机械加工表面质量

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机器零件的破坏,一般都是从表面层开始的。
一、 加工表面质量的概念
加工表面质量包含以下两个方面的内容:
1.加工表面的几何形貌
(1)表面粗糙度
(2)表面波纹度
(3)表面纹理方向
(4)表面缺陷
2.表面层材料的物理力学性能
(1)表面层的冷作硬化
(2)表面层残余应力
(3)表面层金相组织变化
二、 机械加工表面质量对机器使用性能的影响
1. 表面质量对耐磨性的影响
(1)表面粗糙度对耐磨性的影响
(2)表面冷作硬化对耐磨性的影响
(3)表面纹理对耐磨性的影响
2. 表面质量对零件疲劳强度的影响
3. 表面质量对抗腐蚀性能的影响
4.表面质量对零件配合性质的影响
三、加工表面的表面粗糙度
切削加工的表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度。
加工塑性材料时,切削速度v对加工表面粗糙度
加工相同材料的工件,晶粒越粗大,切削加工后的表面粗糙度值越大。
适当增大刀具的前角,可以降低被切削材料的塑性变形;降低刀具前刀面和后刀面的表面粗 糙度可以抑制积屑瘤的生成;增大刀具后角,可以减少刀具和工件的摩擦;合理选择冷却润滑液,可以减少材料的变形和摩擦,降低切削区的温度;采取上述各项措施均有利于减小加工表面的粗糙度。
四、加工表面的物理力学性能
(一) 表面层材料的冷作硬化
1. 冷作硬化的评定参数
2.影响冷作硬化的因素
(1)刀具的影响
(2)切削用量的影响
(3)加工材料的影响
(二)表面层材料金相组织变化
如果磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过相变临界温度(碳钢的相变温度为723℃),这时工件表层金属的金相组织,由原来的马氏体转变为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体),这种烧伤称为回火烧伤;
如果磨削区温度超过了相变温度,在切削液急冷作用下,表层金属将发生二次淬火,硬度高于原来的回火马氏体,里层金属则由于冷却速度慢,出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织,这种烧伤称为淬火烧伤;
若工件表层温度超过相变温度,而磨削区又没有冷却液进入,表层金属便产生退火组织,硬度急剧下降,称之为退火烧伤。
(三)表面层残余应力
1.加工表面产生残余应力的原因
(1)表层材料比容增大
(2)切削热的影响
(3)金相组织的变化
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