提高的现象,称加工硬化。
评定指标:
表面层的显微硬度 HV
硬化层深度 h
硬化程度 N
影响因素:
刀具
切削用量
工件材料
影响表面层物理、力学性能变化的因素
表面层的金相变化
加工中
产生
θ℃
达到相变温度
产生相变
烧伤的形式:
退火烧伤
回火烧伤
淬火烧伤
工件表面温度超过相变温度AC3,但无冷却液,工件表面被退火。
工件干磨时易发生这种烧伤。
工件表面温度未达到相变温度AC3,但超过马氏体的转变温度,工件表层组织为回火屈氏体或索氏体。
工件表面温度超过相变温度AC3,冷却充分,工件表面被二次淬火。但淬透层很薄,其下层仍为回火屈氏体或索氏体。