《机械制造工程学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 机械加工表面质量

第五章机械加工表面质量

第五章 机械加工表面质量

第一节表面质量的概念L：表面质量的含义：1.加工表面的几何形状特征T①表面粗糙度指加工表面的微观几何形状误差。波长与波高(L3/H3的比值小于50。表面粗糙度的现行标准为形状误差、表面粗糙度及波度的示意关系GB/T131-93。纹理方向表示方法：Ra、Rz、Ry。②表面波度指表面刀纹的方向。它取决于表面形成所采用的机械介于形状误差与表面粗糙加工方法。度之间的周期性形状误差波长与波高(L2/H2)的比值b)c)般为：50~1000。加工表面层沿深度方向的变化情况

第一节 表面质量的概念 一．表面质量的含义： 1. 加工表面的几何形状特征： ① 表面粗糙度 指加工表面的微观几何形 状误差。波长与波高(L3 /H3 ) 的比值小于50。 表面粗糙度的现行标准为： GB/T131-93。 表示方法：Ra、Rz、Ry。 ② 表面波度 介于形状误差与表面粗糙 度之间的周期性形状误差。 波长与波高(L2 /H2 )的比值一 般为：50~1000。 ③ 纹理方向 指表面刀纹的方向。它取 决于表面形成所采用的机械 加工方法

一表面质量的含义：2.加工表面的物理力学性能的变化：①表面层因塑性变形引起的加工硬化（冷作硬化）：②表面层因力或热的作用产生的残余应力；③表面层因切削热或磨削热的作用引起的金相组织变化

一．表面质量的含义： 2. 加工表面的物理力学性能的变化： ①表面层因塑性变形引起的加工硬化（冷作硬化）； ②表面层因力或热的作用产生的残余应力； ③表面层因切削热或磨削热的作用引起的金相组织变化；

表面质量对零件使用性能的影响1.对零件耐磨性的影响：：①表面粗糙度对耐磨性的影响②刀纹方向对耐磨性的影响0.75③冷作硬化对耐磨性的影响④残余应力对耐磨性的影响0.50表面为压应力时，耐磨性高。0. 252.对零件耐疲劳性的影响：①表面粗糙度对耐疲劳性的影响0. 63 0. 32 0. 16 0.08 0. 04②残余应力对耐疲劳性的影响轮廓算术平均偏差Ra/μm表面为压应力时，耐疲劳性好。③冷作硬化对耐疲劳性的影响时间t冷作硬化程度？→耐疲劳性刀纹方向对耐磨性的影响

二．表面质量对零件使用性能的影响 1. 对零件耐磨性的影响： ① 表面粗糙度对耐磨性的影响 ② 刀纹方向对耐磨性的影响 ③ 冷作硬化对耐磨性的影响 ④ 残余应力对耐磨性的影响 表面为压应力时，耐磨性高。 2. 对零件耐疲劳性的影响： ① 表面粗糙度对耐疲劳性的影响 ② 残余应力对耐疲劳性的影响 ③ 冷作硬化对耐疲劳性的影响 表面为压应力时，耐疲劳性好。 冷作硬化程度↗ → 耐疲劳性↗

一表面质量对零件使用性能的影响3.对零件耐腐蚀性的影响Ra值7耐腐蚀性√表面压应力表面致密耐腐蚀性4.对零件配合精度的影响定的精度应有相应的表面粗糙度！定的尺寸公差要有相应的表面粗糙度！零件尺寸小于18mm时，推荐：Ra=0.20~0.25)T

二．表面质量对零件使用性能的影响 3. 对零件耐腐蚀性的影响： Ra值↗ 耐腐蚀性↙ 表面压应力 表面致密 耐腐蚀性↗ 4. 对零件配合精度的影响： 实验研究表明： 零件尺寸大于50mm时，推荐：Ra=(0.1~0.15)T 零件尺寸在18~50mm时，推荐：Ra=(0.15~0.20)T 零件尺寸小于18mm时，推荐： Ra=(0.20~0.25)T 一定的精度应有相应的表面粗糙度！ 一定的尺寸公差要有相应的表面粗糙度！

第二节影响表面质量的因素切削加工中影响表面粗糙度的因素1.几何因素：?Rmaxctgkr+ctgk考虑刀尖圆弧角2Rmax=H8r理想轮廊实际轮廊f,Kr,K, 个Ra值7

第二节 影响表面质量的因素 一．切削加工中影响表面粗糙度的因素 1. 几何因素： ' r r max ctg ctg f R  +  = 考虑刀尖圆弧角： 8r f R H 2 m ax = =    ' r r f, , Ra值↗

一．切削加工中影响表面粗糙度的因素物理因素：切2.R.①切削速度：B积府RamaxV7→ Rar②工件材料性质：③刀具几何形状、材料：Ra值前角／U④冷却润滑：(d）刮成阶段（c）层积阶段鳞刺形成的四个阶段

一．切削加工中影响表面粗糙度的因素 2. 物理因素： ① 切削速度： V↗→ Ra↙ ② 工件材料性质： ③ 刀具几何形状、材料： 前角↗ Ra值↙ ④ 冷却润滑：

磨削加工中影响表面粗糙度的因素磨磨削用量磨削加工时磨粒很铺产童静单變形，开砂粒度度、修整、造成影Ⅲ粒度越细砂轮直径②砂轮的硬度：硬度7硬度8机3.冷却1一液流导管贵嘴罩内冷却装置5

二．磨削加工中影响表面粗糙度的因素 1. 磨削用量 2. 砂轮的特性 ① 粒度： 粒度越细 Ra值↙ ② 砂轮的硬度： 硬度↗ 难脱落 Ra值↗ 硬度↙ 易脱落 不易保持形状 精度↙ ③ 砂轮的修整： 3. 冷却

三.影响表面层物理、力学性能变化的因素1.表面层的加工硬化机械加工中，金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形，使晶格扭曲晶粒间产生滑移剪切，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化，引起表面层的强度和硬度都提高的现象，称加工硬化。专出家用各种机械加硬化程硬化层深度h/μm加工方法平均值平均值最大值20~5030~50200车削40~8020~60精细车削20040~60圣端铣40~10040~8011020~40圆周铣60~70180~200250钻孔、扩孔AH50~100拉孔20~75日门闪件距表面深度

三．影响表面层物理、力学性能变化的因素 1. 表面层的加工硬化 机械加工中，金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形，使晶格扭曲， 晶粒间产生滑移剪切，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化，引起表面层的强度和 硬度都提高的现象，称加工硬化。 评定指标： ① 表面层的显微硬度 HV ② 硬化层深度 h ③ 硬化程度 N 100% HV HV HV N 0 0  − = 影响因素： ① 刀具 ② 切削用量 ③ 工件材料

三.影响表面层物理、力学性能变化的因素2.表面层的金相变化产生e℃加工中产生相变达到相变温度①烧伤的形式：1000但江去氵仞退火烧伤10umH23280020μm冷回火烧伤但虽氏淬火烧伤30μm600切深=50μm400050015001000距表面深度/um

三．影响表面层物理、力学性能变化的因素 2. 表面层的金相变化 加工中 产生 θ℃ 达到相变温度 产生相变 ① 烧伤的形式： 退火烧伤 回火烧伤 淬火烧伤 工件表面温度超过相变温度AC3，但 无冷却液，工件表面被退火。 工件干磨时易发生这种烧伤。 工件表面温度未达到相变温度AC3， 但超过马氏体的转变温度，工件表 层组织为回火屈氏体或索氏体。 工件表面温度超过相变温度AC3，冷 却充分，工件表面被二次淬火。但 淬透层很薄，其下层仍为回火屈氏 体或索氏体