《機械制造基礎》課件 4.2機械加工表面質量

機械加工表面質量《機械制造基礎》12機械加工表面質量概述影響機械加工表面粗糙度的因素3影響材料表面物理力學性能的工藝因素4機械加工中的振動一、機械加工表面質量概述機械加工表面質量是指零件加工后的表面層狀態(tài)，是判定零件質量的主要依據(jù)之一。一、機械加工表面質量概述1、機械加工表面質量的含義（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）表面層殘余應力。圖4-2-1表面粗糙度和波度一、機械加工表面質量概述2、表面質量對零件使用性能的影響（1）表面質量對零件耐磨性的影響（2）零件表面質量對零件疲勞強度的影響（3）零件表面質量對零件耐腐蝕性能的影響（4）零件表面質量對配合性質及其它性能的影響圖4-2-2初識磨損量與表面粗糙度的關系1-輕載荷2-重載荷二、影響機械加工表面粗糙度的因素二、影響機械加工表面粗糙度的因素1、影響機械加工表面粗糙度的幾何因素切削加工過程中，刀具相對于工件作進給運動時，在被加工表面上殘留的面積愈大，所獲得表面將愈粗糙。尖刀切削時帶圓角半徑的刀切削時

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、影響機械加工表面粗糙度的因素2、影響機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

1）磨削過程復雜2）砂輪的磨削速度高3）單位時間內切除金屬的量大（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性能的工藝因素三、影響材料表面物理力學性能的工藝因素1、表面殘余應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，在表層金屬與基體材料交界處將會產(chǎn)生相互平衡的彈性應力，該應力就是表面殘余應力。

（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性能的工藝因素2、表面層加工硬化機械加工過程中，由于切削力的作用，使被加工表面產(chǎn)生強烈的塑性變形，加工表面層晶格間剪切滑移，晶格嚴重扭曲、拉長、纖維化以及破碎，造成加工表面層強化和硬度增加。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性能的工藝因素3、表面層金相組織變化與磨削燒傷機械加工時，在工件的加工區(qū)及其附近區(qū)域將產(chǎn)生一定的溫升。當溫升達到相變臨界點時，表層金屬就會發(fā)生金相組織變化，產(chǎn)生極大的表面殘余應力，強度和硬度降低，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（最嚴重）、淬火燒傷、回火燒傷。避免燒傷主要是設法減少磨削區(qū)的高溫對工件的熱作用：

●采用強有力的、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?shù)靥岣吖ぜD動的線速度；

●

選擇和使用合理硬度的砂輪。四、機械加工中的振動四、機械加工中的振動

振動使工藝系統(tǒng)的各種成形運動受到干擾和破壞，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、強迫振動（1）產(chǎn)生強烈振動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，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)的內部，稱為內部振源。

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

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