【2017年整理】五机械加工表面质量.ppt

第五章 机械加工表面质量 ;5.1 机械加工表面质量概述;5.1.1 表面质量的含义;加工表面质量包含两方面的内容： 表面几何形状特征 表面层物理、机械性能的变化;（1）表面粗糙度 表面粗糙度指已加工表面纹理波距在1mm以下的微观几何形状误差，其大小是以表面轮廓的算术平均偏差Ra或微观不平度的平均高度Rz表示的 （2）表面波度 表面波度指已加工表面纹理波距在1～10mm的几何形状误差，它是介于宏观形状误差与表面粗糙度之间的周期性几何形状误差，其大小以波长和波高表示;主要有以下三方面的内容： （1）表面层因塑性变形产生的加工硬化（亦称冷作硬化）（cold work hardening）； （2）表面层因切削或磨削热引起的金相组织（metallographic organism）变化； （3）表面层因力或热的作用产生的残余应力（remanent stress ;5.1.2 机械加工表面质量对零件使用性能的影响;1、表面质量对耐磨性的影响;1、表面质量对耐磨性的影响;1、表面质量对耐磨性的影响;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;对于相互配合的零件，无论是间隙配合（clearance fit）、过渡配合（transition fit），还是过盈配合（interference fit），如果配合表面的粗糙度值过大，必然会影响到它们的实际配合性质;对于间隙配合的表面，如果粗糙度值过大 相对运动时摩擦磨损就大 经初期磨损后配合间隙就会增大很多 从而改变了应有的配合性质 甚至使得机器出现漏气、漏油或晃动而不能正常工作;对于过盈配合的表面，在将轴压入孔内时，配合表面的部分凸峰会被挤平，使实际过盈量减小 若表面粗糙度值过大，即使设计时对过盈量进行一定补偿，并按此进行加工，取得有效的过盈量，但其配合的强度与具有同样有效过盈量的低粗糙度配合表面的过盈配合相比，仍要低得多;有配合要求的表面一般都要求有适当小的表面粗糙度，配合精度越高，要求配合表面的粗糙度越小 ;在交变载荷作用下，零件表面的微观不平、划痕和裂纹等缺陷会引起应力集中现象，在零件表面的微观低凹处的应力容易超过材料的疲劳极限而出现疲劳裂纹，造成疲劳损坏;当零件在有腐蚀性介质的环境中工作时，腐蚀性介质容易吸附和积聚在粗糙表面的凹谷处，并通过微细裂纹向内渗透 表面粗糙度值越高，凹谷越深、越尖锐，尤其是当表面有裂纹时，对零件的腐蚀作用就越强烈 ;5.1.3 表面完整性的概念;5.1.3 表面完整性的概念;根据零件技术要求不同，表面完整性的评价指标分成三个级别标准进行评定。这三个级别中后一级是前一级的发展;三个级别规定如下： 1、基本数据组 (1)表面粗糙度和表面纹理组织; (2)宏观组织 (10×或更低倍数) —宏观裂纹，腐蚀的显示; (3)微观组织与表面冶金学特性 微观裂纹、塑性变形、表面层相变、显微结构变化、金相显微组织评价；;三个级别规定如下： 2、标准数据组 是在基本数据组的基础上增加根据零件使用的应力条件、环境介质、温度条件和加工要求提出的物理-力学特性要求，包括： ①基本数据组 ②疲劳强度 ③残余应力和变形 ④应力腐蚀试验要求。 ; 3、扩大数据组 它是在标准数据组基础上，扩大了力学性能试验和工程技术专门要求的检测，以满足设计对表面质量的深大要求 它包括： (1)标准数据组， (2)扩大的疲劳试验，用于获得设计所需要的信息； (3)扩大的力学性能，如拉力试验、应力断裂、蠕变； (4)其它特殊性能，如摩擦特性、表面锈蚀特性、光学特性等 ;5.2 影响加工表面粗糙度的主要因素及其控制措施;5.2.1 表面粗糙度的形成、影响因素及控制措施 ;1、切削加工;1)几何因素 由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz 几何原因主要影响横向粗糙度。;2）物理因素 已加工表面的实际轮廓与纯几何因素所形成的理论轮廓往往有较大差异，这是由于切削过程中各种不稳定因素造成的，其中主要包括 积屑瘤(built-up edge) 鳞刺(scale burr) 表层塑性变形(plastic deformation)等物理因素。 切削脆性材料时，材料易于碎裂，形成崩碎切屑，使加工表面粗糙 ;3）切削加工时的振动(vibration) 工艺系统的低频振动，一般在已加工表面上产生波度 工艺系统的高频振动则是产生纵向粗糙度的原因之一 ;（2）影响表面粗