機(jī)械制造基礎(chǔ) 課件 第7章　機(jī)械加工質(zhì)量分析

7.1機(jī)械加工精度

01加工精度的含義02加工精度的測(cè)量方法03加工精度的調(diào)整方法

加工精度包括零件的形狀精度、尺寸精度和表面相對(duì)位置精度三個(gè)部分。

所謂加工精度是指零件在加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和表面相對(duì)位置與圖紙所要求的理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合的程度越好，加工精度也越高。

經(jīng)加工后零件的實(shí)際幾何參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)總有所不同，它們之間的差值稱(chēng)為加工誤差。在生產(chǎn)實(shí)際中都是用誤差的大小來(lái)反映加工精度的。研究加工精度的目的就是研究如何把各種誤差控制在允許范圍內(nèi)(即公差范圍內(nèi))。弄清各種因素對(duì)加工精度的影響規(guī)律，從而找出降低加工誤差，提高加工精度的措施。7.1.1加工精度的含義

加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。理想的幾何參數(shù)，對(duì)尺寸而言，就是平均尺寸；對(duì)表面幾何形狀而言，就是絕對(duì)的圓、圓柱、平面、錐面和直線(xiàn)等；對(duì)表面之間的相互位置而言，就是絕對(duì)的平行、垂直、同軸、對(duì)稱(chēng)等。零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值稱(chēng)為加工誤差。

加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度，加工精度與加工誤差都是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語(yǔ)。加工精度用公差等級(jí)衡量，等級(jí)值越小，其精度越高；加工誤差用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。公差等級(jí)從IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20個(gè)，其中IT01表示的話(huà)該零件加工精度最高的，IT18表示的話(huà)該零件加工精度是最低的，一般上IT7、IT8是加工精度中等級(jí)別。

任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確，從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為保證了加工精度。

機(jī)器的質(zhì)量取決于零件的加工質(zhì)量和機(jī)器的裝配質(zhì)量，零件加工質(zhì)量包含零件加工精度和表面質(zhì)量?jī)纱蟛糠帧?.1.2加工精度的測(cè)量方法

1.按是否直接測(cè)量被測(cè)參數(shù)，可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。

直接測(cè)量：直接測(cè)量被測(cè)參數(shù)來(lái)獲得被測(cè)尺寸。例如用卡尺、比較儀測(cè)量。

間接測(cè)量：測(cè)量與被測(cè)尺寸有關(guān)的幾何參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得被測(cè)尺寸。

顯然，直接測(cè)量比較直觀(guān)，間接測(cè)量比較繁瑣。一般當(dāng)被測(cè)尺寸或用直接測(cè)量達(dá)不到精度要求時(shí)，就不得不采用間接測(cè)量。

2.按量具量?jī)x的讀數(shù)值是否直接表示被測(cè)尺寸的數(shù)值，可分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量。

絕對(duì)測(cè)量：讀數(shù)值直接表示被測(cè)尺寸的大小、如用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

相對(duì)測(cè)量：讀數(shù)值只表示被測(cè)尺寸相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的偏差。如用比較儀測(cè)量軸的直徑，

需先用量塊調(diào)整好儀器的零位，然后進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得值是被側(cè)軸的直徑相對(duì)于量塊尺寸的差值，這就是相對(duì)測(cè)量。

一般說(shuō)來(lái)相對(duì)測(cè)量的精度比較高些，但測(cè)量比較麻煩。

3.按被測(cè)表面與量具量?jī)x的測(cè)量頭是否接觸，分為接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量。

接觸測(cè)量：測(cè)量頭與被接觸表面接觸，并有機(jī)械作用的測(cè)量力存在。如用千分尺測(cè)量零件。非接觸測(cè)量：測(cè)量頭不與被測(cè)零件表面相接觸，非接觸測(cè)量可避免測(cè)量力對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。如利用投影法、光波干涉法測(cè)量等。

4.按一次測(cè)量參數(shù)的多少，分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量。

單項(xiàng)測(cè)量；對(duì)被測(cè)零件的每個(gè)參數(shù)分別單獨(dú)測(cè)量。

綜合測(cè)量：測(cè)量反映零件有關(guān)參數(shù)的綜合指標(biāo)。如用工具顯微鏡測(cè)量螺紋時(shí)，可分別測(cè)量出螺紋實(shí)際中徑、牙型半角誤差和螺距累積誤差等。

綜合測(cè)量一般效率比較高，對(duì)保證零件的互換性更為可靠，常用于完工零件的檢驗(yàn)。單項(xiàng)測(cè)量能分別確定每一參數(shù)的誤差，一般用于工藝分析、工序檢驗(yàn)及被指定參數(shù)的測(cè)量。

5.按測(cè)量在加工過(guò)程中所起的作用，分為主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量。

主動(dòng)測(cè)量：工件在加工過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果直接用來(lái)控制零件的加工過(guò)程，從而及時(shí)防止廢品的產(chǎn)生。

被動(dòng)測(cè)量：工件加工后進(jìn)行的測(cè)量。此種測(cè)量只能判別加工件是否合格，僅限于發(fā)現(xiàn)并剔除廢品。

6.按被測(cè)零件在測(cè)量過(guò)程中所處的狀態(tài)，分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。

靜態(tài)測(cè)量，測(cè)量相對(duì)靜止。如千分尺測(cè)量直徑。

動(dòng)態(tài)測(cè)量，測(cè)量時(shí)被測(cè)表面與測(cè)量頭模擬工作狀態(tài)中做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

動(dòng)態(tài)測(cè)量方法能反映出零件接近使用狀態(tài)下的情況，是測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向。7.1.3調(diào)整精度方法

1.減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差1）傳動(dòng)件數(shù)少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高；2）采用降速傳動(dòng)（i<1），是保證傳動(dòng)精度的重要原則，且越接近末端的傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比應(yīng)越??；3）末端件精度應(yīng)高于其他傳動(dòng)件。2.減小刀具磨損

在刀具尺寸磨損達(dá)到急劇磨損階段前就必須重新磨刀。

3.減小工藝系統(tǒng)的受力變形

1）提高系統(tǒng)的剛度，特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度；2）減小載荷及其變化；3）盡量減少連接面的數(shù)目；4）防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)；5）應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)件、支撐件的結(jié)構(gòu)和截面形狀。

4.對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整

1）試切法調(diào)整

通過(guò)試切—測(cè)量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。2）調(diào)整法

通過(guò)預(yù)先調(diào)整好機(jī)床、夾具、工件和刀具的相對(duì)位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。

5.減小機(jī)床誤差

1）提高主軸部件的制造精度（1）選用高精度的滾動(dòng)軸承；（2）采用高精度的多油鍥動(dòng)壓軸承；（3）采用高精度的靜壓軸承2）對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊（1）可消除間隙；（2）增加軸承剛度；（3）均化滾動(dòng)體誤差。

6.減小工藝系統(tǒng)熱變形

1）減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源（1）采用較小的切削用量；（2）零件精度要求高時(shí)，將粗精加工工序分開(kāi)；（3）盡可能將熱源從機(jī)床分離出去，減少機(jī)床熱變形；（4）對(duì)主軸軸承、絲桿螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等不能分離的熱源，從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱或用隔熱材料；（5）采用強(qiáng)制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施。2）均衡溫度場(chǎng)

6.減小工藝系統(tǒng)熱變形

3）采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn)（1）采用熱對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)——在變速箱中，將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等對(duì)稱(chēng)布置，可使箱壁溫升均勻，箱體變形減小；（2）合理選擇機(jī)床零部件的裝配基準(zhǔn)。4）加速達(dá)到傳熱平衡5）控制環(huán)境溫度課后練習(xí)

1.加工精度的含義是什么？2.加工精度測(cè)量方法有哪些？3.加工誤差有什么性質(zhì)？4.提高加工精度的工藝措施有哪些？5.機(jī)械加工表面質(zhì)量的主要內(nèi)容有哪些？影響表面質(zhì)量的因素是什么？6.表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能有何影響？7.2加工誤差綜合

分析

01加工誤差的分類(lèi)02減小加工誤差的方法7.2.1加工誤差的分類(lèi)

1.原理誤差

原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓功近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差，原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面的加工中。原理誤差是由于加工或者計(jì)算方法而造成的，如車(chē)削模數(shù)蝸桿干時(shí)，工件節(jié)距為πZ，而π為無(wú)理數(shù)。那么只能通過(guò)配換齒輪去近似無(wú)理數(shù)。又如滾刀滾t切齒輪的展成運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滾刀齒數(shù)無(wú)窮多時(shí)才能展成光滑齒廓形狀。但實(shí)際上，滾刀的齒數(shù)不可能無(wú)窮多。因此，齒面形狀就存在原理誤差。存在著原理誤差的加工是有條件的，也是有優(yōu)勢(shì)的。比如當(dāng)齒輪精度要求不高，加工量很小時(shí)，其加工成本低廉，不需要昂貴的齒輪加工專(zhuān)用機(jī)床，只需普通銑床就可以完成加工，優(yōu)勢(shì)明|顯。

2.系統(tǒng)性誤差

當(dāng)順序加工批零件時(shí)，產(chǎn)生誤差的大小和方向若保持不變，則稱(chēng)為常值系統(tǒng)性誤差;若按一定的規(guī)律變化，則稱(chēng)為變值系統(tǒng)性誤差。以上兩類(lèi)誤差均稱(chēng)為系統(tǒng)性誤差。

例如，原理誤差和機(jī)床、刀具、夾具、量具的制造誤差等都是常值系統(tǒng)性誤差，它們和加工順序(或加工時(shí)間)沒(méi)有關(guān)系。例如，鉸刀本身直徑偏大0.02mm,加工后一批孔的尺寸也都偏大0.02mm。

變值系統(tǒng)性誤差，是由變性因素所引起的，例如，刀具的磨損量隨加工表面的長(zhǎng)度而變，工藝系統(tǒng)的熱變形對(duì)加工精度的影響又因具體結(jié)構(gòu)、材料、溫度和時(shí)間等因素而變化。在這種情況下，誤差因素的影響，是有規(guī)律地變化的。

3.隨機(jī)性誤差

隨機(jī)性誤差又稱(chēng)偶然性誤差。在加工一批零件中,產(chǎn)生誤差的大小和方向是無(wú)規(guī)律地變化的。它是由于各種彼此之間沒(méi)有任何依賴(lài)關(guān)系的隨機(jī)因素共同作用而產(chǎn)生的。因此隨機(jī)性誤差出現(xiàn)的時(shí)機(jī)和大小，事先是不能確定的。例如，毛坯復(fù)映的誤差定位誤差、夾緊誤差、多次調(diào)整誤差以及內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差等都是隨機(jī)性誤差。

隨機(jī)性誤差從表面上來(lái)看似乎沒(méi)有什么規(guī)律，但是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法可以找出一批工件加工誤差的總體規(guī)律，并加以控制。

加工誤差是許多系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差共同作用的結(jié)果,因此應(yīng)對(duì)具體加工條件下可能產(chǎn)生誤差的因素和大小加以分析和研究。誤差性質(zhì)不同,解決的途徑也不同。7.2.2減小加工誤差的方法

加工誤差統(tǒng)計(jì)分析法是以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),應(yīng)用概率論理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，分析計(jì)算一批工件的誤差，從而劃分其性質(zhì)提出消除或控制誤差的一種方法。生產(chǎn)中常用的有分布曲線(xiàn)法和點(diǎn)圖法。這里僅介紹分布曲線(xiàn)法。

如磨100根軸的軸頸，軸頸的尺寸為

，磨好后測(cè)量這100根軸的軸頸，并按尺寸大小分組，取每組的尺寸間隔為0.002mm,測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表7.1。

表7-1中，n為測(cè)量零件的總數(shù)等于100，m為每組的零件數(shù)(即頻數(shù))。若以頻率m/n作為縱坐標(biāo)，以尺寸x為橫坐標(biāo)，則可繪制如圖7-1所示的曲線(xiàn)，稱(chēng)為這批零件的尺寸分布曲線(xiàn)，當(dāng)所測(cè)零件數(shù)增多，尺寸間隔取得很小時(shí)，此折線(xiàn)便非常接近于一條曲線(xiàn)，即是實(shí)際的尺寸分布曲線(xiàn)。圖7-1零件的尺寸分布曲線(xiàn)

圖7-2正態(tài)分布曲線(xiàn)尺寸分布曲線(xiàn)具有以下特點(diǎn)：曲線(xiàn)有一-定的分收范圍，即沿x軸有一定的距離:曲線(xiàn)有一個(gè)最高點(diǎn)，即靠近平均尺寸的零件數(shù)占大多數(shù);離曲線(xiàn)平均尺寸越遠(yuǎn)的尺寸，零件出現(xiàn)的機(jī)會(huì)愈少，即尺寸為最大或最小的零件是極少數(shù)。實(shí)踐表明:在正常的生產(chǎn)條件下,無(wú)占優(yōu)勢(shì)的影響因素存在，加工的零件數(shù)量又足夠多時(shí),其尺寸總是按正態(tài)分布的，因此在研究加工精度問(wèn)題時(shí),通常都是用正態(tài)分布曲線(xiàn)來(lái)代替實(shí)際分布曲線(xiàn)，使加工誤差的分析計(jì)算得到簡(jiǎn)化。正態(tài)分布曲線(xiàn)如圖7-2所示。正態(tài)分布曲線(xiàn)有以下一些特性:1.曲線(xiàn)呈鐘形，中間高，兩邊低，表示尺寸靠近分散中心的工件占大部分，而尺寸遠(yuǎn)離分散中心的工件是極少數(shù)。2.曲線(xiàn)以為軸對(duì)稱(chēng)分布，表示工件尺寸大于和小于的頻率相等。3.均方根偏差。是決定曲線(xiàn)形狀的唯一參數(shù)。如圖7-3所示，σ越大，曲線(xiàn)越平坦,尺寸越分散，也就是加工精度越低；σ越小，曲線(xiàn)越陡峭，尺寸越集中，也就是加工精度越高。如圖7-3所示。故σ表明了一批零件的精度高低(σ小時(shí),零件的精度高)。4.正態(tài)分布曲線(xiàn)與橫坐標(biāo)沒(méi)有交點(diǎn)。由曲線(xiàn)方程式可知，只有當(dāng)x=±∞時(shí),才使y=0，實(shí)際上零件尺寸分散有一定的范圍，故y不可能為0。5.正態(tài)分布曲線(xiàn)下面所包含的全部面積代表了全部工件，即100%。

在大量生產(chǎn)中,各種加工方法確定后，可加工一批零件，繪出其尺寸或幾何形狀等的分布曲線(xiàn)，根據(jù)曲線(xiàn)形狀，則可確定應(yīng)用此法加工是否合適，并可找出影響加工精度的主要原因，以便提出改進(jìn)措施。如圖7-5所示的分布曲線(xiàn)接近于正態(tài)分布，則說(shuō)明影響加工精度的因素中，偶然誤差起主要作用，如果其分散范圍6σ≤T,則此種加工方法是適用的。否則，還應(yīng)進(jìn)一步分析產(chǎn)生誤差的原因，進(jìn)行改進(jìn)。若所繪的分布曲線(xiàn)變成不對(duì)稱(chēng)分布，則說(shuō)明加工過(guò)程中出現(xiàn)不正常情況，或存在著對(duì)加工精度的影響起主要作用的因素。如圖7-6(a)所示為試切法加工外圓時(shí)的情況，為了不出現(xiàn)廢品，圓直徑總是偏大些,所以分布曲線(xiàn)向右偏些，即尺寸分布在上偏差的零件多-些，而在加工內(nèi)孔時(shí)，則尺寸分布在下偏差的零件多-些，如圖7-6(b)所示。圖7-5的正態(tài)分布曲線(xiàn)

圖7-6不對(duì)稱(chēng)分布曲線(xiàn)課后練習(xí)

3.加工誤差有什么性質(zhì)？7.3提高加工精度的工藝措施

01加工誤差的分類(lèi)02減小加工誤差的方法

1.直接減少誤差法

這種方法是在查明影響加工精度的主要原始誤差因素后，設(shè)法對(duì)其進(jìn)行消除或減小。例如，采用“大主偏角反向切削法”車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸，基本上消除了軸向切削力引起的彎曲變形，若采用彈簧頂尖，可進(jìn)一步消除熱變形所引起的加工誤差。

2.誤差補(bǔ)償法

誤差補(bǔ)償法是人為地造出一種新的誤差，

去抵消橫梁原來(lái)工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時(shí)，人為的誤差取正值，反之取負(fù)值，盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。例如，龍門(mén)銑床的橫梁在立銑頭自重的影響下產(chǎn)生的變形若超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求，則可在刮研橫梁導(dǎo)軌時(shí)使導(dǎo)軌面產(chǎn)生向上凸起的形狀誤差圖7-7(a))，在裝配后就可抵消因銑頭重力而產(chǎn)生的撓度，從而達(dá)到機(jī)床精度要求，如圖7-7(b)所示。圖7-7通過(guò)導(dǎo)軌凸起補(bǔ)償橫梁變形

3.誤差分組法

誤差分組法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸經(jīng)測(cè)量，按大小分為n組，每組工件的尺寸誤差就縮小為原來(lái)的1/n。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具與工件的相對(duì)位置或調(diào)整定位元件，就可使整批工件的尺寸分布范圍大大縮小。

4.

誤差轉(zhuǎn)移法

誤差轉(zhuǎn)移法是把原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到非敏感方向上去。例如，轉(zhuǎn)塔車(chē)床的轉(zhuǎn)位刀架，若其轉(zhuǎn)塔刀架上外圓車(chē)刀的切削基面也像臥式車(chē)床那樣在水平內(nèi)(圖7-8(a))，那么轉(zhuǎn)塔刀架的分度轉(zhuǎn)位誤差在誤差的敏感方向，將直接影響工件有關(guān)表面的加工精度。因此，生產(chǎn)中都采用“立刀”安裝法，把切削刃的切削基面表面放在垂直平面內(nèi)(圖7-8(b))，就把其轉(zhuǎn)位誤差轉(zhuǎn)移到了誤差的不敏感方向，由此而產(chǎn)生的加工誤差非常微小，從而提高了加工精度。圖7-8轉(zhuǎn)塔車(chē)床刀架轉(zhuǎn)位誤差的位移

5.誤差均分法

誤差均分法是使被加工表面原有的誤差不斷縮小而使誤差均分的方法。利用有密切聯(lián)系的表面之間的相互比較和相互修正，或者利用互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，以達(dá)到很高的加工精度。例如，研磨時(shí)的研具精度并不很高，但它能在和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)中對(duì)工件進(jìn)行微量切削，與工件相互修整，使接觸面不斷增大、高低不平處逐漸接近、幾何形狀精度逐步共同提高，并進(jìn)一步使誤差均化，最終達(dá)到很高的精度。

一些精密配合件的加工，如軸孔與軸頸的研配、精密分度盤(pán)副的研配等，都常采用這種加工方法。課后練習(xí)

4.提高加工精度的工藝措施有哪些？7.4機(jī)械加工表面質(zhì)量

01表面質(zhì)量的主要內(nèi)容02表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響03影響表面質(zhì)量的因素

經(jīng)機(jī)械加工后的零件表面，并不是理想的光滑表面，它不僅存在宏觀(guān)的幾何形狀誤差，也存在著微觀(guān)的幾何形狀誤差和波度誤差，如圖7-9所示。零件的表層材料在加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的變化，如氧化膜的形成，液體、氣體的滲人而產(chǎn)生化合物等，造成表面材料的變質(zhì)。圖7-9表面粗糙度和波度7.4.1表面質(zhì)量的主要內(nèi)容

1.表面層的幾何形狀特征

表面層的幾何形狀特征即是加工后的實(shí)際表面的幾何形狀和理想表面的幾何形狀的偏離量，主要由下面兩部分組成。1）表面粗糙度

即表面的微觀(guān)幾何形狀誤差，評(píng)定參數(shù)主要有輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓微觀(guān)不平度十點(diǎn)高度Rz或輪廓最大高度Ry。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)測(cè)量條件和參數(shù)的優(yōu)先使用條件確定使用Ra或Rz。2）波度

介于宏觀(guān)幾何形狀誤差與表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差。零件圖上一般不注明波度的等級(jí)要求，但它還是屬于表面質(zhì)量的范疇。

2.表面層的物理力學(xué)性能

表面層的物理力學(xué)性能主要是以下三個(gè)方面的內(nèi)容:1）表面層的加工硬化。2）表面層材料金相組織的變化。3）表面層的殘余應(yīng)力。7.4.2表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

1.對(duì)零件耐磨性的影響

在沒(méi)有潤(rùn)滑的情況下，兩個(gè)互相摩擦的表面，最初只是在表面凸峰部分接觸，它傳遞的壓力實(shí)際上只是分布在這些微小的面積上，如圖7-10所示。在正壓力F的作用下，在凸峰部產(chǎn)生很大的擠壓應(yīng)力，使表面粗糙部分產(chǎn)生彈性和塑性變形。當(dāng)相互運(yùn)動(dòng)時(shí)，還有一部分被剪切掉。當(dāng)有潤(rùn)滑時(shí)，情況要復(fù)雜一些，但在最初階段仍可發(fā)現(xiàn)凸峰處被劃破油膜而產(chǎn)生上述類(lèi)似的現(xiàn)象。實(shí)踐表明，磨損過(guò)程在不同條件下，基本規(guī)律都一樣。圖7-10零件表面的接觸情況

1.對(duì)零件耐磨性的影響

冷作硬化一般都能使耐磨性有所提高，但并不是冷作硬化的程度愈高，耐磨性也愈好，如圖7-11所示，當(dāng)冷作硬化提高到380HB左右時(shí)(工具鋼T7A)，耐磨性達(dá)到最佳值，如再進(jìn)一步加強(qiáng)冷作硬化程度，耐磨性反而降低，其原因是過(guò)度的硬化即過(guò)度的冷態(tài)塑性變形將引起金屬組織的過(guò)度“疏松”嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)疲勞裂紋，都會(huì)使耐磨性降低。圖7-11不同冷硬程度和耐磨性的關(guān)系

2.對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

在周期性交替變化的負(fù)荷作用下，當(dāng)零件工作表面粗糙度較大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，在凹底部的應(yīng)力比作用于表面層的平均應(yīng)力大0.5~1.5倍。這樣，促使了疲勞裂紋的形成。所以承受交變負(fù)荷的零件表面常常需采用較低的表面粗糙度。

表面冷作硬化能提高零件的疲勞強(qiáng)度，因?yàn)閺?qiáng)化過(guò)的表面層會(huì)阻止已有的疲勞裂紋擴(kuò)展和產(chǎn)生新裂紋。同時(shí)，硬化會(huì)顯著地減少表面外部缺陷和表面質(zhì)量的有害影響。

殘余應(yīng)力的大小和正負(fù)都對(duì)疲勞強(qiáng)度有影響。當(dāng)表面層具有殘余壓縮應(yīng)力時(shí)，由于它能使表面顯微裂紋合攏，從而提高零件的疲勞強(qiáng)度。拉應(yīng)力使表面顯微裂紋加劇，將降低疲勞強(qiáng)度?？梢圆捎迷诹慵砻娌粫?huì)生成冷硬層的方法造成壓應(yīng)力，以便提高零件的疲勞強(qiáng)度。例如，表面淬火、滲碳、滲氮等。滲氮對(duì)表面帶有缺陷和切痕的零件尤為有效。

3.對(duì)零件耐蝕性的影響

零件在潮濕的空氣中或在有腐蝕性的介質(zhì)中工作時(shí)，常會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是由于大氣中的氣體及水汽或腐蝕介質(zhì)容易在粗糙表面的谷底處積聚而發(fā)生化學(xué)反應(yīng),逐步在谷底形成裂紋，在拉應(yīng)力作用下擴(kuò)展以致破壞。凡零件表面存在有殘余拉應(yīng)力，都將降低零件的耐蝕性。電化學(xué)腐蝕是由于兩個(gè)不同金屬材料的零件表面相接觸時(shí)，在表面頂峰間產(chǎn)生電化學(xué)作用而被腐蝕掉。所以降低表面粗糙度數(shù)值，可以提高零件的抗腐蝕性。

4.對(duì)零件配合質(zhì)量的穩(wěn)定性及可靠性的影響

動(dòng)配合零件的表面如果表面粗糙度太大，初期磨損量就大，工作一段時(shí)間后配合間腺就會(huì)增大，以致改變了原來(lái)的配合性質(zhì)，影響動(dòng)配合的穩(wěn)定性。對(duì)于靜配合表面，軸在壓入孔內(nèi)時(shí)表面的部分凸峰被擠平，而使實(shí)際過(guò)盈量變小，影