机械加工表面质量(9)课件

1、第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 生产任何一种机械产品，都要求生产任何一种机械产品，都要求在保证质量的前提下，做到高效率、在保证质量的前提下，做到高效率、低消耗。低消耗。产品的质量是第一位的，产品的质量是第一位的，没没有质量，高效率、低成本就失去了意有质量，高效率、低成本就失去了意义。义。产品质量是指用户对产品的满意程度。产品质量是指用户对产品的满意程度。第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 它有三层含意：一是产品的设计质量；它有三层含意：一是产品的设计质量；二是产品的制造质量；三是服务。二是产品的制造质量；三是服务。 以往强调较多的往往是制造质

2、量，以往强调较多的往往是制造质量，现代的质量观，主要站在用户的立场上现代的质量观，主要站在用户的立场上衡量。衡量。 当今，服务也占据越来越重要的地位。当今，服务也占据越来越重要的地位。 第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 制造质量制造质量，它主要指产品的制造与，它主要指产品的制造与设计的符合程度。设计的符合程度。 设计质量设计质量，主要反映所设计的产品，主要反映所设计的产品，与用户与用户 ( (顾客顾客) ) 的期望之间的符合程度。的期望之间的符合程度。 服务主要包括售前的服务，售后的培训、服务主要包括售前的服务，售后的培训、维修、安装等。维修、安装等。 第五章第五章

3、机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 产品的制造质量主要与零件制造质产品的制造质量主要与零件制造质量、产品的装配质量有关，零件的制造量、产品的装配质量有关，零件的制造质量是保证产品质量的基础。质量是保证产品质量的基础。 零件的机械制造质量包括零件的机械制造质量包括零件几何零件几何精度精度和零件表面层的和零件表面层的物理机械性能物理机械性能两个两个方面。方面。第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 零件的零件的几何误差几何误差包括尺寸误差、几包括尺寸误差、几何形状误差和位置误差。几何形状误差何形状误差和位置误差。几何形状误差又可分为宏观几何形状误差、波度和微又可分为宏

4、观几何形状误差、波度和微观几何形状误差，参见图观几何形状误差，参见图5-15-1。 图图5-1 5-1 微观几何形状误差、波度与微观几何形状误差、波度与宏观几何形状误差宏观几何形状误差第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 表面粗糙度表面粗糙度是加工表面的微观几何是加工表面的微观几何形状误差，其波距形状误差，其波距 () () 与波高与波高 () () 之比之比一般小于一般小于5050。 波距波距 () () 与波高与波高 () () 之比在之比在501000501000范围内的几何形状误差，称为范围内的几何形状误差，称为波度波度。 波距波距 () () 与波高与波高 ()

5、 () 之比大于之比大于10001000的几何形状误差，称为的几何形状误差，称为宏观几何形状误宏观几何形状误差差。第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制 零件表面层物理机械性能方面的质零件表面层物理机械性能方面的质量主要是指表面层材料的冷作硬化、金量主要是指表面层材料的冷作硬化、金相组织的变化、残余应力。相组织的变化、残余应力。 本章将机械制造质量分成加工精度本章将机械制造质量分成加工精度和表面质量两个方面来研究。前者包括和表面质量两个方面来研究。前者包括尺寸精度、宏观几何形状精度和位置精尺寸精度、宏观几何形状精度和位置精度；后者包括表面粗糙度、波度和表面度；后者包括表面粗

6、糙度、波度和表面层材料物理机械性能。层材料物理机械性能。 第五章第五章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制主要内容：主要内容： 机械加工精度机械加工精度 工艺过程的统计分析工艺过程的统计分析 机械加工表面质量机械加工表面质量 机械加工过程中的几种振动形式机械加工过程中的几种振动形式第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 机械加工机械加工表面质量表面质量是以机械零件的加是以机械零件的加工表面和表面层作为分析和研究对象的。工表面和表面层作为分析和研究对象的。零件表面和表面层经过常规机械加工或特零件表面和表面层经过常规机械加工或特种加工后总是存在着一定程度的微观不平种加工后总是存在

7、着一定程度的微观不平度、冷作硬化、残余应力以及金相组织变度、冷作硬化、残余应力以及金相组织变化等问题，虽然只产生在很薄的表面层中，化等问题，虽然只产生在很薄的表面层中，但对零件的使用性能如配合精度、耐磨性、但对零件的使用性能如配合精度、耐磨性、抗腐蚀性和疲劳强度等有很大影响。抗腐蚀性和疲劳强度等有很大影响。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 研究机械加工表面质量的目的，就研究机械加工表面质量的目的，就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律，以便运用这加工表面质量影响的规律，以便运用这些规律来控制加工过程，最终达到改善些规律来控制加

8、工过程，最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。表面质量、提高产品使用性能的目的。 机械加工表面质量主要内容包括两机械加工表面质量主要内容包括两部分，即表面的几何形状特征和表面层部分，即表面的几何形状特征和表面层的物理、机械性能变化。的物理、机械性能变化。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量1.1.表面的几何形状特性，主要由以下两个表面的几何形状特性，主要由以下两个部分组成：部分组成：(1)(1)表面粗糙度表面粗糙度：表面的微观几何形状误差；：表面的微观几何形状误差；(2)(2)波度波度：介于加工精度（宏观）和表面粗：介于加工精度（宏观）和表面粗糙度之间的周期性几何形状误差，它

9、主糙度之间的周期性几何形状误差，它主要是加工过程中工艺系统的振动所引起要是加工过程中工艺系统的振动所引起的。的。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量2.2.表面层的物理、机械性能的变化，主要表面层的物理、机械性能的变化，主要有以下三个方面的内容：有以下三个方面的内容：(1)(1)表面层因塑性变形引起的冷作硬化；表面层因塑性变形引起的冷作硬化；(2)(2)表面层因切削热引起的金相组织的变化；表面层因切削热引起的金相组织的变化；(3)(3)表面层中产生的残余应力。表面层中产生的残余应力。工件表面的波度是由机械加工振动引起的。工件表面的波度是由机械加工振动引起的。第三节第三节 机械加工表面

10、质量机械加工表面质量一、机械加工表面质量对机器使用性能的影响一、机械加工表面质量对机器使用性能的影响1.1.表面质量对耐磨性的影响表面质量对耐磨性的影响表面粗糙度对耐磨性的影响表面粗糙度对耐磨性的影响 零件磨损的三个阶段：初期磨损阶段，零件磨损的三个阶段：初期磨损阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段。正常磨损阶段，急剧磨损阶段。 图图5-44 5-44 摩擦副的磨损过程摩擦副的磨损过程第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 表面粗糙度对表面粗糙度对零件表面磨损的影零件表面磨损的影响很大。一般说表响很大。一般说表面粗糙度值愈小，面粗糙度值愈小，其耐磨性愈好。其耐磨性愈好。 接触面的表面接触面

11、的表面粗糙度有一个最佳粗糙度有一个最佳值值。 图图5-45 5-45 表面粗糙度与初期表面粗糙度与初期 磨损量的关系磨损量的关系第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 表面粗糙度的最佳值与零件的表面粗糙度的最佳值与零件的工作情况有关，工作载荷加大时，工作情况有关，工作载荷加大时，初期磨损量增大，表面粗糙度最佳初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值也加大。值也加大。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量表面冷作硬化对耐磨性的影响表面冷作硬化对耐磨性的影响 加工表面的冷作硬化，使摩擦副表加工表面的冷作硬化，使摩擦副表面层金属的显微硬度提高，故一般可使面层金属的显微硬度提高，故一般可使耐磨

12、性提高。但过分的冷作硬化将引起耐磨性提高。但过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松，甚至出现裂纹和表金属组织过度疏松，甚至出现裂纹和表层金属的剥落，使耐磨性下降。层金属的剥落，使耐磨性下降。 如果表面层的金相组织发生变化，如果表面层的金相组织发生变化，其表层硬度相应地也随之发生变化，影其表层硬度相应地也随之发生变化，影响耐磨性。响耐磨性。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量2.2.表面质量对疲劳强度的影响表面质量对疲劳强度的影响 金属受交变载荷作用后产生的疲劳金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面或表面冷硬层破坏往往发生在零件表面或表面冷硬层下面，因此零件的表面质量对疲

13、劳强度下面，因此零件的表面质量对疲劳强度影响较大。影响较大。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量残余应力、冷作硬化对疲劳强度的影响残余应力、冷作硬化对疲劳强度的影响 残余应力残余应力对零件疲劳强度的影响很对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏；而表面层残余压应大，加速疲劳破坏；而表面层残余压应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的发生。破坏的发生。 表面冷硬表面冷硬一般伴有残余压应力的产一般伴有残余压应力的产生，可以防止裂纹产生并阻止己有裂纹生，可以防止裂纹产生并阻止己有裂纹的扩展

14、，对提高疲劳强度有利。的扩展，对提高疲劳强度有利。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量3.3.表面质量对耐蚀性的影响表面质量对耐蚀性的影响 零件的零件的耐蚀性耐蚀性在很大程度上取决于在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，则凹表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多，抗蚀性就谷中聚积腐蚀性物质就愈多，抗蚀性就愈差。愈差。 表面层的残余拉应力会产生应力腐表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐蚀性，而残余压蚀开裂，降低零件的耐蚀性，而残余压应力则能防止应力则能防止应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量二、影响表面粗糙

15、度的因素二、影响表面粗糙度的因素1.1.切削加工影响表面粗糙度的因素切削加工影响表面粗糙度的因素刀具几何形状的复映刀具几何形状的复映 刀具相对于工件作进刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映，见图积，其形状是刀具几何形状的复映，见图5-5-46 46 。图图5-46 5-46 车削时工件表面的残留面积车削时工件表面的残留面积第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 对于车削来说，如果背吃刀量较大，对于车削来说，如果背吃刀量较大，主要是以刀刃的直线部分形成表面粗糙主要是以刀刃的直线部分形成表面粗糙度，此时

16、可不考虑刀刃圆弧半径的影响，度，此时可不考虑刀刃圆弧半径的影响，按图按图5-46a5-46a的几何图形可求得：的几何图形可求得：rrco tco tfH 如果背吃刀量较小，工件表面粗糙如果背吃刀量较小，工件表面粗糙度则主要由刀刃的圆弧部分形成，此时度则主要由刀刃的圆弧部分形成，此时按图按图4-46b4-46b的几何图形可求得：的几何图形可求得：22(1cos)2sin28fHrrr第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量式中式中 残留面积高度；残留面积高度；图图5-46 5-46 车削时工件表面的残留面积车削时工件表面的残留面积 f 进给量；进给量； 主偏角（）；主偏角（）； 副偏角；副

17、偏角； r刀尖圆弧半径。刀尖圆弧半径。由上述公式可知，减小由上述公式可知，减小f 、 、 及加大及加大 r ，可减小残留面积的高度。，可减小残留面积的高度。Hrkrkrkrk第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 此外，适当增大刀具的前角以减小切此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择冷却润滑削时的塑性变形程度，合理选择冷却润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。小表面粗糙度值的有效措施。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量

18、工件材料的性质工件材料的性质 加工塑性材料时，由刀具对金属的加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。加大。 工件材料韧性愈好，金属的塑性变工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。形愈大，加工表面就愈粗糙。 加工脆性材料时，切屑呈碎粒状，加工脆性材料时，切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。点，使表面粗糙。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 切削用量切削用量 切削速度

19、对表面粗糙度的影响很大。切削速度对表面粗糙度的影响很大。加工塑性材料时，若切削速度处在产生积加工塑性材料时，若切削速度处在产生积屑瘤和鳞刺的范围内，加工表面将很粗糙，屑瘤和鳞刺的范围内，加工表面将很粗糙，参见图参见图5-475-47。若将切削速度选在积屑瘤和。若将切削速度选在积屑瘤和鳞刺产生区域之外，则可使表面粗糙度值鳞刺产生区域之外，则可使表面粗糙度值明显减小。明显减小。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量图图5-47 5-47 加工塑性材料时切削速度对表面加工塑性材料时切削速度对表面 粗糙度的影响粗糙度的影响第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 进给量进给量对表面粗糙度

20、的影响甚大。对表面粗糙度的影响甚大。 背吃刀量背吃刀量对表面粗糙度也有一定影对表面粗糙度也有一定影响。过小的背吃刀量或进给量，将使响。过小的背吃刀量或进给量，将使刀具在被加工表面上挤压和打滑，形刀具在被加工表面上挤压和打滑，形成附加的塑性变形，会增大表面粗糙成附加的塑性变形，会增大表面粗糙度值。度值。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量2.2.磨削加工影响表面粗糙度的因素磨削加工影响表面粗糙度的因素 磨削加工表面粗糙度的形成也是由磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。的。 从几何因素的角度分析，被磨表面从几何因素的角度

21、分析，被磨表面单位面积上通过的砂粒数愈多，则该面单位面积上通过的砂粒数愈多，则该面积上的刻痕愈多，刻痕的等高性愈好，积上的刻痕愈多，刻痕的等高性愈好，表面粗糙度值愈小。表面粗糙度值愈小。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 从塑性变形的角度分析，磨削过程从塑性变形的角度分析，磨削过程温度高，磨削加工时产生的塑性变形要温度高，磨削加工时产生的塑性变形要比刀刃切削时大得多。磨削时，金属沿比刀刃切削时大得多。磨削时，金属沿着磨粒的两侧流动，形成沟槽两侧的隆着磨粒的两侧流动，形成沟槽两侧的隆起，使表面粗糙度值增大。起，使表面粗糙度值增大。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 影

22、响磨削表面粗糙度的主要因素有：影响磨削表面粗糙度的主要因素有： 砂轮的粒度砂轮的粒度 砂轮的粒度号数愈大，磨粒愈细，砂轮的粒度号数愈大，磨粒愈细，表面粗糙度值愈小。但过细，砂轮容易表面粗糙度值愈小。但过细，砂轮容易堵塞，反而会增大工件表面的粗糙度值。堵塞，反而会增大工件表面的粗糙度值。 砂轮的硬度砂轮的硬度 砂轮太硬砂轮太硬 ，工件表面粗糙度值增大。，工件表面粗糙度值增大。砂轮太软，工件表面粗糙度值也会增大。砂轮太软，工件表面粗糙度值也会增大。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量砂轮的修整砂轮的修整 修整砂轮的金刚石工具愈锋利，修修整砂轮的金刚石工具愈锋利，修整导程愈小，修整深度愈小

23、，表面粗糙整导程愈小，修整深度愈小，表面粗糙度值愈小。度值愈小。 磨削速度磨削速度 提高磨削速度，工件表面粗糙度值提高磨削速度，工件表面粗糙度值小。小。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量磨削径向进给量与光磨次数磨削径向进给量与光磨次数 增大磨削径向进给量，塑性变形增增大磨削径向进给量，塑性变形增大，被磨表面粗糙度值增大。大，被磨表面粗糙度值增大。 增多光磨次数，可显著降低磨削表增多光磨次数，可显著降低磨削表面粗糙度值。面粗糙度值。 光磨光磨：磨削将结束时不再作径向进：磨削将结束时不再作径向进给，仅靠工艺系统的弹性恢复进行的磨给，仅靠工艺系统的弹性恢复进行的磨削。削。 第三节第三节

24、 机械加工表面质量机械加工表面质量工件圆周进给速度与轴向进给量工件圆周进给速度与轴向进给量 工件圆周进给速度和轴向进给量小，工件圆周进给速度和轴向进给量小，表面粗糙度值也小。但过小有可能出现烧表面粗糙度值也小。但过小有可能出现烧伤。伤。冷却润滑液冷却润滑液 冷却润滑液可及时冲掉碎落的磨粒，冷却润滑液可及时冲掉碎落的磨粒，减轻砂轮与工件的摩擦，降低磨削区的温减轻砂轮与工件的摩擦，降低磨削区的温度，减小塑性变形，并能防止磨削烧伤，度，减小塑性变形，并能防止磨削烧伤，使表面粗糙度值变小。使表面粗糙度值变小。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量三、影响加工表面层物理机械性能的因素三、影响加

25、工表面层物理机械性能的因素 在切削加工中，工件由于受到切削在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主要的变化是表面机械性能产生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述三项重，因而磨削加工后加工表面层上述三项物理机械性能的变化会更大。物理机械性能的变化会更大。第三节第三节 机械加工表面质

26、量机械加工表面质量1.1.表面层冷作硬化表面层冷作硬化冷作硬化及其评定参数冷作硬化及其评定参数 机械加工过程中因切削力作用产生机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长和纤维化，间产生剪切滑移，晶粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为度和强度提高，这种现象称为冷作硬化冷作硬化。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 表面层金属强化的结果，会增大金表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属属变形的阻力，减小金属的

27、塑性，金属的物理性质也会发生变化。的物理性质也会发生变化。 被冷作硬化的金属处于高能位的不被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态，只要一有可能，金属的不稳稳定状态，只要一有可能，金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化，这定状态就要向比较稳定的状态转化，这种现象称为种现象称为弱化弱化。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 弱化作用的大小取决于温度的高低、弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小。温度持续时间的长短和强化程度的大小。 评定冷作硬化的指标有三项，即表评定冷作硬化的指标有三项，即表层金属的显微硬度、硬化层深度和硬化层金属的显微硬度、硬化层深度和硬化

28、程度。程度。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 影响冷作硬化的主要因素影响冷作硬化的主要因素 1 1刀具的影响刀具的影响 切削刃钝圆半径增大，对表层金属切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。冷硬增强。 刀具后刀面磨损增大，后刀面与刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。导致冷硬增强。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 2) 2)切削用量的影响切削用量的影响 切削速度增大，刀具与工件的作用切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，

29、使塑性变形扩展深度减小，时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度减小。切削速度增大后，切冷硬层深度减小。切削速度增大后，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短削热在工件表面层上的作用时间也缩短了，将使冷硬程度增加。了，将使冷硬程度增加。 进给量增大，切削力也增大，表层进给量增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量3)3)加工材料的影响加工材料的影响 工件材料的塑性愈大，冷硬现象就工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。碳钢中含碳量愈大，强度变高，愈严重。碳钢中含碳量愈大，强度变高，塑性变小，冷硬程

30、度变小。有色金属的熔塑性变小，冷硬程度变小。有色金属的熔点低，容易弱化，冷硬现象就比钢轻得多。点低，容易弱化，冷硬现象就比钢轻得多。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 2.2.表面层材料金相组织变化表面层材料金相组织变化 磨削加工时，磨削比压特别大，磨磨削加工时，磨削比压特别大，磨削速度很高，切除金属所消耗的功率远削速度很高，切除金属所消耗的功率远大于切削加工。磨削加工所消耗的能量大于切削加工。磨削加工所消耗的能量绝大部分要转化为热，传给被磨工件表绝大部分要转化为热，传给被磨工件表面，使工件温度升高，引起加工表面层面，使工件温度升高，引起加工表面层金属金相组织的显著变化。金属金相组

31、织的显著变化。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量磨削烧伤磨削烧伤 被磨工件表面层温度达到相变温度被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度、硬度降低，并伴随有使表层金属强度、硬度降低，并伴随有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为种现象称为磨削烧伤磨削烧伤。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 在磨削淬火钢时，可能产生以下三在磨削淬火钢时，可能产生以下三种烧伤：种烧伤： 1)1)回火烧伤回火烧伤 如果磨削区的温度未超过淬火钢的如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变

32、温度，但己超过马氏体的转变温度，相变温度，但己超过马氏体的转变温度，工件表层金属的回火马氏体组织将转变工件表层金属的回火马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织，这种烧伤称为成硬度较低的回火组织，这种烧伤称为回火烧伤回火烧伤。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 2)2)淬火烧伤淬火烧伤 如果磨削区温度超过了相变温度，如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属发再加上冷却液的急冷作用，表层金属发生二次淬火，使表层金属出现二次淬火生二次淬火，使表层金属出现二次淬火马氏体组织，其硬度比原来的回火马氏马氏体组织，其硬度比原来的回火马氏体的高，在它的下层，因冷却较慢，出体的

33、高，在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织，这种烧伤称为组织，这种烧伤称为淬火烧伤淬火烧伤。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量3)3)退火烧伤退火烧伤 如果磨削区温度超过了相变温度，如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退火组织，表面硬度将急剧下降，这产生退火组织，表面硬度将急剧下降，这种烧伤称为种烧伤称为退火烧伤退火烧伤。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量改善磨削烧伤的途径改善磨削烧伤的途径 磨削热磨削热是造成磨削烧伤的根源，是造成磨削烧伤

34、的根源，故改善磨削烧伤有两个途径：故改善磨削烧伤有两个途径： 一是尽可能地减少磨削热的产生；一是尽可能地减少磨削热的产生； 二是改善冷却条件，尽量使产生的二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。热量少传入工件。 第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量1)1)正确选择砂轮正确选择砂轮 砂轮的硬度太高，钝化了的磨粒不砂轮的硬度太高，钝化了的磨粒不易及时脱落，磨削力和磨削热增加，容易及时脱落，磨削力和磨削热增加，容易产生烧伤；易产生烧伤； 选用具有一定弹性的结合剂可以缓选用具有一定弹性的结合剂可以缓解磨削烧伤；解磨削烧伤； 当磨削塑性较大的材料时，为避免当磨削塑性较大的材料时，为避免砂

35、轮堵塞，选用磨粒较粗的砂轮。砂轮堵塞，选用磨粒较粗的砂轮。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量 2) 2)合理选择磨削用量合理选择磨削用量 磨削径向进给量对磨削烧伤影磨削径向进给量对磨削烧伤影响很大。磨削径向进给量增加，磨削响很大。磨削径向进给量增加，磨削力和磨削热急剧增加，容易产生烧伤。力和磨削热急剧增加，容易产生烧伤。 适当增大磨削轴向进给量可以减适当增大磨削轴向进给量可以减轻烧伤。轻烧伤。第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量3)3)改善冷却条件改善冷却条件 磨削时冷却液若磨削时冷却液若能更多地进入磨削区，能更多地进入磨削区，就能有效地防止烧伤就能有效地防止烧伤现象的发生。提高冷现象的发生。提高冷却效果的方式有高压却效果的方式有高压大流量冷却、喷雾冷大流量冷却、喷雾冷却、内冷却等。却、内冷却等。 内冷却的工作原理内冷却的工作原理参见图参见图5-48 5-48 图图5-48 5-48 内冷却装置内冷却装置11锥形盖锥形盖 2 2通道孔通道孔 3 3砂砂轮中心腔轮中心腔 4 4有径向小孔的薄有径向小孔的薄壁套壁套第三节第三节 机械加工表面质量机械加工表面质量3.3.表面层残余应力表面