机械制造工程原理第五章课件.pptx

1、5.1.2 表面质量对使用性能的影响（1）耐磨性1)表面粗糙度对初期磨损影响 2)表面粗糙度纹路方向对零件耐磨性的影响 3)表面物理机械性能对耐磨性影响（2）耐疲劳性1)表面粗糙度 2)表面残余应力 希望存在压应力3)冷作硬化 大小要适当（3）耐腐蚀性 表面粗糙度耐腐蚀性 残余应力耐腐蚀性 冷作硬化耐腐蚀性（4）配合质量 表面粗糙度适当 5.2 表面粗糙度及其影响因素5.2.1 切削加工后的表面粗糙度 积屑瘤的影响：鳞刺的影响：鳞刺的形成：抹试阶段、导裂阶段、层积阶段、刮成阶段（1）切削速度的影响（2）被加工材料性质的影响 塑性、脆性表面粗糙度（3）刀具的几何形状、材料、刃磨质量的影响 前角表

2、面粗糙度 5.2.2 磨削加工后的表面粗糙度影响因素：（1）砂轮粒度 砂粒越细表面粗糙度（2）砂轮修整（3）砂轮的速度 速度表面粗糙度（4）磨削深度与工件速度 磨削深度表面粗糙度 工件速度表面粗糙度 5.3 机械加工后表面物理机械性能的变化 5.3.1 加工表面的冷作硬化 原因：表面层金属晶体剪切滑移，晶格扭曲，晶粒拉长、破碎、纤维化。表示参数：冷硬层深度h，表面层显微硬度H，硬化程度N00HHHN 影响冷作硬化的主要因素：1)刀具 刀具刃口半径冷作硬化，磨损冷作硬化2)切削用量 3)被加工材料 塑性冷作硬化 5.3.2 加工表面的金相组织变化磨削烧伤 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度（

3、中碳钢250300），而未超过相变临界温度（碳钢约为720），马氏体变成索氏体或屈氏体。淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，又有冷却液作用，表面最外层出现二次淬火马氏体（硬度更高），次表层为回火组织。退火烧伤：磨削区温度超过相变温度，无冷却液作用。表面有黄、褐、紫、青等烧伤色。5.3.3 加工表面层的残余应力（1）表面层残余应力产生的原因1)冷作硬化的影响 产生残余压应力2)热塑性变形的影响 产生残余拉应力 3)金相组织的变化马氏体密度最小，奥氏体密度最大 回火烧伤：表面层产生残余拉应力，里层产生残余压应力 淬火烧伤：表面层产生残余压应力，里层产生残余拉应力（2）磨削裂纹及避免产生裂纹的措施 当

4、残余应力超过材料的强度极限时，零件表面就会产生裂纹。裂纹很小难于用肉眼发现也可能不在外表面。裂纹常与烧伤同时出现。1）提高冷却效果 2）磨削用量的选择工件速度对残余应力的影响 磨削深度对残余应力的影响 砂轮速度对残余应力的影响 3）改善砂轮的磨削性能 5.4 控制加工表面质量的途径1.控制磨削参数 减少、避免烧伤2.采用超精加工方法作为最终加工工序 包括研磨、珩磨、抛光等，目的是进一步降低表面粗糙度、提高精度3.采用喷丸、滚压、撵光等强化工艺 产生残余压应力和冷作硬化5.5 振动对表面质量的影响极其控制5.5.1 振动对表面质量的影响振动是有害的，主要表现在：增大表面粗糙度 降低生产率 影响刀

5、具寿命 对机床、夹具等不利切削加工中的振动类型：自由振动、强迫振动、自激振动 5.5.2 强迫振动 是在外界周期性干扰力作用下的不衰减振动（1）.切削加工中产生强迫振动的原因 机床：主轴、轴承、齿轮、皮带轮、电机 刀具：多刃、多齿刀具，如铣刀、拉刀、滚刀 工件：断续表面、余量不均、硬度不一 其他：相临机床干扰（2）.强迫振动的特点 干扰力在，振动在；干扰力不在，振动停止 振动频率等于干扰力频率 阻尼越小振幅越大（2）消除强迫振动的途径消振与隔振：针对外部振源消除回转零件的不平衡提高传动件的制造精度提高系统刚度，增加阻尼 5.5.3 自激振动 由振动本身引起的切削力周期性变化，反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，振动在没有外界干扰力 的作用下持续下去。一般频率较高，又称为颤振。（1）自激振动的特点是一种不衰减的振动振动频率等于或接近于系统的固有频率振幅大小取决于每一振动周期内系统所获得的能量与所消耗的能量的对比情况。切削或磨削停止，自激振动停止（2）消除自激振动的途径1）合理选择与切削过程有关的参数合理选择切削用量合理选择刀具几何参数 2）提高工艺系统本身的抗振性 机床 刀具：减小长度；采用组合刀杆 工件：中心架、跟刀架3）使用消振器装置