提高零件表面質(zhì)量的方法

1、提高零件表面質(zhì)量的方法. (3)表面粗糙度(6）殘余應(yīng)力，零件沒有外界的力和熱作用情況下，材料內(nèi)部平衡狀態(tài)下的應(yīng)力。. (7）加工硬化；零件加工過程中的力、熱作用的結(jié)果形成表層材料硬度變化表面對零件使用性能產(chǎn)生影響的四個. 主要方面：. (l)對零件耐磨性的影響。主要是表面粗糙度對零件耐磨性的影響。粗糙度越大，初期磨損量越大，引起被磨損表面尺寸變化越大。加工硬化(冷作硬化)對耐磨性也有影響。適當?shù)睦渥饔不欣谔岣吡慵鼓p性能。. (2）對零件疲勞強度的影響。減小表面粗糙度有利于提高零件的抗疲勞強度。表面殘余壓應(yīng)力和表面冷作硬化都有助于提高零件的抗疲勞強度。. (3)對耐腐蝕性的影響。減小表

2、面粗糙度、零件表面的殘余壓應(yīng)力都可提高零件抗腐蝕能力。. (4)對配合性質(zhì)的影響。表面粗糙度直接影響零件間的配合性質(zhì)，對配合關(guān)系零件一定要控制其Ra值影響切削加工表面粗糙度的因素. 刀具在切削過程中留下的殘留面積、工件塑性過程中積屑瘤和鱗刺、工藝系統(tǒng)振動使表面粗糙度惡化。. 改善切削加工表面粗糙度的措施從主教材所述四個方面人手：. 通過改變刀具幾何角度減小殘留面積高度，以此減小粗糙度。. 通過工件熱處理改善金相組織、細化晶粒以減小零件表面粗糙度。. 改變切削用量減小切削過程中塑性變形，以減低表面粗糙度。. 根據(jù)不同的加工階段適當選擇切削液，減少摩擦和降低切削溫度，減小表面粗糙度影響磨削加工表面

3、物理力學(xué)性能的因素. 磨削熱造成的零件表面物理力學(xué)變化是指磨削燒傷和殘余應(yīng)力。. 磨削燒傷。磨削燒傷是指磨削溫度達到零件材料相變溫度以后，零件表層金屬層發(fā)生金相組織變化，造成零件使用壽命下降，甚至無法使用的表面質(zhì)量問題。. 殘余應(yīng)力與磨削裂紋.殘余拉應(yīng)力大干材料本身拉伸強度時產(chǎn)生磨削裂紋。提高磨削加工表面粗糙度的措施. 改變切削用量，減少切削熱產(chǎn)生，減少砂輪與工件作用時間(加快工件轉(zhuǎn)速)，改善冷卻液和冷卻液冷卻方式，讓冷卻液更容易進入磨削區(qū)；改善砂輪的切削條件，如自銳性好的砂輪等，都可以減輕殘余應(yīng)力和防止磨削裂紋。. 了解影響因素包括砂輪特性參數(shù)和切削用量兩個方面。. 了解選擇砂輪參數(shù)和工藝參

4、數(shù)的影響趨勢。如：砂輪粒度號數(shù)越大，則粗糙度越??；砂輪硬度過軟，不易產(chǎn)生好的零件粗糙度，砂輪過硬容易燒傷工件而導(dǎo)致粗糙度變壞。磨削用量的影響亦如此有多種提高加工表面質(zhì)量的工藝方法，教材以圓柱形表面精加工為例材列舉了四種方法：. (l)研磨. 應(yīng)熟悉研磨加工的特點。. 了解研磨工作原理、研磨方法、對工件與研具相對運動軌跡的要求。. (2)珩磨. 珩磨是工藝中常用到的光整加工方法。要求熟悉珩磨的特點，了解其工作原理，熟悉工藝參數(shù)的概念與含義。. （3）超精加工. 了解超精加工不能修正工件的尺寸和幾何誤差，只是獲得高的粗糙度表面的特點。. (4)滾壓與噴丸加工. 滾壓加工不僅降低零件表面粗糙度，并且

5、使零件表層金屬的晶粒變細、纖維化和在表面留下有利的殘余應(yīng)力，提高材料硬度、抗疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性。. 噴丸加工零件表面產(chǎn)生冷硬層和殘余壓應(yīng)力，可提高零件抗疲勞強度和使用壽命的，可使表面粗糙度有所改善。. 應(yīng)當知道除此之外還有多種方法：高精度磨削等。機械加工表面質(zhì)量，是指零件在機械加工后被加工面的微觀不平度。其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。一般而言，重要或關(guān)鍵零件的表面質(zhì)量要求都比普通零件要高。這是因為表而質(zhì)量好的零件會在很大程度上提高其耐磨性、耐蝕性和抗疲勞破損能力機械加工表面質(zhì)量 機械零件的破壞

6、，一般總是從表面層開始的。產(chǎn)品的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取決于零件表面層的質(zhì)量。研究機械加工表面質(zhì)量的目的就是為了掌握機械加工中各種工藝因素對加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律，以便運用這些規(guī)律來控制加工過程，最終達到改善表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能的目的。   一、機械加工表面質(zhì)量對機器使用性能的影響   （一）表面質(zhì)量對耐磨性的影響   1. 表面粗糙度對耐磨性的影響   一個剛加工好的摩擦副的兩個接觸表面之間，最初階段只在表面粗糙的的峰部接觸，實際接觸面積遠小于理論接觸面積，在相互接觸的峰部有

7、非常大的單位應(yīng)力，使實際接觸面積處產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞，引起嚴重磨損。   零件磨損一般可分為三個階段，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最佳值，其值與零件的工作情況有關(guān)，工作載荷加大時，初期磨損量增大，表面粗糙度最佳值也加大。   2. 表面冷作硬化對耐磨性的影響   加工表面的冷作硬化使摩擦副表面層金屬的顯微硬度提高

8、，故一般可使耐磨性提高。但也不是冷作硬化程度愈高，耐磨性就愈高，這是因為過分的冷作硬化將引起金屬組織過度疏松，甚至出現(xiàn)裂紋和表層金屬的剝落，使耐磨性下降。   （二）表面質(zhì)量對疲勞強度的影響   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，因此零件的表面質(zhì)量對疲勞強度影響很大。1. 表面粗糙度對疲勞強度的影響   在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度值愈大，表面的紋痕愈深，紋底半徑愈小，抗疲勞破壞底能力就愈差。   2. 殘余

9、應(yīng)力、冷作硬化對疲勞強度的影響   余應(yīng)力對零件疲勞強度的影響很大。表面層殘余拉應(yīng)力將使疲勞裂紋擴大，加速疲勞破壞；而表面層殘余應(yīng)力能夠阻止疲勞裂紋的擴展，延緩疲勞破壞的產(chǎn)生   表面冷硬一般伴有殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，可以防止裂紋產(chǎn)生并阻止已有裂紋的擴展，對提高疲勞強度有利。   （三)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，則凹谷中聚積腐蝕性物質(zhì)就愈多。抗蝕性就愈差。   表面層的殘余拉應(yīng)力會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，降低零件的耐磨性，而殘余壓應(yīng)力則能防止應(yīng)力腐蝕開裂。 &

10、#160; （四）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，實際過盈量減小，降低了配合件間的連接強度。二、影響表面粗糙度的因素   （一）切削加工影響表面粗糙度的因素  1。 刀具幾何形狀的復(fù)映   刀具相對于工件作進給運動時，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀時刀具幾何形狀的復(fù)映。減小進給量、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。 

11、  此外，適當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，也是減小表面粗糙度值的有效措施。   2. 工件材料的性質(zhì)   加工塑性材料時，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，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，使表面粗糙。   3. 切削用量 （二）磨削加工影

12、響表面粗糙度的因素   正像切削加工時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時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   磨削徑向進給量與光磨次數(shù)   工件圓周進給速度與軸向進給量   冷卻潤滑液  三、影響加工表面層物理機械性能的因素    &

13、#160; 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。由于磨削加工時所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時更嚴重，因而磨削加工后加工表面層上述三項物理機械性能的變化會很大。   （一）表面層冷作硬化   1. 冷作硬化及其評定參數(shù)   機械加工過程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移,晶粒被拉長和纖維化，甚至破碎，這些都會使表面層金屬的硬度和強度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化(或

14、稱為強化)。表面層金屬強化的結(jié)果，會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)，只有一有可能，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)時間的長短和強化程度的大小。由于金屬在機械加工過程中同時受到力和熱的作用，因此，加工后表層金屬的最后性質(zhì)取決于強化和弱化綜合作用的結(jié)果。   評定冷作硬化的指標有三項，即表層金屬的顯微硬度HV、硬化層深度h和硬化程度N。   2. 影響冷作硬化的主要因素   切削刃鈍圓半徑增

15、大，對表層金屬的擠壓作用增強，塑性變形加劇，導(dǎo)致冷硬增強。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。   切削速度增大，刀具與工件的作用時間縮短，使塑性變形擴展深度減小，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間也縮短樂，將使冷硬程度增加。進給量增大，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬作用加強。工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴重。（二）表面層材料金相組織變化   當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發(fā)生變化。   1. 磨削燒傷&#

16、160;  當被磨工件表面層溫度達到相變溫度以上時，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，可能產(chǎn)生以下三種燒傷：   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。   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

17、原來的回火馬氏體的高，在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織(索氏體或托氏體)，這種燒傷稱為淬火燒傷。   退火燒傷   如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削區(qū)域又無冷卻液進入，表層金屬將產(chǎn)生退火組織，表面硬度將急劇下降，這種燒傷稱為退火燒傷。   2. 改善磨削燒傷的途徑   磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷由兩個途徑：一是盡可能地減少磨削熱地產(chǎn)生；二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生地熱量少傳入工件。   正確選擇砂輪   合理選擇切

18、削用量   改善冷卻條件 （三）表面層殘余應(yīng)力   1. 產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因   a. 切削時在加工表面金屬層內(nèi)有塑性變形發(fā)生，使表面金屬的比容加大   由于塑性變形只在表層金屬中產(chǎn)生，而表層金屬的比容增大，體積膨脹，不可避免地要受到與它相連的里層金屬的阻止，因此就在表面金屬層產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，而在里層金屬中產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。   b. 切削加工中，切削區(qū)會有大量的切削熱產(chǎn)生   c. 不同金相組織具有不同的密度，亦具有不同的比容   如果表面層金屬產(chǎn)生了金相組織的變化，表層金屬比容的變化必然要受到與之相