CH5机械加工表面质量.pptx

第 5 章机械加工表面质量;本章提要 ;5.1;任何机械加工方法所得到的零件表面，实际上都不是完全理想的表面。实践证明，机器零件的破坏，一般都从表层开始，这从一定程度上表明零件的表面质量对产品质量影响很大。 产品工作性能的可靠性、耐久性，很大程度上取决于其主要零件的表面质量。机器零件使用性能的耐磨性、疲劳强度、耐蚀性等，除与材料本身的性能和热处理有关外，主要取决于加工后的表面质量。随着产品性能的不断提高，一些重要零件必须在高应力、高速、高温等极端条件下工作，因其工作表面作用有最大应力并直接受外界介质的腐蚀，表面层的任何缺陷都可能引起应力集中、应力腐蚀等现象而导致零件的损坏，于是表面质量问题也会变得突出和复杂。;研究表面质量的目的，是要掌握机械加工中各种工艺因素对表面质量的作用及影响规律，以便应用这些规律控制加工过程，最终提高零件的表面质量和产品使用性能。 机械加工表面质量的研究内容包括加工表面几何形状特征和表面层物理、机械性能的变化。;吸附层 8nm;零件表面质量;表面粗糙度：是指表面微观几何形状误差，其波长与波高的比值在L1/H1＜40的范围内，波距1mm。(Ra=0.012，0.025，0.05，0.1，0.2，0.4，0.8，1.6，3.2，6.3，12.5，25，50) 表面波度：是介于加工精度（宏观几何形状误差L3/H3 = 1000）和表面粗糙度间的一种带有周期性的几何形状误差，其波长与波高的比值在40＜L2/H2＜1000的范围，波距=1~10mm 纹理方向： 纹理方向是指表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法。 伤痕：是加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如：砂眼、气孔、裂痕等。;L1范围内的凹凸不平(表面粗糙度)H1 L2范围内的凹凸不平(波度)H2 平面度H3 表面粗糙度和波度 ;参数及数值/um;1) 表面层冷作硬化(简称冷硬)：在机械加工中，零件表面层产生强烈的冷态塑性变形后，引起的强度和硬度都有所提高的现象。一般情况下表面硬化层的深度可达0.05 — 0.30mm。 2) 表面层金相组织的变化：机械加工过程中，由于切削热或磨削热的作用引起工件表面温升过高，表面层金属的金相组织发生变化的现象。 3) 表面层残余应力：是由于加工过程中切削变形和切削热的影响，工件表面层产生残余应力。;1、 表面质量对耐磨性的影响; （1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响 表面粗糙度太大和太小都不耐磨 表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧； 表面粗糙度太小，也会导致磨损加剧。因为表面太光滑，存不住润滑油，接触面间不易形成油膜，容易发生分子粘结而加剧磨损。; （1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响 表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关，载荷加大时，磨损曲线向上、向右移动，最佳表面粗糙度值也随之右移。?;（2）表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响;（1）表面粗糙度对零件疲劳强度的影响 表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。 对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。 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，其抗疲劳破坏的能力越差。 ;（2）表面层冷作硬化与残余应力对零件疲劳强度的影响 适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度。 残余应力有拉应力和压应力之分: 残余拉应力容易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度 残余压应力则能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。;（1）表面粗糙度对零件配合精度的影响 表面粗糙度较大，则降低了配合精度。 （2）表面残余应力对零件工作精度的影响 表面层有较大的残余应力，就会影响它们精度的稳定性。;（1）表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响 零件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈。因此减小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蚀性能。 （2）表面残余应力对零件耐腐蚀性能的影响 零件表面残余压应力使零件表面紧密，腐蚀性物质不易进入，可增强零件的耐腐蚀性，而表面残余拉应力则降低零件耐腐蚀性。 表面质量对零件使用性能还有其它方面的影响：如减小表面粗糙度可提高零件的接触刚度、密封性和测量精度；对滑动零件，可降低其摩擦系数，从而减少发热和功率损失。;零件表面质量; 5.1 概 述;机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。;1、 切