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1、影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素和對產(chǎn)品的影響 一、機(jī)械加工表面質(zhì)量對產(chǎn)品性能的影響 1、表面質(zhì)量對耐磨性的影響 零件磨損一般可分為三個(gè)階段,初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。表面粗糙度對零件表面磨損的影響很大。一般說表面粗糙度值愈小,其磨損性愈好。但表面粗糙度值太小,潤滑油不易儲(chǔ)存,接觸面之間容易發(fā)生分子粘接,磨損反而增加。因此,接觸面的粗糙度有一個(gè)最佳值,其值與零件的工作情況有關(guān),工作載荷加大時(shí),初期磨損量增大,表面粗糙度最佳值也加大?! ?、表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度的影響 金屬受交變載荷作用后產(chǎn)生的疲勞破壞往往發(fā)生在零件表面和表面冷硬層下面,因
2、此,零件的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度影響很大。表面粗糙度值愈大,抗疲勞破壞的能力就愈差?! ?、表面質(zhì)量對耐蝕性的影響 零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大,抗蝕性就愈差?! ?、表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響 表面粗糙度值的大小將影響配合表面的配合質(zhì)量。對于間隙配合,粗糙度值大會(huì)使磨損加大,間隙增大,破壞了要求的配合性質(zhì)。對于過盈配合,裝配過程中一部分表面凸峰被擠平,實(shí)際過盈量減小,降低了配合件間的連接強(qiáng)度?! 《?、影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素 1、切削加工 刀具幾何形狀的復(fù)映刀具相對于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí),在加工表面留下了切削層殘留面積,其
3、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,均可減小殘留面積的高度。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,也是減小表面粗糙度值的有效措施?! 」ぜ牧系男再|(zhì)。加工塑性材料時(shí),由刀具對金屬的擠壓產(chǎn)生了塑性變形,加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。工件材料韌性愈好,金屬的塑性變形愈大,加工表面就愈粗糙。加工脆性材料時(shí),其切屑呈碎粒狀,由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn),使表面粗糙?! ∧ハ骷庸び绊懕砻娲植诙鹊囊蛩?/p>
4、。正像切削加工時(shí)表面粗糙度的形成過程一樣,磨削加工表面粗糙度的形成也是由幾何因素和表面金屬的塑性變形來決定的。影響磨削表面粗糙的主要因素有:砂輪的粒度、砂輪的硬度、砂輪的修整磨削速度、磨削徑向進(jìn)給量與光磨次數(shù)工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量冷卻潤滑液。 影響加工表面層物理機(jī)械性能的因素。在切削加工中,工件由于受到切削力和切削熱的作用,使表面層金屬的物理機(jī)械性能產(chǎn)生變化,最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。由于磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時(shí)更嚴(yán)重,因而磨削加工后加工表面層上述三項(xiàng)物理機(jī)械性能的變化會(huì)很大?!?/p>
5、 2、表面層冷作硬化 冷作硬化及其評定參數(shù)。機(jī)械加工過程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形,使品格扭曲、畸變,晶粒間產(chǎn)生剪切滑移,品粒被拉長和纖維化,甚至破碎,這些都會(huì)使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高,這種現(xiàn)象稱為冷作硬化(或稱為強(qiáng)化)。表面層金屬強(qiáng)化的結(jié)果,會(huì)增大金屬變形的阻力,減小金屬的塑性,金屬的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。被冷作硬化的金屬處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài),只要一有可能,金屬的不穩(wěn)定狀態(tài)就要向比較穩(wěn)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)化,這種現(xiàn)象稱為弱化。弱化作用的大小取決于溫度的高低、溫度持續(xù)時(shí)間的長短和強(qiáng)化程度的大小。由于金屬在機(jī)械加工過程中同時(shí)受到力和熱的作用,因此,加工后表
6、層金屬的最后性質(zhì)取決于強(qiáng)化和弱化綜合作用的結(jié)果。評定冷作硬化的指標(biāo)有三項(xiàng),即表層金屬的顯微硬度HV、硬化層深度h和硬化程度N。 影響冷作硬化的主要因素。切削刃鈍圓半徑增大,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)。刀具后刀面磨損增大,后刀面與被加工表面的摩擦加劇,塑性變形增大,導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。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,冷硬層深度減小。切削速度增大后,切削熱在工件表面層上的作用時(shí)間也縮短,將使冷硬程度增加。進(jìn)給量增大,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、 3、表面層材料金相組織變化 當(dāng)切削熱使被加工表面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?! ∧ハ鳠齻.?dāng)被磨工件表面層溫度達(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。在磨削淬火鋼時(shí),可能產(chǎn)生以下三種燒傷:一是回火燒傷。如果磨削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變溫度,但已超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度,工件表層金屬的回火馬氏體組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火組織(索氏體或托氏體),這種燒傷稱為回火燒傷。二是淬火燒傷。如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度,再加上冷卻液的急冷作用,表
8、層金屬發(fā)生二次淬火,使表層金屬出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織,其硬度比原來的回火馬氏體的