機械加工中的振動.ppt

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1、第四節(jié)機械加工表面質量零件的機械加工質量不僅指加工精度，而且包括加工表面質量。機械加工后的零件表面實際上不是理想的光滑表面，它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。雖然只有極薄的一層（幾微米~幾十微米），但都錯綜復雜地影響著機械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蝕性和疲勞強度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此必須加以足夠的重視。一、概述零件表面質量表面粗糙度表面波度表面物理力學性能的變化表面微觀幾何形狀特征表面層冷作硬化表面層殘余應力表面層金相組織的變化表面質量的含義（內(nèi)容）（1）表面粗糙度對零件耐磨性

2、的影響表面粗糙度太大和太小都不耐磨。如圖4-38所示。表面粗糙度太大，接觸表面的實際壓強增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、擠裂、切斷，故磨損加??；表面粗糙度太小，也會導致磨損加劇。因為表面太光滑，存不住潤滑油，接觸面間不易形成油膜，容易發(fā)生分子粘結而加劇磨損。表面粗糙度的最佳值與機器零件的工作情況有關，載荷加大時，磨損曲線向上、向右移動，最佳表面粗糙度值也隨之右移。二、表面質量對零件使用性能的影響1．表面質量對零件耐磨性的影響圖4－38表面粗糙度與初期磨損量的關系（2）表面層的冷作硬化對零件耐磨性的影響加工表面的冷作硬化，

3、一般能提高零件的耐磨性。因為它使磨擦副表面層金屬的顯微硬度提高，塑性降低，減少了摩擦副接觸部分的彈性變形和塑性變形。并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。這是因為過分的冷作硬化，將引起金屬組織過度“疏松”，在相對運動中可能會產(chǎn)生金屬剝落，在接觸面間形成小顆粒，使零件加速磨損。2．表面質量對零件疲勞強度的影響（1）表面粗糙度對零件疲勞強度的影響表面粗糙度越大，抗疲勞破壞的能力越差。對承受交變載荷零件的疲勞強度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件

4、耐疲勞性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的紋痕越深，紋底半徑越小，其抗疲勞破壞的能力越差。（2）表面層冷作硬化與殘余應力對零件疲勞強度的影響適度的表面層冷作硬化能提高零件的疲勞強度。殘余應力有拉應力和壓應力之分，殘余拉應力容易使已加工表面產(chǎn)生裂紋并使其擴展而降低疲勞強度殘余壓應力則能夠部分地抵消工作載荷施加的拉應力，延緩疲勞裂紋的擴展，從而提高零件的疲勞強度。3.表面質量對零件工作精度的影響（1）表面粗糙度對零件配合精度的影響表面粗糙度較大，則降低了配合精度。（2）表面殘余應力對零件工作精度的影響表面層有較大的殘余應力

5、，就會影響它們精度的穩(wěn)定性。4．表面質量對零件耐腐蝕性能的影響（1）表面粗糙度對零件耐腐蝕性能的影響零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強烈。因此減小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蝕性能。（2）表面殘余應力對零件耐腐蝕性能的影響零件表面殘余壓應力使零件表面緊密，腐蝕性物質不易進入，可增強零件的耐腐蝕性，而表面殘余拉應力則降低零件耐腐蝕性。表面質量對零件使用性能還有其它方面的影響：如減小表面粗糙度可提高零件的接觸剛度、密封性和測量精度；對滑動零件，可降低其摩擦系數(shù)，從而減少發(fā)熱和功率損失。

6、表面質量對零件使用性能的影響零件表面質量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性對疲勞強度的影響對耐磨性影響對耐腐蝕性能的影響對工作精度的影響粗糙度越大，疲勞強度越差適度冷硬、殘余壓應力能提高疲勞強度粗糙度越大、工作精度降低殘余應力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應力提高耐腐蝕性，拉應力反之則降低耐腐蝕性三、影響加工表面粗糙度的主要因素及其控制機械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可歸納為幾何因素和物理力學因素兩個方面。（一）切削加工表面粗糙度1、幾何因素刀尖圓弧半徑rε主偏角kr、副偏角kr′進給量f（

7、圖4－40）H=f/(cotκr+cotκr′)(8-1)H=f2/(8rε)(8-2)圖4－40車削、刨削時殘留面積高度2、物理力學因素（1）工件材料的影響韌性材料：工件材料韌性愈好，金屬塑性變形愈大，加工表面愈粗糙。故對中碳鋼和低碳鋼材料的工件，為改善切削性能，減小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質處理。脆性材料：加工脆性材料時，其切削呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點，使表面粗糙。（2）切削速度的影響加工塑性材料時，切削速度對表面粗糙度的影響（對積屑瘤和鱗刺的影響）見如圖4-41所示。此

8、外，切削速度越高，塑性變形越不充分，表面粗糙度值越小選擇低速寬刀精切和高速精切，可以得到較小的表面粗糙度。（4）其它因素的影響此外，合理使用冷卻潤滑液，適當增大刀具的前角，提高刀具的刃磨質量等，均能有效地減小表面粗糙度值。（3）進給量的影響減小進給量f固然可以減小表面粗糙度值，但進給量過小，表面粗糙度會有增大的趨勢。圖4－41加工