機械制造工藝與裝備第章2

機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量第一節(jié)加工表面質量的概念微觀幾何形狀誤差表面粗糙度L/H<50波度L/H（50~1000）紋理方向傷痕物理機械性能冷作硬化金相組織變化殘余應力L1/H1>1000形狀誤差L2/H2=50~1000波度L3/H3<50表面粗糙度機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量一、表面層的幾何形狀誤差機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量表面粗糙度

由殘留面積、塑變、積屑瘤、鱗刺、高頻振動引起。波度

低頻振動引起。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量紋理方向

表面刀紋的方向，它取決于表面形成過程中所采用的機械加工方法。傷痕

傷痕是在加工表面上一些個別位置上出現(xiàn)的缺陷。例如砂眼、氣孔、裂痕等。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量二、表面層材料的物理機械性能1、層金屬的冷作硬化

定義：經(jīng)機加后，塑變—晶格扭曲、畸變，晶粒件產(chǎn)生剪切變形，晶粒被拉長，表面層硬度常高于基體材料硬度這一現(xiàn)象。一般情況下，硬化層的深度可達0.05～0.30mm；若采用滾壓加工，硬化層的深度可達幾個毫米。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量2、表面層金屬的殘余應力

力、熱作用下，表面層金屬塑變或產(chǎn)生金相組織的變化，使表層金屬產(chǎn)生殘余應力。3、表面層金屬的金相組織

熱作用下表面層金屬金相組織發(fā)生變化。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量表面完整性：表面形貌：描述零件幾何特征，表面粗糙度、波度和紋理等。表面缺陷：描述加工表面宏觀裂紋、傷痕、腐蝕等。微觀組織和表面層冶金化學性能，如微觀裂紋等。表面層物理力學性能，如表層硬化程度和深度、表層殘余應力大小及分布等。表層其他工程技術特征，如摩擦特性、導電性等。（1）表面質量對耐磨性的影響（2）表面質量對耐疲勞性的影響（3）表面質量對耐蝕性的影響（4）表面質量對零件配合質量的影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量第二節(jié)機械加工表面質量對機器使用性能的影響表面粗糙度對耐磨性的影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量一、表面質量對耐磨性的影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量表面粗糙度與初期磨損量的關系耐磨性Ra（不利于儲存潤滑油，引起干摩擦，分子粘接，磨損增大）耐磨性Ra（接觸面積減少，壓強增大，磨損大）機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量紋理形狀：刀紋方向與運動方向：

圓弧狀、凹坑狀：耐磨性好尖峰狀：耐磨性差相同：耐磨性好垂直：耐磨性差表面紋理對耐磨性的影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量冷作硬化對耐磨性的影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量Hv耐磨右性(減少慣摩擦燦表面顧接觸蜂部位雀處的膝彈塑申變形血）Hv耐磨性性（組繁織疏醒松，慶產(chǎn)生諸裂紋區(qū)、剝盼落，辱加速爭磨損閥）機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量Ra抗疲炭勞性Ra（表準面紋左痕深—紋底街半徑帽小--歇-易應臺力集喊中--狼-產(chǎn)生屈疲勞益裂紋賓）抗疲泊勞性表面有粗糙對度對嚴耐疲雙勞性桶的影棟響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量二、客表面威質量都對零腎件疲雷勞強趨度的績影響鋼材浪對應漫力集陸中最戲為敏磚感鑄鐵云和有砌色金敗屬對晴應力芳集中元的敏擾感性副較弱機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量拉伸懂殘余旦應力耐?？▌趶婟R度壓縮住殘余扣應力耐疲亡勞強凈度冷作倡硬化耐疲霉勞強春度冷作覆硬化耐疲旅勞強鈴度（顯微鐘裂紋痰）表面尖層金疏屬的腿力學失物理伴性質掠對耐諷疲勞論性的惱影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量殘余勺壓應進力耐蝕篇性Ra耐蝕基性（腐蝕往物質肝越容天易沉斗積于桂凹坑踩中,并滲轉透）表面蜜層力持學物籌理性序質對儲耐蝕陵性的猛影響殘余弊拉應被力耐蝕懶性表面爬粗糙社度對增耐蝕馬性的地影響機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量三、通表面壁質量霉對抗溜腐蝕場性能全的影帖響表面慕粗糙顏度殘余孟應力（--夠-變形--摩-精度捎降低因）間隙逗配合贊表面灘，表柏面粗先糙度停越大畝，起肢始磨柱損量袋越大鋤，間甩隙越耐大，扮影響紀配合森的穩(wěn)遭定性任、可柄靠性婚。對于懶過盈牧配合屢表面蘭，表鄙面粗鹿糙度涉越大短，兩宿表面府相配顛合時殊表面迷凸峰皮易被鋒擠掉倘，這拐會使允過盈喂量減悔少。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量四、短表面荒質量宗對零侮件配折合性敵質的宴影響理想滿的表暗面質宿量：粗糙午度合玩適，脆表面炸有一感定的具冷硬專層，殘余氏壓應勿力。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量切削盡加工籍表面儉粗糙蓮度機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量第三浴節(jié)蛋影都響加癢工表荷面粗咽糙度拒的工監(jiān)藝因圾素機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量KrKr獵’fH機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量幾何孫因素縱：刀尖睡圓弧聾半徑r、主偏袍角κr、副偏派角κ’r，及進慎給量f等切削話殘留鴨面積庸的高捧度機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量Ra值↗機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量積屑服瘤：物理翻因素脆：積屑瘤列、鱗莫刺、討塑變切削勾速度掌、材門料性諒質避免矮中低確速切薯削，網(wǎng)應高債速切寶削機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量切削器加工粗糙啊度影育響因價素刀具切削屑用量冷卻糠液、緞潤滑工件涌材料振動刀具兆材料刃磨誰質量韌性晶粒得組織機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量車端舍面，端面很粗揮糙？案？(外圓搬直徑艱10稀mm，s=槽12聰00判r/跪mi銹n)思考棄：V=D品n/叫10塵00規(guī)=3和8m瞧/m惕in機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量磨削加工粗糙度影響因素砂輪磨削用量冷卻液、潤滑工件材料振動組織硬度塑性粒度材料硬度修正導熱性機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量磨削戀加工俯表面派粗糙意度經(jīng)驗壩公式牙：徑向確進給工件足速度軸向鐵進給砂輪毫寬度砂輪器速度1）磨掏削用既量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量Ra2）砂岡輪粒度獅細砂輪濾直徑戚越大磨粒耍微刃教等高回性越盼好中軟融砂輪籮（硬勉度）中等茄組織Ra機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量3）磨乓料與育加工毯材料襪的適初應性4）良壞好的購磨削谷液氧化易物（Al2O3）砂蕉輪磨削命鋼類誼零件妨；碳化甚物（Si煮C）砂觸輪磨削告鑄鐵去、硬顯質合螺金用高麥硬磨籌料（人餐造金尾剛石渠、立跌方氮婆化硼噸）砂燒輪磨絲式削可盡獲得于極小頂?shù)谋硭烂娲肿啦诙扰_值，漁但加門工成謹本很節(jié)高。較好常的流氧動性揭和冷堵卻性機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量機械籌加工--渡-塑性卻變形--轉-晶格燥扭曲也、畸票變、膨滑移--檔--表面饞硬度妹高于龜基體惱材料博硬度疲，稱些作冷作職硬化。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量第四耗節(jié)淘影任響加違工表算面物刻理機城械性述能的捏工藝劑因素一、諷表面嘉層材省料的漢冷作河硬化1．冷號作硬哈化及束其評木定參亞數(shù)冷作丑硬化評定刊指標表層徒顯微話硬度Hv硬化裁層深善度h硬化杠程度N機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量以塑變?yōu)橹?，加工硬化現(xiàn)象比較明顯，凡是增大變形和摩擦的因素都將加劇硬化現(xiàn)象機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量2．影值響冷殲作硬緊化的懇工藝昆因素（1）刀吉具幾淘何形喂狀的繩影響切削鹿刃鈍煩圓半密徑--懇--塑變—N,鳳h前角戀、后許角—刀具析鋒利畜，塑變--冷硬后刀熔面磨倉損--錘-塑變--賀-N,業(yè)h機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量摩擦立熱急參劇增耕大，懶弱化列趨勢怎明顯戴增大摩擦痰加劇摔，塑葛性變吹形增尚大（2）切偵削用污量的穴影響切削否用量劃中以進給鎖量和工切削舞速度的影彩響為夫最大富。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量f-告--切削永力F-爛--省-塑性輛變形--臨--凍h，N進給糖量--躲-刮擦棉次數(shù)--媽-N切削扒速度類對冷薯硬程郵度的烤影響拴是力披因素粉和幼熱因公素綜癢合作黃用的慕結果斃。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量V恨--塑性鴉變形--塑變區(qū)爐域--堵hV使--切削負熱作銜用時孔間--架-冷硬芽程度NV滴--溫度達棉到相變浸溫度V憐--濾-溫度--憐-表層望軟化--冷硬竄程度N產(chǎn)生免淬火碼相--縱-N（充分誼冷卻犧）回火愿層--盼-N（無充要分冷租卻）機械制造工藝與裝備第七鬼章取機奶械加描工表叉面質且量切削潑厚度力增鹽大塑變內增大N,謝h增大機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量導熱侍性差--蒙--艦-弱化止增強（3)加工詠材料筍性能柜的影腳響塑性護越大:冷硬鏈傾向百越大災，冷釣硬程宴度也弱越嚴紗重。塑性屋越小:冷硬售程度扯越小銳。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量影響暗磨削苗加工事表面積冷作綿硬化腳的因壁素磨削亭溫度梨比切巨削溫壺度高餡，磨削增弱化慶與金多相組污織變耽化常起別主導午作用刺，表痰層硬緞度變化荒較為番復雜優(yōu)。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量1-鈔--經(jīng)-磨削命溫度污超過仿鋼的窯回火布溫度裳，低協(xié)于相絕變溫咱度，季表層出現(xiàn)刃回火袍組織崖，硬耀度降跌低2-孟--耕-超過槐相變制溫度收，形評成奧刺氏體欠，隨砌后被堂基體鹽淬硬蘋得到評馬氏蘇體硬度學增強（1）工讓件材矮料性財能的甜影響塑性亂好--磨削腔時的使塑性斥變形紀大--犧-強化萄傾向赤大；導熱垂性高--熱不子容易郵集中販于表傍面層--弱化贈傾向歌小。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量（2）磨且削用抗量的史影響磨削欲深度磨削朝力塑變表面詳冷硬鴉傾向機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量縱向警進給傾速度每顆圾磨粒爺?shù)那衅湫己穹远饶ハ魈}力冷硬磨削有區(qū)熱升量冷硬（綜瘋合考露慮）機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量工件消轉速熱作狂用的幣時間軟化脫傾向表面敗層的駱冷硬機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量高速任磨削薪冷硬編程度胞低(切削幸厚度沙小，燥力小往，塑示變小穩(wěn)；溫浙度高繡，弱對化大攻）12磨削軌速度大，損每顆高磨粒街切除臟切削腿厚度雕變小索。減少周表面荒層冷冒作硬煮化的歡措施1)合理流選擇魯?shù)毒叻N幾何弦參數(shù)如較趴大前束角與銜后角,刃磨,減小番切削刃猛口圓遮角半屈徑;2)控制卻后刀爆面磨俗損3)較高監(jiān)的切絞削速敘度,較小賭的進蒼給量4)有效閱的切窄削液機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量（1）組位織變脫化與催燒傷高溫--謹-金相迎組織們變化--面-燒傷磨削遲燒傷口：磨削冶時，醫(yī)當磨索削表女面局凝部區(qū)怎域的裳溫度圾超過幅工件潑材料激的相談變溫嘴度時隨，材吩料的產(chǎn)金相肥組織批發(fā)生美變化左，表冶層硬階度隨怕之變聲化，冤并產(chǎn)匆生殘岡余應墳力甚萍至細曬微裂帝紋。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量二、晃表面柱層材慈料金裕相組吹織變蠅化磨削項淬火輸鋼：未超既過相角變溫踏度超過合相變顯溫度（冷卻觀液）超過泉相變閥溫度（干磨踐）回火燒芬傷退火燒久傷（索、駛屈）淬火燒牧傷機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量燒傷喇和磨挎削熱拳的產(chǎn)豎生與膽傳出爐有關閥，所由以應減少蔬熱的購產(chǎn)生照，增旱加熱胞的傳搬出。正確推選擇尤砂輪選擇說較軟坊砂輪刮，以宴使磨熊粒脫貴落較望快（自銳),選擇替有彈臣性的賓結合仇劑。（2）改趟善磨技削燒坡傷的收工藝師途徑機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量ap合理邊選擇勉磨削捧用量ftVs、Vw較小雀的磨冒削深疤度ap同時窗提高只砂輪曾和工蒸件速兄度νw較大洋的橫肅向進拿給量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量加大崖橫向偷進給例量ft對減曲輕燒版?zhèn)序吆锰幩?。及時龜修正吼砂輪有效內冷卻機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量大氣稼孔或知開槽奏砂輪在砂運輪的茶圓周刊上開釀一些伐橫槽請，能是使砂玩輪將哨冷卻亮液帶遞入磨繼削區(qū)冶，有狼效防視止工具件燒爬傷。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量殘余淹應力:沒有雖外力盯作用定下零導件內約存留拳的外漆力。殘余截拉應豆力殘余客壓應聯(lián)力（提高機耐磨框性、擱抗疲盾勞性靠）（易孩產(chǎn)生哄裂紋礙，降漠低耐拒磨性鞏、抗惜疲勞兵性）三、棕表面電金屬泄的殘劇余應報力機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量冷塑榮性變絕形擠壓喘與摩藍擦--表面安：壓里層車：拉1)產(chǎn)生縱殘余裹應力顛的原詠因表面架：拉顧伸塑俘變，蠅里層館：彈真性變概形切削滑過后彈性劫恢復,受外火層牽塔制表：構壓，浩里：緊拉機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量熱塑識性變拍形熱膨恨脹--表面禁：拉里層瓣：壓表層歸：熱破壓應狂力切削漢過后表層公收縮您受里豬層牽粱制表面段：拉的，里浩層：淘壓機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量相變稱引起鑼的體司積變萄化相變篩使體碌積膨險脹表面主：壓里層娃：拉切削瓣加工濤：冷動塑性宿變形街（壓癢）磨削玻加工保：熱壇塑、規(guī)體積旱變化亦（拉添）γ馬氏原體=7先.7疊5t／m3，γ奧氏技體=7儀.9超6t／m3，γ鐵素傭體=7干.8舌8t／m3，γ珠光桂體=7玻.7梅8t／m3）相變飽使體頂積縮曉小表面跟：拉里層猜：壓機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量例如留：淬鍵火鋼猾表面肥回火脖，表姥層金袋屬由壁馬氏笛體轉悉變成學屈氏誘體或誼索氏搏體，桑密度遙由7.優(yōu)75變?yōu)?.宰78授g/痛cm3，表面亭產(chǎn)生皂什么池應力到？多稻少？機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量影響抗殘余崖應力紹的工遮藝因麗素比較踩復雜,通常凡能只減少若塑變蔬和降因低切到削(磨削)溫度的因他素能蘿使殘堪余應缺力減橫少。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量零件孩的破王壞形安式：疲勞散破壞交變完載荷--疾-微觀悅裂紋--并-受拉,擴大--伶-斷裂(最終莊工序:產(chǎn)生掩殘壓)機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量滑動衛(wèi)磨損滾動把磨損2．零旗件主竭要工姥作表怪面最穿終加符工工含序加族工方采法在表螞面層糾下h深處罵產(chǎn)生淘壓應絲式力的油加工悶方法(最終桌工序:產(chǎn)生貌殘拉)冷壓冷態(tài)某塑性變曠形表面解粗糙貼度值硬度殘余爸壓縮秘應力表面喚強化忌工藝泄：主要挪方法輩有:滾壓悔、噴蝦丸、卷擠孔邪等。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量1）噴潔丸強集化噴丸唱強化雹是利順用大腹量快臂速運鍋動的珠丸打擊檔被加紫工工龜件表爪面，撐使工團件表品面產(chǎn)偉生冷硬卡層和震壓縮城殘余奸應力，可沒顯著匙提高倦零件撐的疲幕勞強粥度和仇使用脫壽命躁的工碌藝方螺法。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量2）滾古壓加址工滾壓蠻加工屢可降亂低表亂面粗役糙度3～5級，撲表面腰硬度遮一般括可提釘高10％～40％，旦表層叔金屬奴的耐澤疲勞牛強度有一般冤可提葛高30％～50％。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量工藝討系統(tǒng)肯的振鄉(xiāng)豐動是辣一種斧十分慘有害專的現(xiàn)塔象，泡原因屠：1）影疏響零厭件的列質量惕和使循用性緞能2）刀偶具極粘易磨敞損（慨甚至唐崩刃麻）3）機嗎床壽淡命、聰精度亡降低4）產(chǎn)父生噪弱聲，弄污染簽環(huán)境機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量第五屈節(jié)待機臭械加程工過壞程中肆的振裝動振動強迫如振動組（受蘇迫振箭動）自激刷振動（顫撲振）自由旱振動緊（逐趙漸衰界減）約30固%約65纏%機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量強迫豬振動煎：是殘工藝產(chǎn)系統(tǒng)非內外周期遼性干洪擾力的作斷用而妻引起兇的振臨動。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量一、兼機械恭加工槐過程輩中的絹強迫折振動機外籮振源廳：由地基統(tǒng)傳給褲機床褲。機內詳振源高速酸旋轉傘件的石不平啟衡產(chǎn)啟生激色振力梨；傳動挺機構門的缺曉陷；切削元過程貼的間專隙性棒；往復配運動夢部件臟的慣序性力1）強婦迫振山動產(chǎn)隔生的蛙原因（如揉沖壓肢設備賄等）機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量2）強觸迫振從動的薯特征周期辨性激震振力谷引起仗，不饅因阻扁尼而尖衰減促。振動見頻率確與干收擾力密的頻鎮(zhèn)率相明同，頃或是肺干擾報力頻焦率的舉整數(shù)牙倍，淚與系萌統(tǒng)固舅有頻驚率無誘關。幅值獵與激閱振力觸的幅玻值有呢關，葛與工堆藝系并統(tǒng)的烈動態(tài)偵特性約有關擊。若干的擾力更的頻留率=系統(tǒng)虹固有翠頻率芬，則它引起鵝共振榴，幅虹值最這大。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量消除睛或盡絞量減辛弱外絞界干礦擾力霜；外振恒源，呼采用久隔離提措施憐；內振芽源，掙移出匆隔振為，或凍精平酷衡；避免聰出現(xiàn)蒙共振仍現(xiàn)象姿；增大麻系統(tǒng)登剛度搬和阻宏尼。3）消些除或職減弱右強迫鬼振動飯途徑機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量1）自激仙振動敢產(chǎn)生服條件和特國性無周蘆期性箏外力貫作用岸，而醫(yī)由系妖統(tǒng)內旱部激既發(fā)反唐饋產(chǎn)核生的棍周期航性振衰動。集自激須振動場頻率牧接近墊于系慎統(tǒng)某絹一薄罪弱振揚型的獵固有淋頻率挎。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量二、騙機械糞加工寺過程魂中的府自激摸振動嘗（顫進振）電動機機床振動系統(tǒng)調節(jié)系統(tǒng)（切削過程）移動位移y（t）變切削力F（t）自激扭振動陰閉環(huán)帳系統(tǒng)振入饑：切削尚力對王振動攔系統(tǒng)叼作負鹽功E振入振出塌：切削可力對容振動填系統(tǒng)扶作正在功E振出產(chǎn)生自激振動E振出E振入自激絕振動幻玉產(chǎn)生學條件毯：機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量特性訪：自激健振動陪頻率職接近王系統(tǒng)吊固有笛頻率瓜；由偶嗚然觸瓣發(fā)引質起，投振動渠所需兇交變巷力由振丹動本盒身引村起；E振出>E振入能量鞏補充輸。機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量負摩企擦原浸理再生鋼原理振型隙耦合穩(wěn)原理滯后忌原理2）自狂激振振動的任激振驅學說機械制造工藝與裝備第七章機械加工表面質量負摩良擦原雪理（澆負摩膛擦激膝振學鵲說）FyvFy主要完取決全于切清削與刀具裹相對冰運動惡所產(chǎn)歸生的姜摩擦圾力