機(jī)械制造工藝學(xué) 課件 項(xiàng)目3 機(jī)械加工表面質(zhì)量分析

項(xiàng)目3機(jī)械加工表面質(zhì)量分析機(jī)械制造工藝學(xué)(任務(wù))目錄

任務(wù)3.1認(rèn)識(shí)機(jī)械加工表面質(zhì)量1

任務(wù)3.2影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素2

任務(wù)3.3影響表面物理力學(xué)性能的工藝因素3機(jī)械制造工藝學(xué)項(xiàng)目引入如圖3-1所示為一連接器殼體零件，材料為20鋼。

分析其機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素，保證殼體零件機(jī)械加工表面質(zhì)量的要求。機(jī)械制造工藝學(xué)任務(wù)3.1認(rèn)識(shí)機(jī)械加工表面質(zhì)量3.1.1機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義

經(jīng)機(jī)械加工后的零件表面，并不是理想的光滑表面，它不僅存在宏觀的幾何形狀誤差，也存在著微觀的幾何形狀誤差和表面波紋度誤差。機(jī)械制造工藝學(xué)1．表面層的幾何形狀特征①表面粗糙度

表面的微觀幾何形狀誤差，評(píng)定參數(shù)主要有輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓微觀不平度十點(diǎn)高度Rz或輪廓最大高度Ry。②表面波紋度

表面波紋度是介于宏觀幾何形狀誤差與表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差。表面波紋度主要是由振動(dòng)產(chǎn)生的，應(yīng)作為工藝缺陷設(shè)法消除。2．表面層的物理力學(xué)性能①表面層的加工硬化。②表面層材料金相組織的變化。③表面層的殘余應(yīng)力。機(jī)械制造工藝學(xué)3.1.2表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響1．零件表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響機(jī)械制造工藝學(xué)2．零件表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響3．零件表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性的影響4．零件表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的穩(wěn)定性及可靠性的影響表面質(zhì)量對(duì)零件的其他性能也有影響。例如，減小零件的表面粗糙度可以提高密封性能，提高零件的接觸剛度，降低相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損耗，減小設(shè)備的噪音等。機(jī)械制造工藝學(xué)任務(wù)3.2

影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素3.2.1影響機(jī)械加工表面粗糙度的幾何因素機(jī)械制造工藝學(xué)（1）尖刀切削時(shí)，切削層殘留面積的高度H為（2）帶圓角半徑r0的刀具切削時(shí)，切削層殘留面積的高度H為減小進(jìn)給量f，減小主、副偏角，增大刀尖圓角半徑，都能減小切削層殘留面積高度H，也就減小了零件的表面粗糙度。機(jī)械制造工藝學(xué)3.2.2影響機(jī)械加工表面粗糙度的物理因素1．切削力和摩擦力的影響2．積屑瘤的影響3．鱗刺的影響機(jī)械制造工藝學(xué)3.2.3影響磨削加工表面粗糙度的因素1．磨削加工的特點(diǎn)（1）磨削過程比金屬切削刀具的切削過程要復(fù)雜得多（2）砂輪的磨削速度高（3）磨削時(shí)砂輪的線速度高，單位時(shí)間內(nèi)切除金屬的量大2．影響磨削加工表面粗糙度的因素（1）磨削用量的影響（2）砂輪的影響（3）被加工工件材料的影響機(jī)械制造工藝學(xué)任務(wù)3.3影響表面物理力學(xué)性能的工藝因素3.3.1表面層殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，主要受到冷塑性變形、熱塑性變形和金相組織變化的影響。3.3.2表面層加工硬化

表層金屬在產(chǎn)生塑性變形的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的熱，使金屬表面層溫度升高。當(dāng)溫度達(dá)到0.25～0.3T熔范圍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生冷硬的回復(fù)，回復(fù)作用的速度取決于溫度的高低和冷硬程度的大小。

溫度越高，冷硬程度越大，作用時(shí)間越長，回復(fù)的速度越快，因此在冷硬的同時(shí)，也進(jìn)行著回復(fù)。機(jī)械制造工藝學(xué)1．影響表面層冷作硬化的因素表面層冷作硬化主要受切削用量、刀具和工件材料等因素的影響。2．減少表面層冷作硬化的措施（1）合理選擇刀具的幾何參數(shù)，采用較大的前角和后角，并在刃磨時(shí)盡量減小其刀尖圓弧半徑；（2）使用刀具時(shí)，應(yīng)合理限制其后刀面的磨損程度；（3）合理選擇切削用量，采用較高的切削速度和較小的進(jìn)給量；（4）加工時(shí)采用有效的切削液。機(jī)械制造工藝學(xué)3.3.3表面層金相組織變化1．影響表面層的金相組織變化的因素根據(jù)磨削燒傷時(shí)溫度的不同，可分為：

（1）回火燒傷

（2）淬火（3）退火燒傷

以上三種燒傷中，退火燒傷最為嚴(yán)重。2．防止磨削燒傷的工藝措施（1）合理選擇磨削用量（2）合理選擇砂輪并及時(shí)修整（3）改善冷卻方法機(jī)械制造工藝學(xué)項(xiàng)目實(shí)施1．連接器殼體零件機(jī)械加工表面質(zhì)量評(píng)價(jià)要素（1）表面粗糙度（2）加工硬化（3）表層殘余應(yīng)力（4）表層微裂紋機(jī)械制造工藝學(xué)2．影響連接器殼體零件表面粗糙度的因素分析（1）殼體工件材料（2）切削用量

切削用量中切削速度和進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度的影響最大。（3）刀具幾何參數(shù)

刀具幾何參數(shù)包括前角、后角、主偏角、副偏角和刀尖圓角半徑等。（4）刀具材料（5）切削液

機(jī)械制造工藝學(xué)3．殼體表面質(zhì)量對(duì)連接器性能的影響（1）表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

（2）表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響（