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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)械加工中各個工藝對加工表面質(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。
* H& f' t1 w: F6 j0 ~" n 一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義
; t" q9 n+ ]# ], }9 G. v! O 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)性能兩個方而的內(nèi)容。, [+ d3 |+ s# X& H+ P
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加速零件的失效。因此，必須重視機(jī)械加工表而質(zhì)量。* c% X8 ^. b4 z+ ^) x
二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響
" U/ O; i+ U! e (一)表面質(zhì)量對耐磨性的影響
h+ {" U- }' O 零件的耐磨性與材料、潤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)兩個零件的表而接觸時，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大，表而磨損就愈容易。即使在有潤滑油的條件下，也會因接觸處壓強(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。0 ~5 K6 f C- _, p
(二)表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響
; t5 }1 t! g. B- h0 N8 H' K7 l; a; h 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，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，容易使零件表而產(chǎn)生裂紋而降低其疲勞強(qiáng)度。
! H: A# t: X# I' N$ W- C 三、影響表面質(zhì)量的工藝因素 m) D$ d3 t; ^. d" r
(一)切削加工對表面粗糙度的影響6 S" _$ R7 c" E% o# a" j* O3 H
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的塑性變形程度，合理選擇潤滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量以減小切削時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。: \6 }% k& z9 g2 P+ T1 j7 i% D
(二)切削用量的影響
% z( G/ m( Q3 H 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，對表而粗糙度的影響較大，在切削用量的二個要素當(dāng)中，進(jìn)給量和切削速度對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。+ S: d5 ^0 j7 y1 H* a. q
四、影響加工表面層物理機(jī)械性能的因素; z d9 Z! P, B& ~ X
(一)表面層的冷作硬化7 H7 ]3 g$ O' x5 ^& @
切削刃鈍園半徑的增大，對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)。切削刃鈍園半徑對加工硬化的影響切削速度增大，刀具與工件的作用時間縮短，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。
7 W q# b* m: R' g. p. T (二)表面層材料金相組織變化
! U& T# N. z; g7 M. Q; U 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)到相變溫度以上時表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬強(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。
; D9 T* z8 n7 [, G) a( l 五、結(jié)論! w- @1 q" v: ]
由于機(jī)械加工表而對機(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，對表而質(zhì)量根據(jù)需要提出比較經(jīng)濟(jì)適用性的要求。4 w4 a' t* k( n, O, G1 ?+ U, Q# n T
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發(fā)表于 2018-11-9 16:31:17
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