机械加工表面质量概述PPT78页.pptx

第四节机械加工表面质量零件表面质量（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。如图4-38所示。
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。
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（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。3.表面质量对零件工作精度的影响
（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。4．表面质量对零件耐腐蚀性能的影响表面质量对零件使用性能的影响三、影响加工表面粗糙度的主要因素及其控制图4－40车削、刨削时残留面积高度图4－41加工塑性材料时切削速度对表面粗糙度的影响影响切削加工表面粗糙度的因素（二）磨削加工表面粗糙度砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。
工件转速对表面粗糙度值的影响刚好与砂轮转速的影响相反。工件的转速增大，通过加工表面的磨粒数减少，因此表面粗糙度值增大。
砂轮的纵向进给量小于砂轮的宽度时，工件表面将被重叠切削，而被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。
图4－47砂轮上的磨粒影响磨削加工表面粗糙度的因素四、影响表面层物理力学性能的
主要因素及其控制1.表面层的冷作硬化（3）影响表面层加工硬化的因素2.表面层残余应力（1）表面层残余应力的产生图切削热在表层金属产生残余拉应力的示意图机械加工后工件表面层的残余应力是冷态塑性变形、热态塑性变形和金相组织变化的综合结果。切削加工时起主要作用的往往是冷态塑性变形，表面层常产生残余压缩应力。磨削加工时起主要作用的通常是热态塑性变形或金相组织变化引起的体积变化，表面层常产生残余拉伸应力。切削加工中，由于切削热的作用，在工件的加工区及其邻近区域产生了一定的温升。
定义：磨削加工时，表面层有很高的温度，当温度达到相变临界点时，表层金属就发生金相组织变化，强度和硬度降低、产生残余应力、甚至出现微观裂纹。这种现象称为磨削烧伤。
淬火钢在磨削时，由于磨削条件不同，产生的磨削烧伤有三种形式。淬火烧伤磨削用量图内冷却装置
1－锥形盖2－通道孔3－砂轮中心孔
4－有径向小孔的薄壁套图开槽砂轮
a）槽均匀分布b）槽均匀分布第四节提高表面层物理力学性能的加工方法图滚压加工原理2.喷丸强化
喷丸强化是利用大量快速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷硬层和压缩残余应力，如图8-13所示为珠丸挤压工件表面的状态,可显著提高零件的疲劳强度。
珠丸可以是铸铁的，也可以是切成小段的钢丝（使用一段时间后，自然变成球状）。对于铝质工件，为避免表面残留铁质微粒而引起电解腐蚀，宜采用铝丸或玻璃丸。珠丸的直径一般为0.2~4mm，对于尺寸较小、表面粗糙度值较小的工件，采用直径较小的珠丸。
喷丸强化主要用于强化形状复杂或不宜用其它方法强化的工件，如板弹簧、螺旋弹簧、连杆、齿轮、焊缝等。经喷丸加工后的表面，硬化层深度可达0.7mm，零件表面粗糙度值可由Ra5~2.5μm减小到Ra0.63~0.32μm，可几倍甚至几十倍地提高零件的使用寿命。
第五节机械加工中的振动机械加工中振动的种类及其主要特点图1内圆磨削振动系统
a)模型示意图b）动力学模型c）受力图根据牛顿运动规律建立微分方程：a）有阻尼的自由振动进入稳态后的振动方程为：式中f—f=F/m；
A0—系统在静力F作用下的静位移（m)1）强迫振动是由周期性激振力引起的，不会被阻尼衰减掉，振动本身也不能使激振力变化。

2）强迫振动的振动频率与外界激振力的频率相同，而与系统的固有频率无关。

3）强迫振动的幅值既与激振力的幅值有关，又与工艺系统的特性有关。
①激振力的影响。A0=F/kⅠ）当λ→0时，η→1，λ＜0.6～0.7，准静态区，在该区增加系统静刚度，可减小振动。
Ⅱ）当λ→1时，η会急剧增大，此现象称为共振，0.7＜λ＜1.4的区域称为共振区，在该区增大阻尼→共振↓
Ⅲ）当λ＞＞1时，η→0，λ＞1.4区域称为惯性区，在该区增加振动体的质量，可减小振动振幅。三、机械加工中的自激振动与控制图自激振动系统的组成（2）自激振动的特征如图2a所示为单自由度机械加工振动模型。设