《机械制造基础》课件 4.2机械加工表面质量

机械加工表面质量《机械制造基础》12机械加工表面质量概述影响机械加工表面粗糙度的因素3影响材料表面物理力学性能的工艺因素4机械加工中的振动一、机械加工表面质量概述机械加工表面质量是指零件加工后的表面层状态，是判定零件质量的主要依据之一。一、机械加工表面质量概述1、机械加工表面质量的含义（1）表面层的几何形状特征

1）表面粗糙度

2）波度（2）表面层物理力学性能的变化

1）表面层的加工硬化；

2）表面层金相组织的变化；

3）表面层残余应力。图4-2-1表面粗糙度和波度一、机械加工表面质量概述2、表面质量对零件使用性能的影响（1）表面质量对零件耐磨性的影响（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能的影响（4）零件表面质量对配合性质及其它性能的影响图4-2-2初识磨损量与表面粗糙度的关系1-轻载荷2-重载荷二、影响机械加工表面粗糙度的因素二、影响机械加工表面粗糙度的因素1、影响机械加工表面粗糙度的几何因素切削加工过程中，刀具相对于工件作进给运动时，在被加工表面上残留的面积愈大，所获得表面将愈粗糙。尖刀切削时带圆角半径的刀切削时

图4-2-3切削层残留面积a）尖刀切削b）带圆角半径r0刀的切削由公式可知，减小进给量f，减小主、副偏角，增大刀尖圆角半径，都能减小残留面积的高度H，也就减小了零件的表面粗糙度。二、影响机械加工表面粗糙度的因素2、影响机械加工表面粗糙度的物理因素

●切削力和摩擦力的影响●积悄瘤的影响●鳞刺的影响图4-2-4积屑瘤图4-2-5鳞刺的产生二、影响机械加工表面粗糙度的因素3、影响磨削加工表面粗糙度的因素（1）磨削加工的特点

1）磨削过程复杂2）砂轮的磨削速度高3）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①砂轮速度②工件速度③磨削深度和光磨次数

2）砂轮的影响①砂轮的粒度②砂轮的硬度③砂轮的修整④砂轮材料

3）被加工材料的影响

太硬、太软、太硬的材料都不容易磨光。三、影响材料表面物理力学性能的工艺因素三、影响材料表面物理力学性能的工艺因素1、表面残余应力切削过程中金属材料的表层组织发生形状变化和组织变化时，在表层金属与基体材料交界处将会产生相互平衡的弹性应力，该应力就是表面残余应力。

（1）冷塑性变形的影响（2）热塑性变形的影响（3）金相组织变化的影响三、影响材料表面物理力学性能的工艺因素2、表面层加工硬化机械加工过程中，由于切削力的作用，使被加工表面产生强烈的塑性变形，加工表面层晶格间剪切滑移，晶格严重扭曲、拉长、纤维化以及破碎，造成加工表面层强化和硬度增加。这种现象，被称为加工硬化。影响冷作硬化的主要因素有：

（1）切削用量（2）刀具（3）工件材料三、影响材料表面物理力学性能的工艺因素3、表面层金相组织变化与磨削烧伤机械加工时，在工件的加工区及其附近区域将产生一定的温升。当温升达到相变临界点时，表层金属就会发生金相组织变化，产生极大的表面残余应力，强度和硬度降低，甚至出现裂纹。这种现象称为磨削烧伤。磨削烧伤分为：退火烧伤（最严重）、淬火烧伤、回火烧伤。避免烧伤主要是设法减少磨削区的高温对工件的热作用：

●采用强有力的、效果好的切削液，能有效地防止烧伤；

●合理地选用磨削用量、适当地提高工件转动的线速度；

●

选择和使用合理硬度的砂轮。四、机械加工中的振动四、机械加工中的振动

振动使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏，使加工表面出现振纹，降低了零件的加工精度和增大表面粗糙度。1、强迫振动（1）产生强烈振动的原因在外界周期性干扰的作用下，工艺系统被迫产生振动，这些干扰力可能来源于工艺系统之外，称为外部振源；

也可能来自工艺系统的内部，称为内部振源。

（2）强烈振动的特性分析四、机械加工中的振动2、自激振动在机械加工中往往会出现一种不是由于任何周期性的振源所激发的振动，其频率也不等于可以找到的任何一种激振力的频率。

这种由振动系统本身引起的交变力作用而产生的振动称为自激振动（颤振）。四、机械加工中的振动3、减少强迫振动的途径（1）消除或减弱产生振动的条件（2）提高工艺系统的抗振性（3）