第五章机橄加工表面质量 工艺工程系 他危地兔角地危
第五章 机械加工表面质量 工艺工程系
机械加工表面质量的含义 ·机械加工后的表面,总存在一定的微观几何形状的偏差,表面层的物 理力学性能也发生变化。因此,机械加工表面质量包括加工表面的几 何特征和表面层物理力学性能两个方面的内容。 )加工表面的几何特征 加工表面的微观几何特征主要包括表面粗糙度和表面波度两部分组成 表面粗糙度表面粗糙度主要是由刀具的形状以及切削过程中塑性 变形和振动等因素引起的,它是指已加工表面的微观几何形状误差 2.表面波度主要是由加工过程中工艺系统的低频振动引起的周期性 形状误差介于形状误差(L1H1>1000)与表面粗糙度(L3/H 3<50)之间。g
• 一、机械加工表面质量的含义 • 机械加工后的表面，总存在一定的微观几何形状的偏差，表面层的物 理力学性能也发生变化。因此，机械加工表面质量包括加工表面的几 何特征和表面层物理力学性能两个方面的内容。 • ( 一 ) 加工表面的几何特征 • 加工表面的微观几何特征主要包括表面粗糙度和表面波度两部分组成 • 1 ．表面粗糙度 表面粗糙度主要是由刀具的形状以及切削过程中塑性 变形和振动等因素引起的，它是指已加工表面的微观几何形状误差。 • 2 ．表面波度 主要是由加工过程中工艺系统的低频振动引起的周期性 形状误差介于形状误差（L 1/H 1﹥ 1000）与表面粗糙度（L 3/H 3﹤ 50）之间
(二)加工表面层的物理力学性能 态晕婴視力学性能包括表面层的加工硬化、余应力和表面层的 1.表面层的加工硬化 表面层的加工硬化一般用硬化层的深度和硬化程度N来评定: N=[(HH0)/H0]×100 式中H——加工后表面层的显微硬度;H。——原材料的显微硬 度 2.表面层金相组织的变化 在加工过程(特别是磨削)中的高温作用下,工件表层温度升高,当温 度超过材料的相变临界点时,就 会产生金相组织的变化,大大降 低零 线化续连息薇家来述。析出物和再结晶等。金 3.表面层残余应力 在加工过程中,电于塑性变形、金相组织的变化和温度造成的体积李 化的影 残余 余应力 大多是定 性的,它对零件使用性能的影响大小取决于它的方向、大小和分布状
• ( 二 )加工表面层的物理力学性能 • 表面层的物理力学性能包括表面层的加工硬化、残余应力和表面层的 金相组织变化。 • 1 ．表面层的加工硬化 • 表面层的加工硬化一般用硬化层的深度和硬化程度 N来评定： • N= [ （ H-H 0 ） / H 0]× l00％ • 式中 H ——加工后表面层的显微硬度； H 。——原材料的显微硬 度。 • 2 ．表面层金相组织的变化 • 在加工过程 (特别是磨削 )中的高温作用下，工件表层温度升高，当温 度超过材料的相变临界点时，就会产生金相组织的变化，大大降低零 件使用性能，这种变化包括晶粒大小、形状、析出物和再结晶等。金 相组织的变化主要通过显微组织观察来确定。 • 3 ．表面层残余应力 • 在加工过程中，由于塑性变形、金相组织的变化和温度造成的体积变 化的影响， 表面层会产生残余应力。 目前对 残余应力的判断大多是定 性的， 它对零件使用性能的影响大小取决于它的方向、大小和分布状 况
表面完整性 (一)表面形貌主要描述加工后零件的几何特征,它包括表面粗糙度、 表面波度和纹理等 (二)表面缺陷 它是指加工表面上出现的宏观裂纹、伤痕和腐蚀现象等,对零件的使用 有很大影响 (三)微观组织和表面层的冶金化学性能 主要包括微观裂纹、微观组织变化及晶间腐蚀等 (四)表面层物理力学性能 主要包括表面层硬化深度和程度、表面层残余应力的大小、分布。 (五)表面层的其他工程技术特征 主要包括摩擦特性、光的反射率、导电性和导磁性等
• 二、表面完整性 • （一）表面形貌 主要描述加工后零件的几何特征，它包括表面粗糙度、 表面波度和纹理等。 • （二）表面缺陷 • 它是指加工表面上出现的宏观裂纹、伤痕和腐蚀现象等，对零件的使用 有很大影响。 • （三）微观组织和表面层的冶金化学性能 • 主要包括微观裂纹、微观组织变化及晶间腐蚀等。 • （四）表面层物理力学性能 • 主要包括表面层硬化深度和程度、表面层残余应力的大小、分布。 • （五）表面层的其他工程技术特征 • 主要包括摩擦特性、光的反射率、导电性和导磁性等
·影响加工表面粗糙度的因素及改善措施 、切削加工中影响表面粗糙度的因素 1、是刀刃和工件相对运动轨迹所形成的残留面积——几 何因素; 2、是加工过程中在工件表面产生的塑性变形、积屑瘤 鳞刺和振动等物理因素 3、是与加工工艺相关的工艺因素 降低表面粗糙度值的工艺措施 由于表面粗糙度的成因与切削刀具之间的特殊关系,现就 切削加工和磨削加工分别叙述降低表面粗糙度值的工艺措 施 ·1.选择合理的切削用量 2.选择合理的刀具几何参数 3改善工件材料的性能 ·4选择合适的切削液 5选择合适的刀具材料 ·6.防止或减小工艺系统振动
• 影响加工表面粗糙度的因素及改善措施 • 一、切削加工中影响表面粗糙度的因素 • 1、是刀刃和工件相对运动轨迹所形成的残留面积——几 何因素； • 2、是加工过程中在工件表面产生的塑性变形、积屑瘤、 鳞刺和振动等物理因素； • 3、是与加工工艺相关的工艺因素。 • 二、 降低表面粗糙度值的工艺措施 • 由于表面粗糙度的成因与切削刀具之间的特殊关系，现就 切削加工和磨削加工分别叙述降低表面粗糙度值的工艺措 施。 • 1．选择合理的切削用量 • 2. 选择合理的刀具几何参数 • 3.改善工件材料的性能 • 4.选择合适的切削液 • 5.选择合适的刀具材料 • 6.防止或减小工艺系统振动