機械加工表面質(zhì)量的影響因素及改善措施

1、郭德偉1郭德偉20DhDhh0VBBCDOnrO為切削層金屬的分流點郭德偉3橫(平行于進給運動方向)縱(垂直于進給運動方向)橫向橫向縱向縱向理論粗糙度實際粗糙度粗糙度理論粗糙度實際粗糙度郭德偉4圖4-37 車削時殘留面積的高度（4-42）rrfHctgctg28fHr（4-43）,rrrkkf刀尖圓弧半徑主偏角副偏角進給量frRmaxvfrb）Rmaxfa）vfrr郭德偉5切削45鋼時切削速度與粗糙度關系100120v（m/min）020406080140表面粗糙度Rz（m）481216202428收縮系數(shù)Ks1.52.02.53.0積屑瘤高度 h（m） 0200400600hKsRz郭德偉6

2、v 砂輪速度vc，Rav 工件速度vw，Ra v 砂輪縱向進給f，Ra v 磨削深度ap，Ra 磨削用量對表面粗糙度的影響vw = 40(m/min)f = 2.36(m /min)ap = 0.01(mm)vc = 50(m/s)f = 2.36(m /min)ap = 0.01(mm)vc(m/s), vw(m/min)Ra(m)0304050600.51.0a）ap(mm)00.010.40.8Ra(m)00.20.60.020.030.04b）光磨次數(shù)-Ra關系Ra(m)01020300.020.040.06光磨次數(shù)粗粒度砂輪(WA60KV)細粒度砂輪(WA/GCW14KB)v光磨次數(shù)

3、，Ra郭德偉7v 砂輪粒度，Ra；但要適量v 砂輪硬度適中， Ra ；常取中軟v 砂輪組織適中，Ra ；常取中等組織v 采用超硬砂輪材料，Ra v 砂輪精細修整， Ra v 工件材料v 冷卻潤滑液等郭德偉8 切削或磨削加工時，表面層金屬由于塑性變形使晶體間切削或磨削加工時，表面層金屬由于塑性變形使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格發(fā)生拉長、扭曲和破碎而得到強化。產(chǎn)生剪切滑移，晶格發(fā)生拉長、扭曲和破碎而得到強化。 冷作硬化的特點：冷作硬化的特點： 變形抵抗力提高（屈服點提高），塑性降低（相對延伸變形抵抗力提高（屈服點提高），塑性降低（相對延伸率降低）。率降低）。 冷硬的指標冷硬的指標: 通常用冷硬層的深度

4、通常用冷硬層的深度h、表、表面層的顯微硬度面層的顯微硬度H以及硬化程度以及硬化程度N來表示，其中來表示，其中N=H/H0，H0為為原來的顯微硬度。原來的顯微硬度。郭德偉9切削用量影響刀具影響00.20.40.60.81.0磨損寬度VB(mm)100180260340硬度(HV)50鋼，v = 40(m/min) f = 0.120.2(mm/z)后刀面磨損對冷硬影響工件材料f 和 v 對冷硬的影響硬度(HV)0f (mm /r)0.20.40.60.8v =170(m/min)135(m/min)100(m/min )50(m/min)100200300400工件材料：45郭德偉10磨削用量砂

5、輪工件材料磨削深度對冷硬的影響ap(mm)硬度(HV)00.253003504505004000.500.75普通磨削高速磨削郭德偉11 在機械加工中，工件表面層金屬相對基體金屬發(fā)生形狀、體積的變化或金相組織變化時，工件表面層中將殘留相互平衡的殘余應力。產(chǎn)生表面層殘余應力的原因：冷態(tài)塑性變形 機械加工時，表層金屬產(chǎn)生強烈的塑性變形。沿切削速度方向表面產(chǎn)生拉伸變形，晶粒被拉長，金屬密度會下降，即比容增大，而里層材料則阻礙這種變形，因而在表面層產(chǎn)生殘余壓應力，在里層則產(chǎn)生殘余拉應力。熱態(tài)塑性變形 機械加工時，切削或磨削熱使工件表面局部溫升過高，引起高溫塑性變形。郭德偉12郭德偉13切削用量對殘余應

6、力的影響刀具對殘余應力的影響工件材料對殘余應力的影響圖4-58 f 對殘余應力的影響工件：45，切削條件：vc=86m/min，ap=2mm，不加切削液 殘余應力(Gpa)0.2000.2001 00200300400距離表面深度(m) f =0.40mm/r f =0.25mm/r f =0.12mm/r圖4-57 vc 對殘余應力的影響0=5,0=5,r=75,r=0.8mm,工件：45切削條件：ap=0.3mm, f=0.05mm/r, 不加切削液050100150200距離表面深度(m)殘余應力(Gpa)-0.2000.20vc =213m/minvc =86m/minvc =7.7m/min郭德偉14 工件表層溫度達到或超過金屬材料相變溫度時，表層金相組織、顯微硬度發(fā)生變