第三章 影响表面质量的因素.ppt

加工表面质量，1)表面层加工硬化，2)表面层金相组织变化，3)表面层残余应力，2)表面层物理力学性能，1)表面几何形状特征，1)表面粗糙度微误差波距1mm2)微观与宏观表面波度波距1 10 mm，1。概述，1。表面质量的基本概念，2。表面质量对使用性能的影响，(1)表面质量对零件耐磨性的影响。零件磨损有三个阶段：初始磨损阶段、正常磨损阶段、严重磨损阶段。一般来说，表面粗糙度值越小，耐磨性越好。然而，它太小而不能在储油接触面上引起分子结合，导致磨损增加。表面加工硬化增加了表面硬度和耐磨性。然而，过度硬化会剥离表面层并加速零件的磨损。表面金相组织的变化会导致表面硬度的变化，影响零件的耐磨性。(2)表面质量对疲劳强度的影响，(4)表面质量对配合质量的影响，(3)表面质量对耐蚀性的影响，表面粗糙度值越大，抗疲劳损伤能力越差；表面残余拉应力促进裂纹扩展，而压应力阻止裂纹扩展。适度的表面加工硬化会提高疲劳强度，如果太大，容易产生裂纹。表面粗糙度值越大，耐腐蚀性越差。表面加工硬化和金相组织变化容易产生内应力，导致应力腐蚀开裂，减少零件腐蚀。压应力有利于微裂纹闭合。表面粗糙度值越大，零件的拟合精度越低。2.影响加工表面质量的因素，1。影响表面粗糙度的因素，(1)加工中影响表面粗糙度的因素，(1)刀具几何形状的影响，H=F/(COTr COTR)，H=r (1-COS ) F2/8R ，减少F，R，R和增加r，可以降低残余区域的高度，(2)工件材料的性质，工件材料的塑性越好，塑性变形越大，越容易产生切屑沉积和鳞刺，加工表面粗糙。应适当增加刀具前角以提高磨削质量，并合理选择切削液以抑制切屑积累和结垢。(3)切削参数和切削速度对表面粗糙度影响很大。切割塑料材料时，切割速度在产生碎屑块和碎屑的范围内，加工表面粗糙。(2)在磨削中影响表面粗糙度的因素，1)砂轮的磨粒越细，表面粗糙度值越小，2)砂轮硬度的合适表面粗糙度值越小，3)砂轮的良好粗糙度值(如修整微刃)越小，4)砂轮的组织，5)砂轮磨料，1)影响表面粗糙度的因素，1)影响表面粗糙度的因素， 2)磨削中影响表面粗糙度的因素，6)砂轮速度越高，工件表面粗糙度值越小，7)提高工件速度，表面粗糙度值会增加径向进给和粗糙度值，抛光次数增加，粗糙度值减小，轴向进给粗糙度值增大，8)冷却润滑液降低表面粗糙度值， 2)影响表面层物理机械性能的因素，(1)表面层的加工硬化，(1)表面材料加工硬化、塑性变形、剪切滑移、晶格畸变、晶粒伸长和纤维化的原因，加工硬化的评价指标：表面金属显微硬度HV硬化层深度h硬化度NN=(HV-HV0)/HV0)100%，(1)表面层加工硬化2)影响切削加工硬化的主要因素， 刀具：切削刃钝半径冷加工硬化后刀面磨损=冷加工硬化=后刀面磨损=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化=冷加工硬化(2)切削参数：切削速度=切削温度=均为冷加工硬化； 进料冷加工硬化(2)表层残余应力。残余应力产生的原因：1)热塑性变形，2)金相组织的变化，3)冷塑性变形：材料局部温升过高引起的热应力在高温下处于热塑性状态。体积因温度升高而膨胀，当温度降低且体积减小时收缩。受下层材料的限制，表层形成残余拉应力。局部金相变化引起的相变应力残余奥氏体回火马氏体：体积膨胀，表层残余压应力；马氏体弯曲(索氏体):体积收缩，表层残余拉应力。表面局部冷塑性变形引起的塑性变形应力表层拉长，表层有压应力，内层有压应力。此外，金属经历冷塑性变形，比重降低，体积增加，导致表面层具有压应力，下层具有拉应力，(2)表面层的残余应力，以及(1)影响切削表面层的残余应力的因素。切削量影响进给量，这将增加表层金属的塑性变形，并相应地增加残余应力的值和延伸深度。切削速度冷塑性变形热塑性变形和金相组织变化的可能性增加。刀具角度的影响是：前角。切削刃的钝半径、刀具磨损状态。工件材料的影响是：塑料材料。切割后表面层通常会产生残余拉应力。脆性材料，表层产生残余压应力。(2)表面残余应力，(1)影响磨削表面残余应力的因素如果热因素起主导作用，工件表面将产生拉伸残余应力。如果塑性变形起主导作用，压缩残余应力将出现在工件表面。磨削用量：磨削深度对表层残余应力的性质和数值有很大影响。砂轮速度增加了表面金属产生拉伸残余应力的趋势。随着工件转速和进给速度的增加，表面金属的拉伸残余应力逐渐减小，压缩残余应力逐渐增大。强度越高，导热性越差，工件材料的塑性越低，表面金属在磨削过程中产生拉伸残余应力的趋势就越大。(3)表层材料的金相组织发生变化。大部分切削热在切削过程中被切屑带走，对金相组织影响很小。磨削过程中工件温度的升高会导致金相组织的显著变化。这种高温改变了表层金属的金相结构，导致表层金属的硬度降低，工件表面呈现氧化膜颜色。这种现象被称为磨削烧伤。(3)表层材料金相组织发生变化，磨削淬硬钢时易发生三种烧伤：回火烧伤：磨削区温度超过马氏体相变温度，但未达到相变温度，产生回火组织(索氏体或屈氏体)。淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，冷却液快速冷却，表层出现二次淬火马氏体。退火烧伤：磨削区温度超过相变温度，不需要冷却液，工件缓慢冷却，退火发生。(3)表层材料金相组织的变化，表层颜色与烧伤的关系：黑色、绿色、米色和黄色，(3)表层材料金相组织的变化，避免和减少磨削烧伤的基本