《机械制造工艺基础》课件-机械加工表面质量

机械制造工艺基础—机械加工表面质量—目录\CONTENTS基本概念表面质量对零件使用性能的影响02影响表面粗糙度的因素及改善措施0301基本概念指零件表面的微观几何形状误差1、表面层的几何形状偏差（1）表面粗糙度基本概念指零件表面周期性的几何形状误差1、表面层的几何形状偏差（2）表面波纹度加工表面不平度中波长与波高的比值等于50～1000的几何形状误差称为波纹度，它是由机械加工中的振动引起的。当波长与波高比值大于1000时，称为宏观几何形状误差。例如：圆度误差、圆柱度误差等，它们属于加工精度范畴

1）冷作硬化表面层因加工中塑性变形而引起的表面层硬度提高的现象。

2）残余应力表面层因机械加工产生强烈的塑性变形和金相组织的可能变化而产生的内应力。

3）表面层金相组织变化表面层因切削加工时切削热而引起的金相组织的变化。2、表面层的物理、力学性能目录\CONTENTS基本概念表面质量对零件使用性能的影响02影响表面粗糙度的因素及改善措施0301表面质量对零件使用性能的影响1、对零件耐磨性的影响表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说来，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，因接触面容易发生分子粘接，且润滑液不易存储，磨损反而增加。在一定条件下有一个初期磨损量最小的表面粗糙度，称为最佳表面粗糙度值，0.3-1.2um。表面质量对零件使用性能的影响2、对疲劳强度的影响表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底半径越小，其抵抗疲劳破坏的能力越差。钢材对应力集中最为敏感，钢材的强度极限越高，对应力集中的敏感程度就越大，而铸铁和有色金属对应力集中的敏感性较弱。（1）表面粗糙度表面质量对零件使用性能的影响2、对疲劳强度的影响表面层金属的加工硬化能够阻止疲劳裂纹的生长，可提高零件的耐疲劳强度。在实际加工中，加工表面发生加工硬化的同时，必然伴随产生残余应力。残余应力有拉应力和压应力之分，拉伸残余应力将使耐疲劳强度下降，而压缩残余应力则可使耐疲劳强度提高。（2）表面层加工硬化表面质量对零件使用性能的影响3、对配合性质的影响表面质量对零件配合质量的影响很大。对于间隙配合的表面，如果太粗糙，初期磨损量就很大，配合间隙迅速加大，改变了配合性质。对于过盈配合表面，表面粗糙度越大，两表面相配合时表面凸峰易被挤掉，会使过盈量减少。对于过渡配合表面，则兼有上述两种配合的影响。表面的残余应力影响零件配合的稳定性。因此配合质量要求高时，表面的粗糙度值要小。目录\CONTENTS基本概念表面质量对零件使用性能的影响02影响表面粗糙度的因素及改善措施03011．工件材料

韧性材料：工件材料韧性越好，金属塑性变形越大，加工表面越粗糙。脆性材料：加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。改善措施：常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较大的硬度。2．切削用量

进给量越大，残留面积高度越高，零件表面越粗糙。切削速度对表面粗糙度的影响也很大。在中速切削塑性材料时，由于容易产生积屑瘤，且塑性变形较大，因此加工后零件表面粗糙度较大。改善措施：

（1）减小进给量。（2）采用低速或高速切削塑性材料。3．刀具几何参数

主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径对零件表面粗糙度有直接影响。

改善措施：

（1）在进给量一定的情况下，减小主偏和副偏角或增大刀尖圆弧半径。（2）适当增大前角和后角，减小切削变形和前后刀面间的摩擦。

4．切削液

切削液的冷却和润滑作用有：减小切削过程中的界面摩擦。降低切削区温度。使切削层金属表面的塑性变形程度下降。抑制积屑瘤的产生。因此可大大减小表面粗糙度。基本