机械制造工艺学 课件 项目3 机械加工表面质量分析

项目3机械加工表面质量分析机械制造工艺学(任务)目录

任务3.1认识机械加工表面质量1

任务3.2影响机械加工表面粗糙度的因素2

任务3.3影响表面物理力学性能的工艺因素3机械制造工艺学项目引入如图3-1所示为一连接器壳体零件，材料为20钢。

分析其机械加工表面质量的影响因素，保证壳体零件机械加工表面质量的要求。机械制造工艺学任务3.1认识机械加工表面质量3.1.1机械加工表面质量的含义

经机械加工后的零件表面，并不是理想的光滑表面，它不仅存在宏观的几何形状误差，也存在着微观的几何形状误差和表面波纹度误差。机械制造工艺学1．表面层的几何形状特征①表面粗糙度

表面的微观几何形状误差，评定参数主要有轮廓算术平均偏差Ra、轮廓微观不平度十点高度Rz或轮廓最大高度Ry。②表面波纹度

表面波纹度是介于宏观几何形状误差与表面粗糙度之间的周期性几何形状误差。表面波纹度主要是由振动产生的，应作为工艺缺陷设法消除。2．表面层的物理力学性能①表面层的加工硬化。②表面层材料金相组织的变化。③表面层的残余应力。机械制造工艺学3.1.2表面质量对零件使用性能的影响1．零件表面质量对零件耐磨性的影响机械制造工艺学2．零件表面质量对零件疲劳强度的影响3．零件表面质量对零件耐腐蚀性的影响4．零件表面质量对零件配合质量的稳定性及可靠性的影响表面质量对零件的其他性能也有影响。例如，减小零件的表面粗糙度可以提高密封性能，提高零件的接触刚度，降低相对运动零件的摩擦系数，从而减少发热和功率损耗，减小设备的噪音等。机械制造工艺学任务3.2

影响机械加工表面粗糙度的因素3.2.1影响机械加工表面粗糙度的几何因素机械制造工艺学（1）尖刀切削时，切削层残留面积的高度H为（2）带圆角半径r0的刀具切削时，切削层残留面积的高度H为减小进给量f，减小主、副偏角，增大刀尖圆角半径，都能减小切削层残留面积高度H，也就减小了零件的表面粗糙度。机械制造工艺学3.2.2影响机械加工表面粗糙度的物理因素1．切削力和摩擦力的影响2．积屑瘤的影响3．鳞刺的影响机械制造工艺学3.2.3影响磨削加工表面粗糙度的因素1．磨削加工的特点（1）磨削过程比金属切削刀具的切削过程要复杂得多（2）砂轮的磨削速度高（3）磨削时砂轮的线速度高，单位时间内切除金属的量大2．影响磨削加工表面粗糙度的因素（1）磨削用量的影响（2）砂轮的影响（3）被加工工件材料的影响机械制造工艺学任务3.3影响表面物理力学性能的工艺因素3.3.1表面层残余应力残余应力的产生，主要受到冷塑性变形、热塑性变形和金相组织变化的影响。3.3.2表面层加工硬化

表层金属在产生塑性变形的同时，还会产生一定数量的热，使金属表面层温度升高。当温度达到0.25～0.3T熔范围时，就会产生冷硬的回复，回复作用的速度取决于温度的高低和冷硬程度的大小。

温度越高，冷硬程度越大，作用时间越长，回复的速度越快，因此在冷硬的同时，也进行着回复。机械制造工艺学1．影响表面层冷作硬化的因素表面层冷作硬化主要受切削用量、刀具和工件材料等因素的影响。2．减少表面层冷作硬化的措施（1）合理选择刀具的几何参数，采用较大的前角和后角，并在刃磨时尽量减小其刀尖圆弧半径；（2）使用刀具时，应合理限制其后刀面的磨损程度；（3）合理选择切削用量，采用较高的切削速度和较小的进给量；（4）加工时采用有效的切削液。机械制造工艺学3.3.3表面层金相组织变化1．影响表面层的金相组织变化的因素根据磨削烧伤时温度的不同，可分为：

（1）回火烧伤

（2）淬火（3）退火烧伤

以上三种烧伤中，退火烧伤最为严重。2．防止磨削烧伤的工艺措施（1）合理选择磨削用量（2）合理选择砂轮并及时修整（3）改善冷却方法机械制造工艺学项目实施1．连接器壳体零件机械加工表面质量评价要素（1）表面粗糙度（2）加工硬化（3）表层残余应力（4）表层微裂纹机械制造工艺学2．影响连接器壳体零件表面粗糙度的因素分析（1）壳体工件材料（2）切削用量

切削用量中切削速度和进给量对表面粗糙度的影响最大。（3）刀具几何参数

刀具几何参数包括前角、后角、主偏角、副偏角和刀尖圆角半径等。（4）刀具材料（5）切削液

机械制造工艺学3．壳体表面质量对连接器性能的影响（1）表面质量对疲劳强度的影响

（2）表面质量对耐蚀性的影响（