机械制造工艺学第五章m

1、第五章第五章 机械加工表面质量及其控制机械加工表面质量及其控制概述概述研究机械加工表面质量的目的：研究机械加工表面质量的目的：掌握机械加工中各种工艺掌握机械加工中各种工艺因素对表面质量影响的规律，并应用这些规律控制加工过因素对表面质量影响的规律，并应用这些规律控制加工过程，以达到提高加工表面质量、提高产品性能的目的。程，以达到提高加工表面质量、提高产品性能的目的。 实践表明，零件的破坏一般总是从表面层开始的。产实践表明，零件的破坏一般总是从表面层开始的。产品的工作性能，尤其是它的可靠性、耐久性等，在很大程品的工作性能，尤其是它的可靠性、耐久性等，在很大程度上取决于其主要零件的表面质量。度上取决

2、于其主要零件的表面质量。机械产品失效形式机械产品失效形式因设计不周而导致强度不够；因设计不周而导致强度不够；磨损、腐蚀和疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳破坏。 少数少数多数多数一、加工表面质量的概念一、加工表面质量的概念第一节第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响加工表面质量及其对使用性能的影响表面质量表面质量表面粗糙度表面粗糙度表面波度表面波度表面物理力学表面物理力学性能的变化性能的变化表面几何形貌表面几何形貌表面层冷作硬化表面层冷作硬化表面层残余应力表面层残余应力表面层金相组织的变化表面层金相组织的变化纹理方向纹理方向任何机械加工方法获得的加工表面都不是绝对理想的表面。任何机械加工方法获得的加

3、工表面都不是绝对理想的表面。既存在宏观几何形状误差又存在微观表面粗糙度、波度既存在宏观几何形状误差又存在微观表面粗糙度、波度（一）加工表面几何形貌（一）加工表面几何形貌 加工后表面形状，总是以加工后表面形状，总是以“峰峰”、“谷谷” 形式偏离其理想形式偏离其理想光滑表面。几何形貌包括：表面光滑表面。几何形貌包括：表面粗糙度、波纹度、纹理方向和表粗糙度、波纹度、纹理方向和表面缺陷。面缺陷。1）表面粗糙度表面粗糙度波距与波高比值波距与波高比值L/H=50 1000时，称作表面波汶度；时，称作表面波汶度；当当L/H1000时，为宏观几何形状误差，属于加工精度研时，为宏观几何形状误差，属于加工精度研究

4、的范围；究的范围； 根据波距与波高比值，当根据波距与波高比值，当L/H0.15mm/rf0.15mm/r，进给量对，进给量对表面粗糙度影响大表面粗糙度影响大； 当当f0.15mm/rf0.15mm/r，则，则f f的进一步减的进一步减小，不能引起表面粗糙度明显下降小，不能引起表面粗糙度明显下降； 当当f0.02mm/rf0.02mm/r时，表面粗糙度主要取决于被加工面时，表面粗糙度主要取决于被加工面的金属塑性变形。的金属塑性变形。 V愈高，切削过程中切屑和加工表面的塑性变形程度就愈轻，粗糙度愈小；刀瘤和鳞刺都是在较低速度范围内产生，V愈高可防止刀瘤和鳞刺的产生。提高切削速度既有利于降低表面粗糙

5、度，又有利于提高生产率。 加工脆性材料时，切削速度对表面粗糙度影响不大. 切削深度对表面粗糙度的影响不大，但由于刀刃存在圆角半径，当切削深度小到一定程度后，不能进行正常切削，会出现刀具挤压打滑等现象，使表面粗糙度增大。 韧性较大的塑性材料加工后表面粗糙度大，脆性材料其加工粗糙度比较接近理论粗糙度。 对于同种材料，晶粒组织愈粗大，加工后粗糙度也愈大，为降低加工后的粗糙度,常在切削加工前进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织。 前角r0 增大，则塑性变形小、粗糙度小；r0为负，塑性变形大、粗糙度大。 不同刀具材料，其化学成分不同，其硬度、刀具材料与工件材料的亲和程度、以及前后刀面与切屑和已加

6、工表面的磨擦系数不同。 硬质合金刀具加工所得的表面粗糙度比高速钢刀具加工所获得的小，金刚石刀具加工所得的表面粗糙度比硬质合金刀具加工所得的还要小。1）金刚石强度和硬度高，高温下能保持其性能。刃口锋利，在切削过程中，刀尖圆角半径和刃口半径保持不变。2）金刚石与金属材料的亲和力小，加工中不产生积屑瘤。3）金刚石刀具前后刀面的摩擦系数小，加工时的切削力及表层金属的塑性变形小，有利于降低表面粗糙度。 降低表面粗糙度措施 合理选择刀具的几何角度，适当增大刀具前角和刃倾角，提高刀具的刃磨质量，降低前刀面和后刀面的表面粗糙度，选择合适冷却润滑液，提高润滑效果（可以抑制刀瘤和鳞刺的产生），均有利于降低表面粗糙

7、度。 在影响表面粗糙度的几何因素和物理因素中，何者占主导地位，取决于不同情况。加工脆性材料以几何因素为主；而加工塑性材料、特别是韧性大的材料，以物理因素为主。二、磨削加工后的表面粗糙度 与车削不同，磨削加工表面是由砂轮上大量磨粒刻划出无数极细的沟槽所形成，单位面积上的刻痕数愈多，即通过单位面积的磨粒数愈多，刻痕的等高性越好，则粗糙度愈小。 磨削表面粗糙度与几何因素、物理因素和振动有关。（一）几何因素的影响： 1、磨削用量对表面粗糙度的影响、磨削用量对表面粗糙度的影响 1）砂轮的速度：）砂轮的速度： 提高砂轮速度，单位时间内通过被加工表面的磨粒数越多，同时塑性变形造成的隆起量随砂轮速度的增大而下

8、降，有利于降低表面粗糙度。 2 2）工件速度和进给量的影响）工件速度和进给量的影响 提高工件速度和进给量提高工件速度和进给量, ,单位单位时间内通过被磨表面的磨粒数减时间内通过被磨表面的磨粒数减少，会增大表面粗糙度；少，会增大表面粗糙度；3）磨削深度）磨削深度 增大磨削深度，塑性变形程度增加，从而增大粗糙度。2、砂轮粒度和砂轮修整对表面粗糙度的影响： 1）砂轮的粒度愈细，则砂轮工作面的单位面积上的磨粒愈多，在工件上的刻痕愈密愈细，所以粗糙度愈小。因此，选择粒度号大的砂轮有利于降低表面粗糙。 但如果但如果粒度号过大，则只能采用很小的磨削深度，还，还需要很长时间的空行程，否则砂轮容易堵塞，造成表面

9、烧需要很长时间的空行程，否则砂轮容易堵塞，造成表面烧伤。一般磨削其粒度号不超过伤。一般磨削其粒度号不超过80，常用，常用46-60号。号。 2）砂轮的修整： 如果砂轮工作表面修整不好，则表面上的磨粒不在同一高度，其中高度较低的磨粒不能起到磨削作用，加工时会使单位面积上的磨粒数减少，从而增大表面粗糙度。因此在磨削加工最后几次行程前，应精细修整砂轮。 砂轮修整时导程和切深越小，磨粒的微刃等高性越好，相当于选用大粒度号砂轮，磨削表面粗糙度越小。 砂轮修整时常用金刚石修整器。 在磨削过程中，通常在开始时采用较大的磨削深度，以提高生产率，最后采用小切深或无进给磨削以降低粗糙度。 由于磨削比切削加工的速度

10、高很多，且磨粒大多为负前角，磨削比压大，磨削区域的温度很高（有时达900度）工件容易产生相变而烧伤，同时产生比切削加工更大的塑性变形，工件表层金属的晶粒被拉长，增大表面粗糙度。1、磨削用量 1）砂轮速度： 砂轮速度越高，工件材料来不及塑性变形，因而表面层金属的塑性变形减小，表面粗糙度减小； 2）工件速度：工件速度增加，塑性变形增加，表面粗糙度增大； 3）背吃刀量（磨削深度）：背吃刀量增大，磨削力增大，塑性变形增大，表面粗糙度增大. 粒度、硬度、组织和材料对磨削表面粗糙度均有影响。 粒度：粒度越细，磨削表面粗糙度越小，但如果磨粒太小，砂轮容易堵塞，引起表面烧伤，使表面粗糙度增大。 硬度：砂轮硬度

11、是指磨粒在磨削力作用下从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮太硬，磨粒钝化后不能及时脱落被新磨粒替代，使表面粗糙度增大；砂轮太软，磨粒易脱落，但磨削作用减弱，也会使表面粗糙度增大。常选中软砂轮 组织：指磨粒、结合剂和气孔的比例关系。紧密组织，能获得高精度和较小表面粗糙度，疏松组织，不易堵塞，适于磨削软金属材料，如：磁钢、不锈钢和耐热钢。 材料：氧化物（刚玉）砂轮用于磨钢类零件；碳化物砂轮（碳化硅）用于磨铸铁和硬质合金等材料，人造金刚石和立方氮化硼，可获得很少的表面粗糙度，但成本较高。 在切削力和切削热作用下，表层金属与基体材料在性能上有很大不同，主要变化：表层金相组织的变化，微观硬表层金相组织的变化

12、，微观硬度变化和在表层中产生残余应力。度变化和在表层中产生残余应力。一、加工表面的冷作硬化一、加工表面的冷作硬化 冷作硬化冷作硬化：在机械加工过程中，表面金属产生塑性变形使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，从而引起表层材料硬度提高，这种现象称冷作硬化。 冷硬的结果冷硬的结果：变形阻力增大、塑性降低，导电性、导热性发生变化。弱化：冷作硬化使金属处于高能位的不稳定状态，在温度较高时会本能向低能位的稳定状态转变。恢复或再结晶冷作硬化的评定指标：冷作硬化的评定指标：1）表层金属的显微硬度，用HV表示2）硬化层深度h3）硬化程度N%10000HVHVHVN 硬化程度越大，

13、则硬化层的深度越大。硬化程度越大，则硬化层的深度越大。硬化程度取决于以下三个方面： 1）产生塑性变形的力： 力越大，塑性变形越大，硬化程度越大。 2）变形速度： 变形速度越快，变形越不充分，硬化程度越小。 3）变形温度： 变形的温度影响金相组织的恢复，当温度在0.250.3T范围，产生恢复现象，部分消除冷作硬化。 1、切削用量的影响、切削用量的影响 切削用量中以切削用量中以f 、 V影响最大影响最大 f增大，切削力增大，塑性变形程度也增大增大，切削力增大，塑性变形程度也增大，因此硬化程，因此硬化程度增大，但在度增大，但在f较小时刀刃园角在表面上挤在使硬化增加。较小时刀刃园角在表面上挤在使硬化增

14、加。 V增大，则硬化层的深度和硬度都减小增大，则硬化层的深度和硬度都减小，因为，因为V增大会使增大会使温度增高有助于冷硬的恢复，同时温度增高有助于冷硬的恢复，同时V增大，使刀具与工件的增大，使刀具与工件的接触时间缩短，塑性变形减少；接触时间缩短，塑性变形减少；切削深度切削深度t对表面对表面层金属的冷作硬层金属的冷作硬化影响不大。化影响不大。 2、刀具几何形状的影响、刀具几何形状的影响 刀具前角减小，刃口圆角和后刀面的磨损量增大时，刀具前角减小，刃口圆角和后刀面的磨损量增大时，冷作硬化程度和深度增大。冷作硬化程度和深度增大。 前角增大、切削力减小，塑性变形减小前角增大、切削力减小，塑性变形减小,

15、 冷硬减小冷硬减小 刃口圆角半径增大，则径向切削分力增大，塑性变形刃口圆角半径增大，则径向切削分力增大，塑性变形加剧，引起冷硬增大加剧，引起冷硬增大. 刀具磨损对表层金属冷硬影响很大。后刀面磨损量小刀具磨损对表层金属冷硬影响很大。后刀面磨损量小时，随磨损增大冷硬增大，磨损量很大时，软化作用增强。时，随磨损增大冷硬增大，磨损量很大时，软化作用增强。 3、被加工材料性能的影响 材料塑性越大、硬度越低，则材料冷硬越严重。 碳钢含碳量越高，强度越大，其塑性越小，冷硬越轻。 有色金属，熔点低，易弱化，其冷作硬化比钢轻得多。减少切削加工表面冷作硬化的措施1）合理选择刀具角度，前角大，刃口半径小。2）限制后

16、刀面的磨损。3）合理选择切削用量，V大f小。4）进行有效冷却。1、工件材料性能的影响、工件材料性能的影响 从材料塑性和导热性两个方面考虑从材料塑性和导热性两个方面考虑 高碳工具钢高碳工具钢T8：硬化程度：硬化程度60-65%，个别达，个别达100%。因为其塑性。因为其塑性差，塑性变形小差，塑性变形小. 纯铁：硬化程度纯铁：硬化程度75-80%，有时达，有时达140-150%。因纯铁塑性好，。因纯铁塑性好，塑性变形大，同时导热性好，弱化倾向小，故硬化程度高。塑性变形大，同时导热性好，弱化倾向小，故硬化程度高。2、磨削用量的影响、磨削用量的影响背吃刀量：背吃刀量：吃刀量大，磨削力大，塑性变形加剧，

17、冷硬增大吃刀量大，磨削力大，塑性变形加剧，冷硬增大纵向进给速度：纵向进给速度：进给速度大，切屑的厚大，磨削力，冷硬增大；进给速度大，切屑的厚大，磨削力，冷硬增大；另一方面，温度升高，弱化作用增强。两者综合作用。另一方面，温度升高，弱化作用增强。两者综合作用。工件转速工件转速：转速增大，接触时间短，弱化能力降低，冷硬增大。：转速增大，接触时间短，弱化能力降低，冷硬增大。磨削速度磨削速度：增大速度：增大速度,切削厚度减小，磨削温度升高，冷硬降低。切削厚度减小，磨削温度升高，冷硬降低。 3、砂轮粒度的影响 粒度越大，每颗磨粒的载荷减小，冷硬减小。（四）冷作硬化的测量方法 主要测量表层的显微硬度和硬化

18、层深度，硬化程度可通过计算得出。 显微硬度：显微硬度计 （一）机械加工表面金相组织的转变 加工过程消耗的能量绝大多数转化成热能, 在切削热作用下，表面温度会高，当温度升高到一定程度后则产生金相组织变化。切削加工一般不会严重到如此程度，但对磨削来说由于消耗的功率大，可能出现这种情况。1、磨削温度 磨削时，速度高，磨粒带为负前角，除起切削作用外，还括擦挤压工件表面，因而产生的磨削热比切削时大得多，加上有80%的磨削热传入工件，只有少部分通过切屑、砂轮、冷却液带走，而切削时只有约5%的热量进入工件，致使磨削时工件表面温度比切削时高得多。 磨削表层温度一般高达500600有时甚至达700以上，这样工件

19、表面层产生金相组织变化，并使表层金属硬度下降，并呈现氧化膜颜色，这种现象称磨削烧伤。 淬火钢磨削可能产生三种烧伤：淬火钢磨削可能产生三种烧伤：回火烧伤：回火烧伤：当磨削区温度没有超过相变温度但超过马氏体转当磨削区温度没有超过相变温度但超过马氏体转变温度（变温度（250300）时，马氏体转变成索氏体等与回）时，马氏体转变成索氏体等与回火退火相近的组织，硬度低于回火马氏体。火退火相近的组织，硬度低于回火马氏体。淬火烧伤：淬火烧伤：当磨削区温度超过相变临界温度（当磨削区温度超过相变临界温度（720）时，）时，马氏体转变成奥氏体，又由于冷却液的急剧冷却，会发生马氏体转变成奥氏体，又由于冷却液的急剧冷却

20、，会发生二次淬火现象，其硬度比回火马氏体的硬度高。二次淬火现象，其硬度比回火马氏体的硬度高。退火烧伤：如果磨削温度超过相变临界温度,且不用冷却液，由于冷却速度慢，表层金属退火,表面硬度显著下降。 表面烧伤以后在光线的照射下呈一定的颜色，从烧伤色可以判断出表面层发生金相组织变化的程度。褐色、紫色、青色都是淬火烧伤。黄、浅黄回火烧伤。 但表面没有烧伤颜色并不等于表面不存在损伤。如在磨削中，采用过大的磨削用量，造成很深的热变质层，以后的无进给磨削仅磨去表面烧伤色，但还并不意味着这层金属没有烧伤。 烧伤主要原因是磨削区域中温度过高。为此应尽量烧伤主要原因是磨削区域中温度过高。为此应尽量减少磨削时产生的

21、磨削热，并迅速将磨削热传走，降低减少磨削时产生的磨削热，并迅速将磨削热传走，降低工件表层温度。措施如下：工件表层温度。措施如下：1、正确选择砂轮、正确选择砂轮 对于导热性差的材料对于导热性差的材料，如耐热钢、轴承钢和不锈钢，如耐热钢、轴承钢和不锈钢，容易产生烧伤，容易产生烧伤，应选择较软的砂轮，使磨粒钝化后尽快应选择较软的砂轮，使磨粒钝化后尽快脱离脱离。同时可选择具有一定弹性的结合剂（如橡胶结合。同时可选择具有一定弹性的结合剂（如橡胶结合剂或树脂结合剂），也可避免烧伤。剂或树脂结合剂），也可避免烧伤。2、合理选择磨削用量、合理选择磨削用量 在磨削过程中，当增大磨削深度、砂轮转速和工件转在磨削过

22、程中，当增大磨削深度、砂轮转速和工件转速时，均会引起表面温度升高。其中，速时，均会引起表面温度升高。其中，磨削深度影响最磨削深度影响最显著，应减少磨削切深显著，应减少磨削切深。 工件转速越大，表层的温度梯度越大，发生高温的表面层越薄。 由于金相组织转变需要一定时间，提高工件转速后，工件与砂轮的接触时间会极短，而一出磨削区域，马上冷却，故一般来不及回火。 在加工中，如果出现烧伤层很薄，在以后的无进给磨削中会将其磨去。因此，问题不在于是否存在烧伤，而在于烧伤到底有多厚。 所以提高工件速度有利于减轻表面的烧伤。但提高工件转速后，会影响表面粗糙度，故在生产中采用同时提高砂轮与工件速度的方法来防止烧伤。

23、3、改善冷却条件 1ml水变成水蒸汽可带走2512J.磨削区每秒的发热量在4187J以下，如果冷却水能进入到磨削区域，可避免烧伤。（1）用高压大流量冷却。（2）为减轻高速旋转砂轮表面高压附着气流的作用，可加装空气挡板。（3）采用内冷却，砂轮是多孔的，具有渗水能力。 因有水雾，工人操作条件差，且看不到火花，不便于磨削对刀。 在切削和磨削加工中，加工表面层因发生形状、体积或金相组织变化，使表层产生相互平衡的残余应力。（一）表层金属产生残余应力的原因1、表层金属冷态塑性变形所引起的残余应力 1）加工过程中，因塑性变形会发生晶格移动，原来的紧密排列受到破坏，引起容积增大比重下降，从而在表层产生残余压应

24、力，里层产生残余拉应力。2 2）在切削力作用下，已加工表面层）在切削力作用下，已加工表面层受拉应力产生受拉应力产生伸长塑性变形伸长塑性变形，而里层仍处于弹性状态，切削力去，而里层仍处于弹性状态，切削力去除后里层金属趋于复原，但除后里层金属趋于复原，但受到已塑性变形的表层受到已塑性变形的表层限制，不能回复到原状，因而在表面层产生残余压限制，不能回复到原状，因而在表面层产生残余压应力应力，里存为拉应力。，里存为拉应力。2、局部温升过高而引起的残余应力 加工过程产生大量切削热。表层产生热膨胀，而基体温度较低，因此表层膨胀受基体的限制产生热压缩应力，当表层温度超过弹性变形范围就产生塑性变形（相对压缩）

25、；当切削结束以后，温度下降，体积要收缩，当进入弹性状态时，表层因产生热塑变形，其收缩会受到基体限制，故在表层产生拉应力，而在里层产生压应力。 当表层的残余拉应力超过材料的强度极限时，表面会产生裂纹。故在磨削加工中表面容易出现裂纹。3、金相组织变化所引起的残余应力 切削热使表层金属温度升高，甚至达到相变温度，因不同组织比重不同，相变的结果会造成体积变化，体积膨胀则产生残余压应力，体积缩小则产生残余拉应力。 如：马氏体密度为如：马氏体密度为7.75 g/cm3，奥氏体密度为，奥氏体密度为7.96 g/cm3， 珠光体密度为珠光体密度为7.78 g/cm3，铁索体密度为，铁索体密度为7.88 g/c

26、m3；以淬火钢磨削为例以淬火钢磨削为例淬火钢原来的组织是马氏体淬火钢原来的组织是马氏体7.75 g/cm3磨削加工后磨削加工后表层可能产生回火，马氏体变为珠光体表层可能产生回火，马氏体变为珠光体7.78 g/cm3密度增大而体积减小密度增大而体积减小表面产生残余拉应力表面产生残余拉应力导致导致结果结果 表面层实际存在的残余应力是上述三个方面综合作用的结果，在一定条件下，其中一种两种原因可能起主导作用。 切削加工中，如果切削热不高，以冷塑性变形为主表层产生压应力，如果切削热较高以后在表层中产生热塑性变形。热塑拉应力与冷塑压应力抵销一部分。 当冷塑占主导地位表面层产生残余压应力。 当热塑占主导地位

27、表面层产生残余拉应力。 在磨削时，一般磨削热较高，常以相变和热塑性变形产生的拉应力为主，所以表面层常带有残余拉应力。 4 4、机械加工后表面层的实际残余应力、机械加工后表面层的实际残余应力 1、切削速度和被加工材料的影响、切削速度和被加工材料的影响 45#钢，在各种切削速度下均产生残余拉应力，说钢，在各种切削速度下均产生残余拉应力，说明切削热起主要作用。明切削热起主要作用。 18CrNiMoA在切削速度较低时产生残余拉应力在切削速度较低时产生残余拉应力（切削热起主要作用），在高速切削时产生残余压应（切削热起主要作用），在高速切削时产生残余压应力（发生了金相组织转变）。力（发生了金相组织转变）。

28、 前角主要影响切削前角主要影响切削力大小力大小, ,同时影响切削同时影响切削温度温度, ,因此对表层残余因此对表层残余应力影响大应力影响大. . 另外另外, ,刃口圆角刃口圆角半径和后刀面的磨半径和后刀面的磨损状态损状态, ,也会影响残也会影响残余应力的性质余应力的性质. . 磨削加工时,工件塑性变形大,同时磨削温度高,因此塑性变形和热因素对表面残余应力都有很大影响. 如果热因素占主导地位,则产生拉伸残余应力; 如果塑性变形占主导地位,则产生压缩残余应力; 如果温度超过相变温度,且冷却充分,出现淬火烧伤,则表层产生残余压就应力（三）影响磨削残余应力的工艺因素（三）影响磨削残余应力的工艺因素1、

29、磨削用量的影响1）磨削深度（背吃刀量）影响很大 磨纯铁，吃刀量很少时，以塑性变形为主，产生压应力；吃刀量增大，温度影响为主要因素，为拉应力；再增大，塑性变形加剧，又为压应力。2）磨削速度 增大砂轮速度，温度升高,热因素作用增大;切削层变薄,塑性变形减小.产生拉应力的倾向增大。 增大工件转速和进给速度，热作用时间缩短,热因素的影响减小，而塑性变形的影响增大，产生压应力趋势增大。2、工件材料的影响 工件材料的强度越高，导热性越差，塑性越低，在磨削时越容易产生残余拉应力。1）受交变载荷的零件，最终工序选择可产生残余压应力的加工方法2）对相对滑动的零件，从提高零件抵抗滑动摩擦引起的磨损来考虑，最终工序

30、选择可产生残余拉应力的加工方法。从抵抗扩散磨损、化学磨损、粘接磨损来考虑，残余应力的性质无特殊要求，但残余应力的数值越小越好。3）对相对滚动的零件，从提高滚动磨损能力来考虑，最终工序选择可产生残余压应力的加工方法。 工件残余应力直接影响到其工作性能，而残余应力的性工件残余应力直接影响到其工作性能，而残余应力的性质、大小与最终工序相关。因此最终工序加工方法的选择，质、大小与最终工序相关。因此最终工序加工方法的选择，须考虑零件具体工作条件及零件可能产生的破坏形式。须考虑零件具体工作条件及零件可能产生的破坏形式。 通过冷压加工使表层金属产生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度，提高表面硬度，并在表面层中产

31、生残余压应力。强化工艺可提高零件抗疲劳强度和使用寿命，借助强化工艺还可以用次等材料代替优质材料。 常用的表面强化工艺方法有：喷丸、滚压、辗光 用压缩空气或离心力将大量珠丸用压缩空气或离心力将大量珠丸( (直径为直径为0.40.4 4mm) 4mm) 高速打击被高速打击被加工零件表面，使表面产生冷硬层和残余压应力，可显著提高零件的加工零件表面，使表面产生冷硬层和残余压应力，可显著提高零件的疲劳强度。珠丸可以是铸铁或砂石，钢丸更好。疲劳强度。珠丸可以是铸铁或砂石，钢丸更好。 喷丸所用设备是压缩空气喷丸装置或机械离心式喷丸装置，这些喷丸所用设备是压缩空气喷丸装置或机械离心式喷丸装置，这些装置使珠丸能

32、以装置使珠丸能以3535 50m50ms s的速度喷出。的速度喷出。珠丸珠丸(直径为直径为0.4 4mm)高速高速(35 50 m/s)打击被加打击被加工 零 件 表 面工 零 件 表 面使表面产生冷硬使表面产生冷硬层和残余压应力层和残余压应力 喷九喷九主要用于强化形状复杂零件，如齿轮、弹簧、连杆、曲轴主要用于强化形状复杂零件，如齿轮、弹簧、连杆、曲轴等。等。零件经喷九强化后，硬化层深度可达零件经喷九强化后，硬化层深度可达0.7mm0.7mm，表面租糙度，表面租糙度RaRa值可由值可由3.2 3.2 减少到减少到0.4 0.4 ，使用寿命可提高几倍到几十倍，使用寿命可提高几倍到几十倍。 用工具钢制成的钢滚轮或钢珠在零件表面上进行滚压、辗光，使表层材料产生塑性流动，从而形成新的光洁表面。粗糙度Ra从1.6降至0.1um将表面凸起部分往下压，凹下的部分往上挤，修正微观误差，形成残余压应力达到表