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機(jī)械設(shè)備零件的損壞，很大程度總是從零件表面開始的，研究機(jī)械加工表面質(zhì)量，其目的就是為了掌握機(jī)械加工中各個(gè)工藝對(duì)加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律，以便利用這些規(guī)律來控制加工過程，最終達(dá)到改善產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品使用性能的目的。
. a, C( V0 e8 @7 {7 b( \* T 一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義9 H0 E$ g8 O& \, @- w6 e& T( B7 D
機(jī)器零件的加工質(zhì)量不僅指加工精度，還包括加工表而質(zhì)量，它是零件加工后表而層狀態(tài)完整性的表征。機(jī)械加工后的表而，總存在一定的微觀幾何外形的偏差，表而層的物理力學(xué)性能也發(fā)生變化。因此，機(jī)械加工表而質(zhì)量包括加工表而的幾何特征和表而層物理力學(xué)性能兩個(gè)方而的內(nèi)容。1 k6 B1 K" R' z% j2 B) R
機(jī)械加工后零件表而層的微觀幾何結(jié)構(gòu)及表層金屬材料性質(zhì)發(fā)生變化的情況。經(jīng)機(jī)械加工后的零件表而并非理想的光滑表而，它存在著不同程度的粗糙波紋、冷硬、裂紋等表而缺陷。固然只有極薄的一層，但對(duì)機(jī)器零件的使用性能有著極大的影響;零件的磨損、腐蝕和疲憊破壞都是從零件表而開始的，特別是現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)使機(jī)器正朝著精密化、高速化、多功能方向發(fā)展，工作在高溫、高壓、高速、高應(yīng)力條件下的機(jī)械零件，表而層的任何缺陷都會(huì)加速零件的失效。因此，必須重視機(jī)械加工表而質(zhì)量。
8 c' y2 L' y3 C. W1 |, J 二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品使用性能的影響
- c* B* @: H( R/ R, s( z (一)表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響
5 U# \# e/ M* g 零件的耐磨性與材料、潤(rùn)滑條件和零件的表而質(zhì)量等因素有關(guān)特別是在前兩個(gè)條件己確定的前提下，零件的表而質(zhì)量就起著決定性的作用。當(dāng)兩個(gè)零件的表而接觸時(shí)，其表而凸峰頂部先接觸，因此實(shí)際接觸而積遠(yuǎn)小于理論上的接觸而積.表而愈粗糙，實(shí)際接觸而積就愈小，凸峰處單位而積壓力就會(huì)大，表而磨損就愈容易。即使在有潤(rùn)滑油的條件下，也會(huì)因接觸處壓強(qiáng)超過油膜張力的臨界值破壞了油膜的形成而加劇表而的磨損。由以上分析可知，表而粗糙度對(duì)零件表而的磨損影響很大。一般說來，表而粗糙度值越小，其耐磨性越好，但并不是表而粗糙度數(shù)值越小越耐磨。
% e5 y& p: ?3 ~9 y. t (二)表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響
+ B1 v1 i7 R B 零件在交變載荷的作用下，其表而微觀不平的凹谷處和表而層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，造成零件的疲勞破壞。試驗(yàn)表明，減小零件表而粗糙度值可以使零件的疲勞強(qiáng)度有所提高。因此，對(duì)于一些承受交變載荷的重要零件如曲軸，其曲拐與軸頸交接處精加工后常進(jìn)行光整加工，以減小零件的表而粗糙度值提高其疲勞強(qiáng)度。加工硬化對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度影響也很大。表而層的適度硬化可以在零件表而形成一個(gè)硬化層，它能阻礙表而層疲勞裂紋的出現(xiàn)，從而使零件疲勞強(qiáng)度提高。但零件表而層硬化程度過大，反而易于產(chǎn)生裂紋，故零件的硬化程度與硬化深度也應(yīng)控制在一定的范圍之內(nèi)。表而層的殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度也有很大影響，當(dāng)表而層為殘余壓應(yīng)力時(shí)，能延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展，提高零件的疲勞強(qiáng)度;當(dāng)表而層為殘余拉應(yīng)力時(shí)，容易使零件表而產(chǎn)生裂紋而降低其疲勞強(qiáng)度。8 ^6 {7 V% x" _, d8 Y% I. X/ _1 L
三、影響表面質(zhì)量的工藝因素9 `5 p, n' _( j% r; b1 l
(一)切削加工對(duì)表面粗糙度的影響
. H* z) z" @8 C) x* j$ y( _+ } P 切削加工在加工表而留下了切削層殘留而積，其形狀是刀具幾何形狀的復(fù)映。減小進(jìn)給量，主偏角，副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留而積的高度。此外，適當(dāng)增大刀具的前角以減小切削時(shí)的塑性變形程度，合理選擇潤(rùn)滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量以減小切削時(shí)的塑性變形和抑制刀瘤，鱗刺的生成、也是減小表而粗糙度值的有效措施。1 I' R$ X2 v F& r
(二)切削用量的影響6 ~- H) g; m5 f" t
實(shí)驗(yàn)證明，切削速度愈高，切削過程中切屑和加工表而的塑性變形程度就愈輕，從而表而粗糙度就愈低。另外，積屑瘤是在較低的速度下產(chǎn)生的，積屑瘤的有或無，對(duì)表而粗糙度的影響較大，在切削用量的二個(gè)要素當(dāng)中，進(jìn)給量和切削速度對(duì)表而粗糙度的影響比較敏感，進(jìn)給量大，切屑變形也大，切屑與刀具前刀而的摩擦以及后刀而與己加工表而的摩擦加劇，從而增大工件表而粗糙度值。因此減小進(jìn)給量有利于減小表而粗糙度值。- \0 U$ m U* @$ Q5 q( w
四、影響加工表面層物理機(jī)械性能的因素 j0 W* w8 Y* }. y; B: V& I
(一)表面層的冷作硬化( v% [% d) e0 W3 z+ o7 B+ w5 R9 h
切削刃鈍園半徑的增大，對(duì)表層金屬的擠壓作用增強(qiáng)，塑性變形加劇，導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)，刀具后刀而磨損增大，后刀而與被加工表而的摩擦加劇，塑性變形增大，導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。切削刃鈍園半徑對(duì)加工硬化的影響切削速度增大，刀具與工件的作用時(shí)間縮短，使塑性變形擴(kuò)展深度減小，冷硬層深度變小。切削速度增大后，切削熱在工件表而上的作用時(shí)間也縮短了將使冷硬程度增加。進(jìn)給量增加，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬作用加強(qiáng)工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴(yán)重。& o4 k3 t9 }1 E) Z, B; y
(二)表面層材料金相組織變化
1 r k# s: [ K4 x! Q 當(dāng)切削熱使被加工表而的溫度超過相變溫度后，表層金屬的金相組織將會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)被磨工件表而層溫度達(dá)到相變溫度以上時(shí)表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬?gòu)?qiáng)度和硬度降低，并伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微觀裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故要改善磨削燒傷：一是正確選擇砂輪，厶理選擇切削用量，盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生;二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件。' z; Y) j/ r8 P: p
五、結(jié)論
7 s5 `0 {/ d- M- b' Z 由于機(jī)械加工表而對(duì)機(jī)器零件的使用性能如耐磨性、接觸剛度、疲勞強(qiáng)度、配合性質(zhì)、抗腐蝕性能及精度的穩(wěn)定性等有很大的影響，因此對(duì)機(jī)器零件的重要表而應(yīng)提出一定的表而質(zhì)量要求。由于影響表而質(zhì)量的因素是多方而的，因此應(yīng)該綜合考慮各方而的因素，對(duì)表而質(zhì)量根據(jù)需要提出比較經(jīng)濟(jì)適用性的要求。
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發(fā)表于 2018-11-9 16:31:17
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