1、 已加工表面質(zhì)量，也可稱為表面完整性，包含兩方已加工表面質(zhì)量，也可稱為表面完整性，包含兩方面的內(nèi)容：面的內(nèi)容： (1)(1)表面幾何學(xué)方面表面幾何學(xué)方面 主要是指零件最外層表面的主要是指零件最外層表面的幾何形狀，通常用表面粗糙度表示。幾何形狀，通常用表面粗糙度表示。 (2)(2)表面層材質(zhì)的變化表面層材質(zhì)的變化 零件加工后在一定深度的零件加工后在一定深度的表面層內(nèi)出現(xiàn)變質(zhì)層，在此表面層內(nèi)晶粒組織發(fā)生嚴(yán)重表面層內(nèi)出現(xiàn)變質(zhì)層，在此表面層內(nèi)晶粒組織發(fā)生嚴(yán)重畸變，金屬的力學(xué)、物理及化學(xué)性質(zhì)均發(fā)生變化。零件畸變，金屬的力學(xué)、物理及化學(xué)性質(zhì)均發(fā)生變化。零件表面層材質(zhì)的特性可以用多種形式表達(dá)，如塑性變形、表

2、面層材質(zhì)的特性可以用多種形式表達(dá)，如塑性變形、硬度變化、微觀裂紋、殘余應(yīng)力、晶粒變化、熱損傷區(qū)硬度變化、微觀裂紋、殘余應(yīng)力、晶粒變化、熱損傷區(qū)以及化學(xué)性能及電磁特性的變化等。以及化學(xué)性能及電磁特性的變化等。 表面質(zhì)量的重要性在于它對(duì)工件成為機(jī)器零件后的表面質(zhì)量的重要性在于它對(duì)工件成為機(jī)器零件后的使用性能有很大的影響。使用性能有很大的影響。 指加工表面的微觀幾何形指加工表面的微觀幾何形狀誤差。波長(zhǎng)與波高狀誤差。波長(zhǎng)與波高(L3/H3)的比值小于的比值小于50。 表面粗糙度的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為：表面粗糙度的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T131-93GB/T131-93。表示方法：表示方法：RaRa、RzRz、RyR

3、y。 介于形狀誤差與表面粗糙介于形狀誤差與表面粗糙度之間的周期性形狀誤差。度之間的周期性形狀誤差。波長(zhǎng)與波高波長(zhǎng)與波高(L2/H2)的比值一的比值一般為：般為：501000。 指表面刀紋的方向。它取指表面刀紋的方向。它取決于表面形成所采用的機(jī)械決于表面形成所采用的機(jī)械加工方法。加工方法。表面為壓應(yīng)力時(shí)，耐磨性高。表面為壓應(yīng)力時(shí)，耐磨性高。表面為壓應(yīng)力時(shí)，耐疲勞性好。表面為壓應(yīng)力時(shí)，耐疲勞性好。冷作硬化程度冷作硬化程度 耐疲勞性耐疲勞性Ra值值耐腐蝕性耐腐蝕性表面壓應(yīng)力表面壓應(yīng)力表面致密表面致密耐腐蝕性耐腐蝕性實(shí)驗(yàn)研究表明：實(shí)驗(yàn)研究表明：零件尺寸大于零件尺寸大于50mm時(shí)，推薦：時(shí)，推薦：Ra=

4、(0.10.15)T零件尺寸在零件尺寸在1850mm時(shí)，推薦：時(shí)，推薦： Ra=(0.150.20)T零件尺寸小于零件尺寸小于18mm時(shí)，推薦：時(shí)，推薦： Ra=(0.200.25)T一定的精度應(yīng)有相應(yīng)的表面粗糙度！一定的精度應(yīng)有相應(yīng)的表面粗糙度！一定的尺寸公差要有相應(yīng)的表面粗糙度！一定的尺寸公差要有相應(yīng)的表面粗糙度！ 總之，零件加工后的表面狀態(tài)常?？傊慵庸ず蟮谋砻鏍顟B(tài)常常嚴(yán)重影響其使用性能，實(shí)踐證明許多產(chǎn)嚴(yán)重影響其使用性能，實(shí)踐證明許多產(chǎn)品零件的報(bào)廢，往往起源于零件的表面品零件的報(bào)廢，往往起源于零件的表面缺陷。缺陷。 因此，表面質(zhì)量問(wèn)題日益引起人們因此，表面質(zhì)量問(wèn)題日益引起人們的高度重

5、視，一般將表面粗糙度、表面的高度重視，一般將表面粗糙度、表面層的加工硬化程度及硬化層深度、表面層的加工硬化程度及硬化層深度、表面殘余應(yīng)力的性質(zhì)、大小等作為評(píng)定已加殘余應(yīng)力的性質(zhì)、大小等作為評(píng)定已加工表面質(zhì)量的主要標(biāo)志。工表面質(zhì)量的主要標(biāo)志。 研究已加工表面的形成過(guò)程時(shí)，必須考慮研究已加工表面的形成過(guò)程時(shí)，必須考慮刀刃鈍圓半徑及后面磨損棱面的作用。刀刃鈍圓半徑及后面磨損棱面的作用。 將三個(gè)變形區(qū)聯(lián)系看，當(dāng)切削層金屬進(jìn)入第一變形區(qū)時(shí)，晶粒因壓縮而變長(zhǎng)，因剪切滑移而傾斜。當(dāng)切削層金屬逐漸接近刀刃時(shí)，晶粒更為伸長(zhǎng)，成為包圍在刀刃周?chē)睦w維層，最后在O點(diǎn)斷裂，一部分金屬成為切屑沿前刀面流出，另一部分金屬

6、繞過(guò)刀刃沿后刀面流出，并繼續(xù)經(jīng)受變形而成為已加工表層。因此，已加工表面表層的金屬纖維被拉伸得更長(zhǎng)更細(xì)，其纖維方向平行于已加工表面(見(jiàn)圖93b)，這個(gè)表層的金屬具有和基體組織不同的性質(zhì)，所以稱之為加工變質(zhì)層。一、表面粗糙度產(chǎn)生的原因一、表面粗糙度產(chǎn)生的原因 切削加工時(shí)，表面粗糙度產(chǎn)生的原因可歸切削加工時(shí)，表面粗糙度產(chǎn)生的原因可歸納為以下兩方面：納為以下兩方面： (1)幾何因素所產(chǎn)生的粗糙度。它主要決定幾何因素所產(chǎn)生的粗糙度。它主要決定于殘留面積的高度。于殘留面積的高度。 (2)由于切削過(guò)程不穩(wěn)定因素所產(chǎn)生的粗糙由于切削過(guò)程不穩(wěn)定因素所產(chǎn)生的粗糙度。其中包括積屑瘤、鱗刺、切削變形、刀具度。其中包括

7、積屑瘤、鱗刺、切削變形、刀具的邊界磨損、刀刃與工件相對(duì)位置變動(dòng)等。的邊界磨損、刀刃與工件相對(duì)位置變動(dòng)等。maxrrctgctgfR rfHR82max,rrf Ra值值v Ra前角前角Ra值值粒度號(hào)粒度號(hào)Ra值值硬度硬度難脫落難脫落Ra值值硬度硬度易脫落易脫落不易保持形狀不易保持形狀精度精度機(jī)械加工中，金屬被加工表面層受切削力的作用產(chǎn)生塑性變形，使晶格扭曲，機(jī)械加工中，金屬被加工表面層受切削力的作用產(chǎn)生塑性變形，使晶格扭曲，晶粒間產(chǎn)生滑移剪切，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，引起表面層的強(qiáng)度和晶粒間產(chǎn)生滑移剪切，晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至碎化，引起表面層的強(qiáng)度和硬度都提高的現(xiàn)象，稱加工硬化。硬度都提高

8、的現(xiàn)象，稱加工硬化。評(píng)定指標(biāo)：評(píng)定指標(biāo)： 表面層的顯微硬度表面層的顯微硬度 HV 硬化層深度硬化層深度 h 硬化程度硬化程度 N%100HVHVHVN00 影響因素：影響因素： 刀具刀具 切削用量切削用量 工件材料工件材料加工中加工中達(dá)到相變溫度達(dá)到相變溫度產(chǎn)生相變產(chǎn)生相變退火燒傷退火燒傷回火燒傷回火燒傷淬火燒傷淬火燒傷工件表面溫度超過(guò)相變溫度工件表面溫度超過(guò)相變溫度AC3，但，但無(wú)冷卻液，工件表面被退火。無(wú)冷卻液，工件表面被退火。工件干磨時(shí)易發(fā)生這種燒傷。工件干磨時(shí)易發(fā)生這種燒傷。工件表面溫度未達(dá)到相變溫度工件表面溫度未達(dá)到相變溫度AC3，但超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，工件表但超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度

9、，工件表層組織為回火屈氏體或索氏體。層組織為回火屈氏體或索氏體。工件表面溫度超過(guò)相變溫度工件表面溫度超過(guò)相變溫度AC3，冷，冷卻充分，工件表面被二次淬火。但卻充分，工件表面被二次淬火。但淬透層很薄，其下層仍為回火屈氏淬透層很薄，其下層仍為回火屈氏體或索氏體。體或索氏體。aP工件表層溫度工件表層溫度燒傷燒傷 V V砂輪砂輪工件表層溫度工件表層溫度燒傷燒傷ff工件表層溫度工件表層溫度燒傷燒傷V V工件工件工件表層溫度工件表層溫度熱源作用時(shí)間熱源作用時(shí)間燒傷燒傷 在切削力的作用下，已加工面受后刀面的擠壓，使晶格在切削力的作用下，已加工面受后刀面的擠壓，使晶格扭曲，表層金屬比容積增大，體積膨脹，而內(nèi)層

10、金屬又阻止扭曲，表層金屬比容積增大，體積膨脹，而內(nèi)層金屬又阻止其伸長(zhǎng)。故加工后表面層殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力其伸長(zhǎng)。故加工后表面層殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力(- -)，里層為拉應(yīng)，里層為拉應(yīng)力力(+)。 在切削熱的作用下，已加工面產(chǎn)生熱膨脹，此在切削熱的作用下，已加工面產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)表層產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。加工后，表層已產(chǎn)生的熱塑時(shí)表層產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。加工后，表層已產(chǎn)生的熱塑性變形收縮受到內(nèi)層金屬的阻礙。故加工后表面層性變形收縮受到內(nèi)層金屬的阻礙。故加工后表面層殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力(+) ，里層為壓應(yīng)力，里層為壓應(yīng)力(- -) 。不同的金相組織有不同的密度，如不同的金相組織有不同的密度，如M M=7.75g/cm=7.75g/cm3 3 A A=7.96g/cm=7.96g/cm3 3、P P=7.78g/cm=7.78g/cm3 3、F F=7.88g/cm=7.88g/cm3 3當(dāng)金相組織變化時(shí)，由于密度不同，體積會(huì)發(fā)生變當(dāng)金相組織變化時(shí)，由于密度不同，體積會(huì)發(fā)生變化。如果表層金屬膨脹則殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力化。如果表層金屬膨脹則殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力(- -)，反，反之，之，如果表層金屬體積縮小則產(chǎn)生殘余如果表層金屬體積縮小則產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力拉應(yīng)力(+)。例如：淬火鋼