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機械加工表面质量与振动.ppt

发布:2017-04-08约1.63千字共13页下载文档
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* 机械加工表面质量与振动 1)表面层的加工硬化 2)表面层金相组织的变化 3)表面层的残余应力 (2)表面层的物理力学性能 (1)表面的几何形状特征 1)表面粗糙度 微观误差 波距<1mm 2)表面波度 微观与宏观之间波距1~10mm 一、概述 1.表面质量的基本概念 2.表面质量对使用性能的影响 (1)表面质量对零件耐磨性的影响 零件磨损三个阶段: 初期磨损阶段 正常磨损阶段 剧烈磨损阶段 一般来说表面粗糙 度值越小耐磨性越 好。但太小不易储 油接触面发生分子 粘接,磨损增加。 表面加工硬化使表 层硬度增加耐磨性 提高。但硬化过度 会使表层剥落,加 快零件的磨损。 表面金相组织的变 化会导致表层硬度 发生变化,影响零 件的耐磨性。 (2)表面质量对疲劳强度的影响 (4)表面质量对配合质量的影响 (3)表面质量对耐腐蚀性的影响 表面粗糙度值越大,抗疲劳破坏能力越差; 表面残余拉应力促使裂纹扩展,压应力阻止裂纹扩展; 表层加工硬化适度会提高疲劳强度,过大易产生裂纹 表面粗糙度值越大,抗腐蚀性越差; 表层加工硬化及金相组织变化易产生内应力,导致应力 腐蚀开裂,降低零件腐蚀性,而压应力有利微裂纹闭合 表面粗糙度值越大,零件配合精度越低。 二、影响加工表面质量的因素 1.影响表面粗糙度的因素 (1)切削加工影响表面粗糙度的因素 1)刀具几何形状的影响 H=f /(cotκr+cotκr′) H=rε(1-cosα)≈ f 2/8 rε 减小f 、κr 、κr′及加大rε ,可减小残留面积的高度 2)工件材料的性质 工件材料塑性越好,塑性变形越大,易产生积屑瘤和 鳞刺,加工表面粗糙。适当增大刀具前角,提高刃磨 质量,合理选择切削液,抑制积屑瘤和鳞刺。 3)切削用量 切削速度对表面粗糙 度影响很大,切削塑 性材料时切削速度处 在产生积屑瘤和鳞刺 范围内,加工表面粗 糙。 (2)磨削加工影响表面粗糙度的因素 1)砂轮的粒度 磨粒越细表面粗糙度值越小 2)砂轮的硬度 硬度适当表面粗糙度值小 6)圆周进给速度和轴向进给量↑粗糙度值增大 5)径向进给量和光磨次数 径向进给量增加, 粗糙度值增大;光磨次数增多,粗糙度值减小 4)磨削速度 提高磨削速度粗糙度值小 3)砂轮的修整 微刃性等高性好粗糙度值小 7)冷却润滑液 降低表面粗糙度值 2.影响表面层物理力学性能的因素 (1)表面层的加工硬化 1)加工硬化产生的原因 表层材料塑性变形剪切滑移晶格畸变晶粒伸长纤维化 加工硬化的评定指标: ① 表层金属的显微硬度 HV ② 硬化层深度 h ③ 硬化程度 N N =((HV - HV 0)/ HV 0)×100% 2)影响加工硬化的主要因素 ① 刀具 ② 切削用量 ③ 工件材料 (2)表面层材料的金相组织变化 切削加工时切削热大部分被切屑带走对金相组织影响小, 磨削时工件温升高引起金相组织显著变化 磨削淬火钢时可能产生三种烧伤: 1)回火烧伤 马氏体转变成索氏体或屈氏体 2)淬火烧伤 表层二次淬火马氏体下层回火组织 3)退火烧伤 表层产生退火组织表面硬度 改善磨削烧伤的途径: 1)选择硬度较低的砂轮,选有一定弹性的结合剂 2)合理选择磨削用量 3)改善冷却条件 (3)表面层的残余应力 残余应力产生的原因: 1)冷态塑性变形 2)热态塑性变形 3)金相组织的变化 3.机械加工过程中的振动 振动主要来自两方面: 1)机内振源 旋转件的不平衡、传动机构的缺陷、冲 击、惯性力等引起的振动 2)机外振源 其它机床、锻锤等 三、提高表面质量的途径 1.采用精密和光整加工工艺 精密车削、高速精镗、宽刃精刨、精密磨削; 光整加工:研磨、超精研磨、珩磨 2.采用冷压强化工艺 滚压、挤压、喷丸强化 3.减小残余应力、防止磨削烧伤及裂纹 *
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