1、1,第九章已加工表面質量,2,已加工表面質量,包括兩方面： 1、表面幾何學方面 主要指零件外表面的幾何形狀方面質量 2、表面層材質變化 零件外表面一定深度的組織、力學、物化性能,3,表面幾何學方面,評定標志： 1、表面粗糙度； （主要指標） （微觀方面：以微米單位計量） 2. 表面波度： （介于微觀方面與宏觀方面：宏觀方面誤差通常是指幾何誤差，如形狀精度、位置精度等） 3. 加工紋理方向； 4. 加工后表面?zhèn)邸?4,表面材質的變化,評定標志： 1、表面層的加工硬化程度及硬化層深度；（主要指標） 加工硬化：工件經(jīng)過切削加工后，已加工表面的硬度將高于工件材料的原來的硬度的現(xiàn)象稱為加工硬化 2.

2、表面殘余應力的性質、大?。?（主要指標） 表面殘余應力：工件經(jīng)過切削加工后，沒有外力作用的情況下，已加工表面內部保持的平衡而存留的不同應力稱為表面殘余應力。 3. 表面層的金相組織,5,已加工表面質量對零件使用性能的影響,表面粗糙度對零件使用性能影響： 耐磨性； 接觸性能； 抗疲勞強度； 抗腐蝕能力； 潤滑性能。 注意表面粗糙度合理選用問題 （加工成本與正常使用要求關系）,6,已加工表面質量對零件使用性能的影響,加工硬化對零件使用性能影響： 耐磨性；（會出現(xiàn)硬度不均） 抗疲勞強度； 加速刀具的磨損； 殘余應力對零件使用性能影響： 零件變形； 抗疲勞能力； 耐腐蝕能力。,7,已加工表面的形成過程

3、,刀刃鈍圓部分OB、 VB、及CD三部 分 構成后刀面上的總 接觸長度，它的接 觸情況對已加工表 面質量有很大影響。,8,前刀面應力分布,用光彈法測得的 應力分布,9,加工變質層概念,被切金屬進入第一變形區(qū)時，晶粒因壓縮而變長； 接近刀刃，晶粒更為伸長成為纖維層； 已加工表面的金屬纖維被拉伸得更細，其纖維方向平行于已加工表面， 已加工表面表層的金屬具有和基體組織不同的性質，所以稱為加工變質層。,10,加工變質層概念,11,已加工表面粗糙度,表面粗糙度產(chǎn)生原因： 1、幾何因素所產(chǎn)生的粗糙度，決定于殘留面積高度； 2、由于切削過程不穩(wěn)定因素所產(chǎn)生的粗糙度。,12,表面粗糙度產(chǎn)生原因,1.殘留面積：

4、切削時，由于刀具與工件的相對運動及刀具 幾何形狀的關系，有一小部分金屬未被切下來而殘留在已加工表面上，稱為殘留面積。,13,刀尖圓弧半徑不等于零時： 刀尖圓弧半徑等于零時：,14,表面粗糙度產(chǎn)生原因,2.積屑瘤； 形成過切： 形成鱗片狀毛刺,15,表面粗糙度產(chǎn)生原因,3、鱗刺；,16,表面粗糙度產(chǎn)生原因,鱗刺產(chǎn)生原因 中低速度切中碳鋼、鉻鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金； 各種工序（車、刨、鉆、拉、滾齒、螺紋切削）均會產(chǎn)生； 切削塑性材料是主要原因。,17,表面粗糙度產(chǎn)生原因,鱗刺產(chǎn)生過程： 1.抹拭 2.導裂 3.層積 4.切頂,18,表面粗糙度產(chǎn)生原因,4切削過程中變形； 擠裂切屑形成時 單元切

5、屑形成時,19,表面粗糙度產(chǎn)生原因,5.刀具的邊界磨損； 6、刀刃與工件相對位置變動；,20,影響表面粗糙度因素,1.刀具方面 幾何參數(shù) 刀面及刀刃粗糙度 刀具材料 刀具的磨損,21,影響表面粗糙度因素,2.工件方面： 材料塑性影響； 金相組織影響； 3.切削條件： 速度影響； 進給量影響； 切削液影響；,22,表面層加工硬化,加工硬化形成 塑性變形使晶格扭曲、畸變； 晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，甚至破碎； 晶粒被拉長和纖維化， 結果：增大金屬變形的阻力 減小金屬的塑性 金屬的物理性質發(fā)生變化 表面層金屬的硬度和強度提高這種現(xiàn)象稱為加工硬化(或稱為強化),23,加工后表層金屬性質,取決于強化和弱化綜合

6、作用的結果。 弱化：被冷作硬化的金屬處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，金屬的不穩(wěn)定狀態(tài)向比較穩(wěn)定的狀態(tài)轉化， 弱化作用的大小取決于溫度的高低、時間的長短和強化程度的大小。,24,評定冷作硬化指標，,三項 表層金屬的顯微硬度HV； 硬化層深度h； 硬化程度N。,25,影響加工硬化的因素：,1.刀具方面 1、前角愈大， 硬化層深度愈??；,26,影響加工硬化的因素：,2、鈍圓半徑越大，加工硬化也越大,27,影響加工硬化的因素：,3.刀具磨損越大，加工硬化也越大；,28,影響加工硬化的因素：,2.工件方面 工件材料塑性越大，硬化越嚴重 3.切削條件方面 切削速度影響,29,影響加工硬化的因素：,3.切削條件方面

7、 進給量影響,30,影響加工硬化的因素：,3.切削條件方面 背吃刀量影響,31,影響加工硬化的因素：,3.切削條件方面 進給量影響,32,殘余應力,表面殘余應力的性質、大小是已加工表面 質量的主要指標之一 表面殘余應力概念： 工件經(jīng)過切削加工后，沒有外力作用的情況 下，已加工表面內部保持的平衡而存留的不 同應力稱為表面殘余應力。 分類：表面殘余應力又分為表面殘余拉應力表面 殘余壓應力,33,產(chǎn)生殘余應力的原因,1.機械應力引起塑性變形； 形式較多，但一般產(chǎn)生表面殘余拉應力 2.熱應力引起塑性變形發(fā)生； 一般產(chǎn)生表面層殘余拉應力 3.相變引起體積變化； 一般表面金屬產(chǎn)生殘余拉應力,34,影響殘余

8、應力的因素（刀具方面）,1、刀具前角越小，殘余拉應力越小,35,影響殘余應力的因素（刀具方面）,2、刀具磨損量增大，殘余拉應力越大,36,影響殘余應力的因素（工件方面）,3、工件材料塑性越大，殘余拉應力越大；,37,影響殘余應力的因素（加工條件方面）,4、切削速度越高， 殘余拉應力越大， 殘余應力層卻減少；,38,影響殘余應力的因素（加工條件方面）,5、進給量增大， 殘余拉應力也增大；,39,影響殘余應力的因素（加工條件方面）,6、背吃刀量對殘余 應力的影響不太顯著,40,零件工作表面最終加工方法選擇,最終工序留下的殘余應力將直接影響機器 零件使用性能。 選擇最終工序加工方法時，須考慮該零件 主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞 形式。 在交變載荷作用下，從提高抗疲勞角度考 慮，終工序應選擇能在該表面產(chǎn)生殘余壓 應力的加工方法,41