《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件 4.2機(jī)械加工表面質(zhì)量

機(jī)械加工表面質(zhì)量《機(jī)械制造基礎(chǔ)》12機(jī)械加工表面質(zhì)量概述影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素3影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素4機(jī)械加工中的振動(dòng)一、機(jī)械加工表面質(zhì)量概述機(jī)械加工表面質(zhì)量是指零件加工后的表面層狀態(tài)，是判定零件質(zhì)量的主要依據(jù)之一。一、機(jī)械加工表面質(zhì)量概述1、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義（1）表面層的幾何形狀特征

1）表面粗糙度

2）波度（2）表面層物理力學(xué)性能的變化

1）表面層的加工硬化；

2）表面層金相組織的變化；

3）表面層殘余應(yīng)力。圖4-2-1表面粗糙度和波度一、機(jī)械加工表面質(zhì)量概述2、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響（1）表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響（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)零件耐腐蝕性能的影響（4）零件表面質(zhì)量對(duì)配合性質(zhì)及其它性能的影響圖4-2-2初識(shí)磨損量與表面粗糙度的關(guān)系1-輕載荷2-重載荷二、影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素二、影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素1、影響機(jī)械加工表面粗糙度的幾何因素切削加工過程中，刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在被加工表面上殘留的面積愈大，所獲得表面將愈粗糙。尖刀切削時(shí)帶圓角半徑的刀切削時(shí)

圖4-2-3切削層殘留面積a）尖刀切削b）帶圓角半徑r0刀的切削由公式可知，減小進(jìn)給量f，減小主、副偏角，增大刀尖圓角半徑，都能減小殘留面積的高度H，也就減小了零件的表面粗糙度。二、影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素2、影響機(jī)械加工表面粗糙度的物理因素

●切削力和摩擦力的影響●積悄瘤的影響●鱗刺的影響圖4-2-4積屑瘤圖4-2-5鱗刺的產(chǎn)生二、影響機(jī)械加工表面粗糙度的因素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）磨削過程復(fù)雜2）砂輪的磨削速度高3）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①砂輪速度②工件速度③磨削深度和光磨次數(shù)

2）砂輪的影響①砂輪的粒度②砂輪的硬度③砂輪的修整④砂輪材料

3）被加工材料的影響

太硬、太軟、太硬的材料都不容易磨光。三、影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素三、影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素1、表面殘余應(yīng)力切削過程中金屬材料的表層組織發(fā)生形狀變化和組織變化時(shí)，在表層金屬與基體材料交界處將會(huì)產(chǎn)生相互平衡的彈性應(yīng)力，該應(yīng)力就是表面殘余應(yīng)力。

（1）冷塑性變形的影響（2）熱塑性變形的影響（3）金相組織變化的影響三、影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素2、表面層加工硬化機(jī)械加工過程中，由于切削力的作用，使被加工表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，加工表面層晶格間剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲、拉長(zhǎng)、纖維化以及破碎，造成加工表面層強(qiáng)化和硬度增加。這種現(xiàn)象，被稱為加工硬化。影響冷作硬化的主要因素有：

（1）切削用量（2）刀具（3）工件材料三、影響材料表面物理力學(xué)性能的工藝因素3、表面層金相組織變化與磨削燒傷機(jī)械加工時(shí)，在工件的加工區(qū)及其附近區(qū)域?qū)a(chǎn)生一定的溫升。當(dāng)溫升達(dá)到相變臨界點(diǎn)時(shí)，表層金屬就會(huì)發(fā)生金相組織變化，產(chǎn)生極大的表面殘余應(yīng)力，強(qiáng)度和硬度降低，甚至出現(xiàn)裂紋。這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。磨削燒傷分為：退火燒傷（最嚴(yán)重）、淬火燒傷、回火燒傷。避免燒傷主要是設(shè)法減少磨削區(qū)的高溫對(duì)工件的熱作用：

●采用強(qiáng)有力的、效果好的切削液，能有效地防止燒傷；

●合理地選用磨削用量、適當(dāng)?shù)靥岣吖ぜD(zhuǎn)動(dòng)的線速度；

●

選擇和使用合理硬度的砂輪。四、機(jī)械加工中的振動(dòng)四、機(jī)械加工中的振動(dòng)

振動(dòng)使工藝系統(tǒng)的各種成形運(yùn)動(dòng)受到干擾和破壞，使加工表面出現(xiàn)振紋，降低了零件的加工精度和增大表面粗糙度。1、強(qiáng)迫振動(dòng)（1）產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)的原因在外界周期性干擾的作用下，工藝系統(tǒng)被迫產(chǎn)生振動(dòng)，這些干擾力可能來源于工藝系統(tǒng)之外，稱為外部振源；

也可能來自工藝系統(tǒng)的內(nèi)部，稱為內(nèi)部振源。

（2）強(qiáng)烈振動(dòng)的特性分析四、機(jī)械加工中的振動(dòng)2、自激振動(dòng)在機(jī)械加工中往往會(huì)出現(xiàn)一種不是由于任何周期性的振源所激發(fā)的振動(dòng)，其頻率也不等于可以找到的任何一種激振力的頻率。

這種由振動(dòng)系統(tǒng)本身引起的交變力作用而產(chǎn)生的振動(dòng)稱為自激振動(dòng)（顫振）。四、機(jī)械加工中的振動(dòng)3、減少強(qiáng)迫振動(dòng)的途徑（1）消除或減弱產(chǎn)生振動(dòng)的條件（2）提高工藝系統(tǒng)的抗振性（3）