机械加工表面质量加工表面质量机器对使用性能的影响

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机械加工对零件表面质量影响及对策

机械加工对零件表面质量影响及对策

21对 耐磨 性的影 响 。一个 刚加工 好 的两个接 触表 面之 间 ,最初阶 段 . 只在 表面 粗糙 的峰 部接触 , 实际接 触 面积远 小于 理论 接触 面积 ,在 相互 接 触的 蜂部有 非 常大 的单位 应力 ,使 实 际接 触 面积 处产 生塑性 变 形 、弹性 变
形和 峰 部之 间 的剪 切 破 坏 ,引 起 严重 磨 损 。零 件 磨损 一 般 可 分为 三 个 阶
3 3 磨削加 工影 响表 面粗糙 度 。磨削 加工 表面粗 糙度 的形 成,是 由几 .

何 因素 和 表 面金 属 的 塑性 变 形 来 决定 的 。影 响 磨 削表 面 粗糙 的主 要 因素
有 :砂轮 的粒度 ,砂轮 的硬 度 ,砂轮 的修 整 ,磨削速 度 ,磨 削径 向进给 量
z机械加 工表 面质■对 机器使 用性 能的 影响
微 小波纹 :表面 波度是 指波距 L l lm 之间 的表面波 纹 。② 表面层 的物 在 ~ Om 理 力学性 能包括表 面层 的加工 硬化 、残余应 力和 表面层 的金 相组织 变化 。
主偏 角 、副 偏 角 以及 增 大 刀尖 圆弧 半 径 ,均 可减 小 残 留 面积 的 高度 。此
零件 的失效 大都从 表面 开始 ,零件 表面质 量 的高低 是决 定其使 用性 能 好坏 的重 要 因素 。机 械加 工表 面质 量 的 目的就是 为 了掌握机 械 加工 中各 种 工艺 因素对 加 工表面 质量 影 响的规 律 ,改善 表面质 量 、提 高产 品使用 性 能 具有重 要的意 义 。 1t.t l 加工 寰面质 量的含 义 1 a 零件 的表 面质量 是机械 加 工质量 的重 要组成 部分 ,表面 质量 是指 机械 加 工后 零件表 面层 的微 观几 何结 构及表 层 金属材 料 性质发 生变 化 的情 况 。 机械 加工 后 的表面 ,总 存在 一定 的微观 几何 形状 的偏 差 ,表面 层 的物理 力 学性 能也 发生变 化 。因此 ,机 械加 工表 面质 量包 括加 工表 面 的几何特 征 和 表 面层 物理力 学性 能两个 方面的 内容 :① 加工表 面 的微观几 何特征 主要 包 括 表 面粗糙 度和 表面 波度 两部 分组 成 。表 面 粗糙度 是 波距L , lm d于 m 的表面

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题
机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题是制造业中的基础问题之一。

在机械加
工中,表面质量是一个关键指标,它直接影响了零件的性能和使用寿命。

因此,提高机械
加工表面质量,对于保障零件质量和使用寿命具有重要意义。

机械加工表面质量主要是指零件表面的光洁度、平整度和尺寸精度等方面的指标。


些指标都直接影响零件的质量和性能,例如,若表面粗糙度太高,会导致表面疲劳的加快
损伤,降低零件的使用寿命。

若表面平整度不够好,会影响零件的稳定性和运动精度,特
别是对于高精度部件,更是表现尤为明显。

此外,表面质量还会直接影响零件的机械性能,例如,表面硬度的不确定性会引起零件的强度差异和脆性断裂等问题。

提高机械加工表面质量,可以通过以下几种方法进行:
1. 选择合适的加工工艺:不同的加工方式会对零件表面质量产生不同程度的影响,
因此,要根据具体情况选择合适的加工工艺。

例如,精密铣削可以获得较好的表面质量,
但加工效率相对较低;电火花加工可获得高精度的尺寸和形状,但对表面质量影响较大。

3. 采用表面处理:通过表面处理方式可以进一步提高零件表面质量。

例如,磨削、
打磨、抛光等手段,都可以改善零件表面质量。

总之,机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题需要得到足够的关注。

只有不断
提高机械加工表面质量,才能保证零件的高质量和长寿命,为推动制造业技术升级和发展
提供有力保障。

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题随着机械加工技术的不断发展,对于零件表面质量的要求也越来越高。

机械加工表面质量对零件使用性能的影响是一个重要的问题,它涉及到零件的使用寿命、功能性能、安全性等方面。

在实际生产中,很多零件的失效都与表面质量有关,研究和分析机械加工表面质量对零件使用性能的影响具有重要的理论意义和实际应用价值。

1. 表面质量对零件的疲劳寿命影响表面质量对零件的疲劳寿命有着重要的影响。

在疲劳载荷作用下,零件表面存在各种缺陷如裂纹、起皮、氧化层等,这些缺陷会极大地降低零件的疲劳寿命。

若表面光洁度不高、存在微小裂纹或疲劳疵点,将导致零件在使用过程中易发生疲劳断裂。

提高机械加工表面质量,减小表面缺陷对零件的疲劳寿命具有重要意义。

机械加工表面质量好的零件具有较高的耐磨性能。

优质的表面处理可形成均匀的耐磨层,提高零件的耐磨性能,延长零件的使用寿命。

相反,表面质量差的零件在使用过程中容易磨损,严重时会导致零件失效。

表面质量的好坏直接影响着零件的耐磨性能。

对于需要进行连接的零件来说,表面质量也是至关重要的。

表面质量的好坏直接影响着零件的连接性能。

好的表面质量可以有效地提高零件的连接强度和连接密封性,降低零件连接处的磨损和腐蚀,保障连接件的安全性和可靠性。

二、提高机械加工表面质量的方法1. 选择合适的机械加工方法在机械加工过程中,选择合适的机械加工方法对于提高零件表面质量非常重要。

对于需求表面精度较高的零件,可以选择精密加工,如磨削、抛光等方法;对于需要提高零件表面硬度和耐磨性的零件,可以选择火花加工、喷丸等方法。

合理选择机械加工方法可以有效地提高零件表面质量。

2. 优化刀具和加工工艺合理选择和使用刀具对于提高机械加工表面质量至关重要。

选择合适的刀具材料和刀具几何形状,采用适当的切削参数和切削工艺,可以有效降低切削热量、降低切削应力、减小表面粗糙度,从而提高零件的表面质量。

3. 加强表面处理和技术控制在机械加工过程中,需要加强表面处理和技术控制。

机械加工表面质量

机械加工表面质量

2.表面层物理 力学、化学性能
(1)表面粗糙度 (2)表面波度 (3)纹理方向 (4)伤痕——表面上一些个别位置 上出现的缺陷

(1)表面层加工硬化(冷作硬化)。 (2)表面层金相组织变化。
(3)表面层产生残余应力。
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
影响表层残余应力的因素
三、表层金属的残余应力——拉应力或者压应力
(一)残余应力产生的原因 1)冷塑性变形——使表层产生压缩残余应力,里层产生拉伸 残余应力。
原因:加工表面受刀具或砂轮磨粒的挤压和摩擦,产生拉伸塑性变形 ,此 时里层金属处于弹性变形状态,切削后里层金属趋于弹性恢复,但受 到已产生塑性变形的表层金属牵制
第三章 机械加工表面质量
本章学习主要要解决的问题 1. 机械加工表面质量的含义 2. 为什么要控制机械加工表面质量? 3. 哪些因素会影响表面质量? 4. 怎样提高表面质量?
第三章 机械加工表面质量
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
一、机械加工表面质量的含义
1.表面的几何特征
2)热塑性变形——表层产生拉伸残余应力,里层产生压缩残 余应力。
原因:切削和磨削过程中,表层的温度比里层高,表层的热膨胀较大;加 工后零件冷却至室温时,表层金属体积的收缩受到里层的牵制。
影响表层残余应力的因素
3)相变引起的体积变化 金相组织的变化引起表层金属的比容增大,则表层金属将产生 压缩残余应力,而里层金属产生拉伸残余应力; 金相组织的变化引起表层金属的比容减小,则表层金属产生拉 伸残余应力,而里层金属产生压缩残余应力 。
• 提高砂轮速度,降低工件转速,减小纵向进给速度——增大单位面 积的磨粒数

2、机械加工表面质量及影响因素

2、机械加工表面质量及影响因素

机械加工外表质量及影响因素一、外表质量定义任何机械加工所得的外表,实际上不行能是抱负的光滑外表,总是存在确定的微观几何外形误差。

另外,外表材料在加工时受切削力、切削热的影响,也会使原有的物理—机械性能发生变化。

因此,加工外表质量应包括:1、加工外表粗糙度。

是指加工外表的较小间距和微小峰谷的微观几何外形误差。

它主要是由于切削加工过程中的刀痕、切削分别时的塑性变形、刀具与被加工外表的摩擦、工艺系统的高频振动等缘由造成的。

2、外表层的物理———机械性能变化。

外表层的材料在加工时,物理—机械性能变化主要有以下三个方面的内容:1)外表层的冷作硬化。

工件在机械加工过程中,外表层金属产生猛烈的塑性变化,使表层的强度和硬度都有所提高,这种现象称外表冷作硬化。

2)外表层剩余应力。

在切削加工过程中,由于切削变形和切削热的影响,在加工外表会产生剩余应力,假设剩余应力超过材料的屈服强度,就会产生外表裂纹,外表的微观裂将给零件带来严峻的隐患。

3)外表层金相组织的变化。

工件外表经磨削精加工时,磨削产生的高温,一般可达800~1000 ℃,高的磨削温度会烧坏工作外表,使淬火钢件外表退火,引起表层金属发生相变,将大大降低外表层的物理—机械性能。

二、影响外表粗糙度的因素1、切削加工影响外表粗糙度的因素刀具几何外形及切削运动的影响刀具相对于工件作进给运动时,在加工外表留下了切削层残留面积,从而产生了外表粗糙度,残留面积的外形是刀具几何外形的复映,其高度H 受刀具的几何角度和切削用量大小的影响。

减小进给量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径,均可减小残留面积的高度。

此外,适当增大刀具的前角,以减小切削时的塑性变形的程度,合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量,以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成,也是减小外表粗糙度值的有效措施。

2、工件材料的性质加工塑性材料时,由于刀具对金属的挤压,产生了塑性变形,加之刀具迫使切屑与工件分别的撕裂作用,使外表粗糙度值加大。

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

3工业技术1 引言 机器设备由机械零件总成组成。

机械设备的故障往往与零件的故障密切相关。

也就是说,机械设备的故障是由部件性能下降或损失引起的。

对机械部件的处理不仅要提升专注度,更要在部件的外部处理上精益求精,这是非常有必要的。

2 机械加工表面质量对零件使用性能影响 对于机器部件的精密技术处理,不可避免会有自然的人工或机器误差导致被处理对象外观显露不足,好比不明显的几何错位、机械拉压应力等。

虽然它们只存在于零件非常薄的表层,但它们严重影响机械零件的精度、耐磨性、兼容性、耐腐蚀性和疲劳强度,进而影响机械的使用性能和使用寿命。

(1)外观的好坏是部分机械部件的重要参考,好比耐磨性等因素正是机械整体性能的综合展现。

另外一些因素,如在最大化精确部件耦合后在部件外观展现的摩擦力、润滑效应等影响下的综合效应。

提高表面层的硬度唯一的办法就是利用冷加工表面层的硬化,从而提高表面化的接触性和刚度性,最终降低接触区的一些弹性。

(2)疲劳强度的影响对零件表层的质量主要有下几个方面:交流不恒定外力施压于部件外部,机械整体强度会受制于局部构件的疲劳性;对零件疲劳强度表面层残余压应力的影响;通过加工硬化来对一些零件疲劳产生的一些影响。

(3)通过表层的质量来对零件耐腐蚀性的一些影响主要体现在以下几方面:表面的粗糙度会对零件耐腐蚀性产生影响,而且留下的压应力也会对零件耐腐蚀性能会产生一些影响。

(4)机械部件外部性能与部件件的工作联系度受制于人工直接设置或间接影响。

后者在促进部件的联系时应避免结合面过于粗糙,从而导致摩擦应力过高,机械磨损加重,久而久之会使部件之间的结合更为困难,最后导致机器整体功能瘫痪。

人为影响方面,人工操作可使得部件接触面硬化加速,为部件间的结合创造条件。

器械的金属成分随着这些影响而互相作用,之间的联系中断,时间久了会发生脱落,造成部件间的接合错位。

(5)针对封闭型滑动阀、液压缸,如有间隙渗漏的危险,则可以降低部件外部的摩擦系数慢慢缩小其渗漏的可能,保证储存器械的安全密闭;当部件外部摩擦性不高时,可以适当提升部件的刚度或架设刚度高的部件以侧面弥补其密闭性能;对于运动的部件(如滑动开关)则是选择提升摩擦系数的方式,在增加运动的反作用下提升灵活性,避免摩擦发热量过大和造成更多能量的不必要损耗。

机械加工表面质量--机械加工表面质量对机器使用性能的影响

机械加工表面质量--机械加工表面质量对机器使用性能的影响

机械加工表面质量机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。

产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。

研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。

一、机械加工表面质量对机器使用性能的影响(一)表面质量对耐磨性的影响1. 表面粗糙度对耐磨性的影响一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间,最初阶段只在表面粗糙的的峰部接触,实际接触面积远小于理论接触面积,在相互接触的峰部有非常大的单位应力,使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏,引起严重磨损。

零件磨损一般可分为三个阶段,初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。

表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。

一般说表面粗糙度值愈小,其磨损性愈好。

但表面粗糙度值太小,润滑油不易储存,接触面之间容易发生分子粘接,磨损反而增加。

因此,接触面的粗糙度有一个最佳值,其值与零件的工作情况有关,工作载荷加大时,初期磨损量增大,表面粗糙度最佳值也加大。

2. 表面冷作硬化对耐磨性的影响加工表面的冷作硬化使摩擦副表面层金属的显微硬度提高,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,这是因为过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松,甚至出现裂纹和表层金属的剥落,使耐磨性下降。

(二)表面质量对疲劳强度的影响金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面和表面冷硬层下面,因此零件的表面质量对疲劳强度影响很大。

1. 表面粗糙度对疲劳强度的影响在交变载荷作用下,表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中,产生疲劳裂纹。

表面粗糙度值愈大,表面的纹痕愈深,纹底半径愈小,抗疲劳破坏底能力就愈差。

2. 残余应力、冷作硬化对疲劳强度的影响余应力对零件疲劳强度的影响很大。

表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大,加速疲劳破坏;而表面层残余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展,延缓疲劳破坏的产生表面冷硬一般伴有残余应力的产生,可以防止裂纹产生并阻止已有裂纹的扩展,对提高疲劳强度有利。

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题机械加工表面质量是制造业中一个重要的品质要求,因为它直接影响到零件使用性能。

机械加工表面质量主要包括表面形状、表面光洁度和表面粗糙度。

下面从表面形状、表面光洁度和表面粗糙度三个方面,简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题。

表面形状表面形状是指零件表面所呈现的三维图形状态。

表面形状的好坏影响到件的配合质量和使用寿命。

可以通过对表面形状进行加工、检测和调整来提高零件耐磨损等特性。

表面形状不良会导致接触应力集中,影响配合质量和使用寿命。

例如,对于轴承和齿轮这样的零部件来说,如果表面呈现凹陷或突起,就会对传递转矩或运动平稳度产生不良影响,另外容易产生卡紧作用。

如果表面呈现凸凹不平,也会产生不良的磨损和松动。

表面光洁度表面光洁度是指表面反射光的均匀程度和强度。

表面光滑度的好坏能够决定零件与其他件的配合情况,加工表面光洁度的好坏取决于手工加工程度和设备精度,如磨床的轴承、主轴和磨头。

表面光洁度是指的零件表面的显微评级表面特征和质量,是通过表面平面度、表面垂直度、表面平行度、表面水平度等方面的指标来衡量。

表面光洁度不良会影响零件的摩擦、阻力、光学、电学等性质,同时会直接影响零件接合、部件装配、密封性能等,对于一些尺寸小、质量高、摩擦腐蚀溶洗等问题特别敏感的零件来说,表面光洁度的要求更加严格。

表面粗糙度表面粗糙度是指表面在微小的空间中的不规则程度,其元素是表面粗糙度图,包括表面平面度、表面垂直度和表面曲率。

表面粗糙度的好坏可以影响零件的磨损、摩擦力、润滑状态和气密性等方面完成标准化的几何体、表面质量的要求。

表面粗糙度不良会影响零件的磨损、密封、松动、生锈、疲劳、冲击等性能,特别是明显的粗糙或极小的长条形凹痕等良好的表面状况都不会形成支持润滑平面,影响零件的润滑性能。

综上所述,机械加工表面质量对于零件使用和寿命具有至关重要的影响。

因此,在加工制造过程中,必须认真选择适当的表面加工工艺,提高表面加工质量,确保零件的正常运转和长期使用。

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题

简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题
机械加工表面质量对零件的使用性能有很大的影响,它直接影响到零件的摩擦、磨损、耐蚀性和疲劳寿命等方面。

以下是对机械加工表面质量影响因素的简析:
1. 摩擦和磨损:机械加工表面的粗糙度会直接影响零件与其他物体之间的摩擦及磨
损情况。

如果表面太光滑,摩擦系数往往会较高,在摩擦过程中容易产生滑脱现象;而如
果表面太粗糙,摩擦系数虽然较低,但易引起磨损严重。

要根据实际情况选择合适的加工
表面质量,以达到最佳的摩擦和磨损阻力。

2. 耐蚀性:机械加工表面质量对零件的耐蚀性也有很大影响。

粗糙表面易于积存氧
化物和磨料,从而加速零件的腐蚀过程;而光滑表面往往能更好地抵御外部环境的侵蚀。

所以,在需要耐蚀性较高的零件上,要尽可能采用较为光滑的加工表面质量。

3. 疲劳寿命:机械加工表面质量还会对零件的疲劳寿命产生影响。

粗糙表面容易形
成微小的裂纹和应力集中点,从而加速零件的疲劳破坏;而光滑表面则能减少应力集中,
延长零件的使用寿命。

在需要较高疲劳寿命的零件上,应该优先考虑提高加工表面的光滑度。

机械加工的表面质量对零件的使用性能有着显著的影响。

为了提高零件的使用寿命和
工作效率,需要根据具体应用需求选择合适的加工表面质量,并通过合理的加工工艺和设备,确保零件的表面质量达到要求。

机械零件的表面质量对其使用性能的影响分析

机械零件的表面质量对其使用性能的影响分析
配 合 质 量 。 个 零 件 的 配 合 关 系 有 间 隙 配 合 、 渡配 合 和 过 盈 配合 三 件 表 层 的 弹性 和 塑性 变 形减 小 、磨 损 减 少 ,使 得 零 件 的耐 磨 性 能 提 两 过 种 。 如 果 两 个 零 件 是 间 隙配 合 , 表面 粗糙 度值 过 大 , 件 的就 容 易 磨 高 。 是 , 果加 工 硬化 过度 , 将 使 零 件 的 表 面 层 金 属 变 脆 、 损加 零 但 如 又 磨
机 械 零 件 的表 面 质 量 对 其 使 用 性 能 的 影 响 分 析
李憬 ( 省吉安市青原区 经济开发区 江西 河东 管理委员 会)
摘 要 :零 件 的表 面 质 量 是 衡 量 机 械 零 件 机 械 加 工 质 量 的 重 要 内容 之 一 , 临 界 张 力 , 会 破 坏 油 膜 的 形成 , 而 加 速 零件 表 面 层 的 磨 损 。 也 从 机 械 零 件 的表 面 质 量 对 零 件 使 用 时 的 耐 磨 性 、 合 精 度 、 劳 强 度 、 腐 蚀 性 配 疲 抗 等 有很 大 的影 响 , 影 响 到 零 件 的 工 作 时 的 性 能 , 其 是 它 的 可 靠 性 和 寿 命 。 接 尤 提 高 加 工 表 面 的质 量 , 保 证 零 件 的使 用性 能 、 高 零 件 及 其 机 器 的 寿 命 具 对 提 有 重要 的 意 义。 关键词 : 机械 零 件
蚀 性

表面粗糙度
使用性能
耐磨性
疲劳强度
耐腐
司 删
机 械 零 件 的机 械加 工质 量 包 括尺 寸精 度和 表 面 质 量 ,机 械 零 件
的表 面 质 量包 含 加 工表 面 的 几何 特征 和表 面层 的 物理 化 学 性 能 两 个 方面 的 内 容。 零件 表 面 几何 特征 主 要 指 其 表 面 粗糙 度 、 面 波 度 、 表 表 面 加 工 纹 理 和 加 工 的伤 痕 。 表 面 粗糙 度 是 零件 经 过 机 械 加 工 后 表 面 上 具 有 的 由较 小波 峰和 峰 谷 所 组 成 的 微观 几何 形 状 特征 ,是 由机 械 加 工 中切 削 刀具 的 运 动 轨迹 形 成 的 ,其 波 高 与 波 长 的 比值 一 般 大 于

第四章机械加工表面质量及其控制

第四章机械加工表面质量及其控制

(三)表面质量对耐腐蚀性的影响
1.表面质量对耐蚀性的影响
零件在潮湿的空气中或在腐蚀性介质中工作, 会使金属表面发生腐蚀。由于粗糙表面的凹谷处容 易积聚腐蚀性介质而发生化学腐蚀,在表面粗糙度 的凹峰间容易产生电化学作用而引起电化学腐蚀。 所以粗糙度越大,腐蚀程度越大,因此减小表面粗 糙度就可提高零件的耐腐蚀性。
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
1.表面质量的基本概念 加工表面质量包括:加工表面的几何形貌和表面 层材料的力学物理性能和化学性能。 (一)加工表面的几何形貌 1)表面粗糙度 微观误差 S/H<50 2)表面波度 S/H=50~1000
3)纹理方向 4)表面缺陷(伤痕) 如沙眼、气孔、裂痕等
2.表面层力学物理性质对耐蚀性的影响
表层加工硬化及金相组织变化易产生内应力, 导致腐蚀开裂,降低零件腐蚀性,而压应力有利微 裂纹闭合,有利于提高零件表面的抗腐蚀能力。
(四)表面质量对配合质量的影响
对于间隙配合表面,因粗糙度太大,使配合 间隙增大,降低了配合精度,降低了配合的稳定 性;对于过盈配合表面,表面粗糙度越大,两者 相配合时,部分表面凸峰易被挤掉,使过盈量减 小,降低了配合表面的结合强度。因此零件表面 的粗糙度与加工精度应相适应。
二、 表面层材料的金相组织变化
磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表 面层金属的塑性变形(物理因素)决定的,但磨 削过程要比切削过程复杂的多。
(一)几何因素的影响
磨削表面是由砂轮上大量的磨粒刻划出的无 数极细的沟槽形成的。单纯从几何因素考虑,可 以认为在单位面积上刻痕越多,即通过单位面积 的磨粒越多,刻痕的等高性越好,则磨削表面的 粗糙度值越小。
恰好是积削瘤较严重和Rz提高区域,所以必须努力 提高切削速度。

表面质量对零件使用性能的影响

表面质量对零件使用性能的影响

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3.表面质量对零件工作精度的影响
(1)表面粗糙度对零件配合精度的影响 表面粗糙度较大,则降低了配合精度。 (2)表面残余应力对零件工作精度的影响
表面层有较大的残余应力,就会影响它们精度的稳定性。
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4.表面质量对零件耐腐蚀性能的影响
(1)表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响 零件表面越粗糙,越容易积聚腐蚀性物质,凹谷越深, 渗透与腐蚀作用越强烈。 因此减小零件表面粗糙度,可以提高零件的耐腐蚀性 能。 (2)表面残余应力对零件耐腐蚀性能的影响 零件表面残余压应力使零件表面紧密,腐蚀性物质不 易进入,可增强零件的耐腐蚀性,而表面残余拉应力则降 低零件耐腐蚀性。 表面质量对零件使用性能还有其它方面的影响:如减 小表面粗糙度可提高零件的接触刚度、密封性和测量精度; 对滑动零件,可降低其摩擦系数,从而减少发热和功率损 失。
表面质量对零件使用性能的影响
表面质量对零件使用性能的影响
对耐磨性影响
零件表面质量
对疲劳强度的影 响 对工作精度的影 响
对耐腐蚀性能的 影响
1.表面质量对零件耐磨性的影响
(1)表面粗糙度对零件耐磨性的影响 表面粗糙度过大和过小都不耐磨。 表面粗糙度过大,接触表面的实际压强增大,粗糙不平 的凸峰相互咬合、挤裂、切断,导致磨损加剧; 表面粗糙度过小,也会导致磨损加剧。因为表面过于光 滑,存不住润滑油,接触面间不易形成油膜,容易发生分 子粘结而加剧磨损。 表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关,载荷 加大时,磨损曲线向上、向右移动,最佳表面粗糙度值也 随之右移。
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谢谢大家
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表面粗糙度与初期磨损量的关系
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1.表面质量对零件耐磨性的影响 (2)表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响 加工表面的冷作硬化,一般能提高零件的耐磨性。因 为它使磨擦副表面层金属的显微硬度提高,塑性降低, 减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。

对机械加工表面质量控制措施论文

对机械加工表面质量控制措施论文

对机械加工表面质量的控制措施探讨【摘要】机械设备零件的损坏,很大程度总是从零件表面开始的。

研究机械加工表面质量,其目的就是为了掌握机械加工中各个工艺对加工表面质量影响的规律,以便利用这些规律来控制加工过程,最终达到改善产品质量,增强产品使用性能的目的。

【关键词】表面质量;粗糙度;机械加工;机械性能使用的可靠性和使用期限是衡量机器质量的主要指标,而这两个指标在很大程度上取决于零件的表面质量。

机器零件的损坏如磨损、疲劳断裂等多数是从零件的表面开始,故提高零件的表面质量,保证表面层的完整性具有很大的经济意义。

1.机械加工表面质量对机器使用性能的影响1.1表面粗糙度对耐磨性的影响一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间,最初阶段只在表面粗糙的的峰部接触,实际接触面积远小于理论接触面积,在相互接触的峰部有非常大的单位应力,使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏,引起严重磨损。

零件磨损一般可分为三个阶段,初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。

表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。

一般说表面粗糙度值愈小,其磨损性愈好。

但表面粗糙度值太小,润滑油不易储存,接触面之间容易发生分子粘接,磨损反而增加。

因此,接触面的粗糙度有一个最佳值,其值与零件的工作情况有关,工作载荷加大时,初期磨损量增大,表面粗糙度最佳值也加大。

1.2表面冷作硬化对耐磨性的影响加工表面的冷作硬化使摩擦副表面层金属的显微硬度提高,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,这是因为过分的冷作硬化将引起金属组织过度疏松,甚至出现裂纹和表层金属的剥落,使耐磨性下降。

1.3表面质量对疲劳强度的影响金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面和表面冷硬层下面,因此零件的表面质量对疲劳强度影响很大。

表面粗糙度对疲劳强度的影响,在交变载荷作用下,表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中,产生疲劳裂纹。

表面粗糙度值愈大,表面的纹痕愈深,纹底半径愈小,抗疲劳破坏的能力就愈差。

机械加工表面质量对零件使用性能的影响

机械加工表面质量对零件使用性能的影响

机械加工表面质量对零件使用性能的影响1、影响耐磨性粗糙度值大的表面间结合时,由于实际接触面积小,接触应力很大,易磨损,耐磨性差。

但粗糙度值过小可能使结合表面间发生分子粘接,并会破坏润滑油膜,造成干摩擦而引起猛烈磨损。

因此,就磨损而言,存在一最优表面粗糙度值,此值与零件的工作载荷有关(见图1)。

如机床导轨面的粗糙度值,一般以Ra 1.6μm~0.8μm为好。

加工硬化了的表面,硬化到肯定程度能使耐磨性有提高,但硬化程度再大反会使结晶组织消失过度变形,甚至产生裂纹或剥落,使磨损加剧,耐磨性反而降低(见图2)。

图1 磨损量——Ra关系图2 磨损量——硬化关系2、影响疲惫强度交变载荷作用时,表面粗糙度、划痕及微裂纹等均会引起应力集中,从而降低疲惫强度;加工表面粗糙度的纹路方向对疲惫强度也有较大影响,当纹路方向与受力方向垂直时,疲惫强度明显降低。

一般加工硬化则可提高疲惫强度,但硬化过度则会所得其反。

残余应力对疲惫强度影响也较大:残余应力为压应力时,可部分抵消交变载荷施加的拉压力,阻碍和延缓裂纹的产生或扩大,从而提高疲惫强度;但为拉应力时,则会大大降低疲惫强度。

滚压加工,可减小粗糙度值、强化表面层,使表层呈压应力状态,从而有利于防止产生微裂纹,提高疲惫强度。

如:中碳钢零件经滚压加工后,其疲惫强度可提高30%~80%。

3、影响耐蚀性表面粗糙度值大的表面,腐蚀性物质(气体、液体)简单渗透到表面的凸凹不平处,从而产生化学或电化学作用而被腐蚀。

表面微裂纹处简单受腐蚀性气体或液体的浸蚀。

如零件表面有残余压应力,能阻挡微裂纹的扩展,从而可在肯定程度上提高零件的耐蚀性。

4、影响协作质量影响协作质量的最主要因素是表面粗糙度。

对于间隙协作表面,经初期磨损后,间隙会有所增大。

表面粗糙度值越大,初期磨损量越大,严峻时会影响密封性能或导向精度。

对于过盈协作,表面粗糙度值越大,两协作表面的凸峰在装配时易被挤掉,造成过盈量减小,从而可能影响过盈协作的连接强度。

机械零件的表面质量对其使用性能的影响分析

机械零件的表面质量对其使用性能的影响分析

机械零件的表面质量对其使用性能的影响分析机械零件的机械加工质量包括尺寸精度和表面质量,机械零件的表面质量包含加工表面的几何特征和表面层的物理化学性能两个方面的内容。

零件表面几何特征主要指其表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理和加工的伤痕。

表面粗糙度是零件经过机械加工后表面上具有的由较小波峰和峰谷所组成的微观几何形状特征,是由机械加工中切削刀具的运动轨迹形成的,其波高与波长的比值一般大于1:50。

表面波度是介于宏观几何形状误差与表面粗糙度之间的中间几何形状误差,主要由机械加工中切削刀具的偏移和振动造成的,其波高与波长的比值一般为1:50~1:1000。

表面加工纹理是零件表面微观结构的主要方向,它取决于形成表面所采用的机械加工方法,即主运动和进给运动的关系。

加工伤痕是在加工表面上一些个别位置出现的缺陷,如砂眼、气孔、裂痕和划痕等,大多是随机分布的。

机械零件表面层的力学物理性能主要包括表面层的加工硬化、表面层金相组织的变化、表面层的残余应力三个方面的内容。

设备正常使用时,随着其零件工作性能的逐步变坏,会导致设备运行中突然损坏。

除少数是因为零件的原始设计强度不够,或使用的偶然事故原因,而引发设备超负荷而破坏外,损坏原因大多数是由于零件的逐渐磨损、疲劳破坏、腐蚀等。

机械零件磨损、腐蚀、疲劳破坏的共同特征是从零件表面逐渐开始的,因此零件的表面质量直接影响到其工作性能,尤其是使用的可靠性和寿命。

1 对配合性质的影响零件表面粗糙度值的大小,首先会影响到两个相互配合表面的配合质量。

两个零件的配合关系有间隙配合、过渡配合和过盈配合三种。

如果两个零件是间隙配合,表面粗糙度值过大,零件的就容易磨损,磨损量加大后必然使两零件的配合间隙增大,显然降低了零件的配合精度;如果两个零件是过盈配合,表面粗糙度值过大,则装配时压入配合表面上的微小波峰被强行挤平,使两零件实际配合得到的过盈量减小,降低了过盈配合表面的结合强度,从而影响到零件联接的可靠性。

机械制造技术4-2任务二 分析表面加工质量对零件使用性能的影响

机械制造技术4-2任务二  分析表面加工质量对零件使用性能的影响

零件表面的冷硬层,有助于提高疲劳强度。因为强化过的表面
冷硬层具有阻碍裂纹继续扩大和新裂纹产生的能力。此外,当表面层 具有残余压应力时,能使疲劳强度提高;当表面层具有残余拉应力时, 则使疲劳强度进一步降低。
二. 表面质量对零件使用性能的影响
深度问题:
任 务 二 使分 用析 性表 能面 的加 影工 响质 量 对 零 件
(1)磨削用量
砂轮速度对表面粗糙度的影响较大,大时,参与切削的磨粒数增多, 可以增加工件单位面积上的刻痕数,同时高速磨削时工件表面塑性变 形不充分,因而提高有利于降低表面粗糙度。
磨削深度与进给速度增大时,将使工件表面塑性变形加剧,因而使
中切削刀具的运动轨迹所形成。
(2)表面波度 它是介于宏观几何形状误差与微观几何形状误差之间的周期性几何形 状误差。
表面粗糙度与波度
一、表面质量的基本概念
(3)纹理方向
任 务 二 使分 用析 性表 能面 的加 影工 响质 量 对 零 件
是指表面刀纹的方向,取决于表面形成所采用的机械加工方法。 (4)伤痕 是指在加工表面个别位置出现的缺陷,如沙眼、气孔、裂痕、划痕。
零件的磨损过程
二. 表面质量对零件使用性能的影响
2.表面质量对零件疲劳强度的影响
任 务 二 使分 用析 性表 能面 的加 影工 响质 量 对 零 件
零件由于疲劳而破坏都是从表面开始的,因此表面层的粗糙度
对零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下,由于表面上微观不
平的凹谷处,容易形成应力集中,产生和加剧疲劳裂纹以致疲劳损坏。 实验证明,表面粗糙度值从0.02 降到0.2 ,其疲劳强度下降 约为 25%。
零件的使用寿命常常是由耐磨性决定的,而零件的耐磨性不仅和材料及

第8章机械加工表面质量

第8章机械加工表面质量

机械加工后的表面粗糙度
磨削加工后的表面粗糙度
影响因素可归纳为三方面:
与磨削过程和砂轮结构有关的几何因 素
与磨削过程和被加工材料塑性变形有 关的物理因素
工艺系统的振动因素
机械加工后的表面粗糙度
磨削加工后的表面粗糙度
从几何因素看,砂轮上磨粒的微刃形状和分布对于磨 削后的表面粗糙度是有影响的。磨削表面是由砂轮上大量 的磨粒刻划出无数极细的构槽形成的,每单位面积上刻痕 越多,即通过每单位面积的磨粒数越多,以及刻痕的等高 性能好,粗糙度也就越低。
本章提要
保证机器的使用性能和延长使用寿命,需提高机 器零件的耐磨性、疲劳强度、抗蚀性、密封性、接触 刚度等性能,主要取决于零件的表面质量。机械加工 表面质量是机械零件加工质量的一个重要指标。是以 机械零件的加工表面和表面层作为分析和研究对象的。
旨在研究零件表面层在加工中的变化和机理,掌 握机械加工中各种工艺因素对表面质量的影响规律, 控制加工中的各种影响因素,以满足表面质量的要求。
从物理因素看,大多数磨粒只有滑擦、耕犁作用。在 滑擦作用下,被加工表面只有弹性变形,不产生切屑;在 耕犁作用下,磨粒在工件表面上刻划出一条沟痕,工件材 料被挤向两边产生隆起,此时产生塑性变形但仍不产生切 屑。磨削量是经过很多后继磨粒的多次挤压因疲劳而断裂、 脱落,所以加工表面的塑性变形很大,表面粗糙度值越大。
主要讨论机械加工表面质量的含义、表面质量对 使用性能的影响、表面质量产生的机理等。对生产现 场中发生的表面质量问题从理论上作出解释,提出提 高机械加工表面质量的途径。
机械加工后的表面质量
表面质量的含义
表面质量是指机器零件加工后表面层的状态。有 两部分:
⑴表面层的几何形状
表面粗糙度:
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理想的表面质量:粗糙度合适,表面有一定的冷硬层,残余压应力。 第二节 影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改进措施 一、切削加工表面粗糙度
采用较小的进给量 f 和较大的刀尖圆弧半径 r ε 可降低表面粗糙度。
避免中低速切削,应高速切削;增大刀具前角—切削轻快
二、磨削加工表面粗糙度
经验公式:
Ra
=
k

fra
第四章 机械加工表面质量 第一节 加工表面质量机器对使用性能的影响 一、加工表面质量的概念
加工表面质量包括两方面的内容:加工表面的几何形状误差和表面层金属的力学物理性 能和化学性能。 (一)加工表面的几何形状误差
加工表面的几何形状误差包括以下四个部分:表面粗糙度,波度,纹理方向,伤痕。
L1/H1>1000 形状误差; L2/H2=50~1000 波度; L3/H3<50 表面粗糙度
1)表面粗糙度 由残留面积、塑变、积屑瘤、鳞刺、高频振动引起。 2)波度 低频振动引起。当波长与波高比值大于 1000 时,称为宏观几何形状误差。 3)纹理方向 表面刀纹的方向,它取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法。 4)伤痕 伤痕是在加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如砂眼、气孔、裂痕等。
表面粗糙度越高,工件耐疲劳性越差(表面纹痕深—纹底半径小---易应力集中 ---产生疲劳裂纹);表面粗糙度越小,工件耐疲劳性越好。钢材对应力集中最为敏感 铸铁和有色金属对应力集中的敏感性较弱。 2.表面层金属的力学物理性质对耐疲劳性的影响
冷作硬化越高耐疲劳强度越高,冷作硬化越低耐疲劳强度也越低。 拉伸残余应力使耐疲劳强度下降,压缩残余应力使耐疲劳强度提高。 (三)表面质量对耐蚀性的影响 1.表面粗糙度对耐蚀性的影响 表面越粗糙,耐蚀性越差(腐蚀物质越容易沉积于凹坑中,并渗透)。 2.表面层金属的力学物理性质对耐蚀性的影响 拉伸残余应力使耐疲劳强度下降,压缩残余应力使耐疲劳强度提高。 (四)表面质量对零件配合质量的影响 间隙配合表面,表面粗糙度越大,起始磨损量越大,间隙越大,影响配合的稳定性、可 靠性。对于过盈配合表面,表面粗糙度越大,两表面相配合时表面凸峰易被挤掉,这会使过 盈量减少。 残余应力---变形---精度降低。
(二)表面层金属的力学物理性能和化学性能 表面层金属的力学物理性能和化学性能主要反映在以下几个方面:表面层金属的冷作
硬化,表面层金属的的金相组织以及表面层金属的残余应力。 1) 表面层金属的冷作硬化
经机加后,表面层硬度常高于基体材料硬度这一现象称为表面层金属的冷作硬化。一般 情况下,硬化层的深度可达 0.05~0.30mm;若采用滚压加工,硬化层的深度可达几个毫米。 2) 表面层金属的金相组织
第三节 影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施
一、加工表面层的冷作硬化
(一)概述
机械加工过程中产生的塑性变形,使晶格扭曲、畸变、滑移,晶粒被拉长,表面硬度高
于基体材料硬度,称作冷作硬化。
冷作硬化评定指标:表层显微硬度 Hv;硬化层深度 h;硬化程度 N。
N
=
HV −HV0 HV0
×100% ;
2.表面纹理对耐磨性的影响 纹理形状:圆弧状、凹坑状,耐磨性好;尖峰状,耐磨性差。
刀纹方向与运动方向相同,耐磨性好;垂直,耐磨性差。
3.冷作硬化对耐磨性的影响 加工表面的冷作硬化一般都能使耐磨性有所提高(减少摩擦表面接触部位处的弹塑变
形)。但当冷作硬化硬度超过某一限度时,会产生裂纹、剥落,使耐磨性降低,加速磨损。 (二)表面质量对耐疲劳性的影响 1.表面粗糙度对耐疲劳性的影响
(Vw v
)b (
fa B
)c
1)磨削用量
Vw V
,
fa B
,
fr
值越低,则表越大,磨粒微刃等高性越好,中软砂轮(硬度),中等组织,则表面
粗糙度就越小。
3)磨料与加工材料的适应性
刚玉类:氧化物(Al2O3)磨削钢类零件; 碳化物(SiC):磨削铸铁、硬质合金材料 用高硬磨料(人造金刚石、立方氮化硼)砂轮磨削可获得极小的表面粗糙度值,但加工 成本很高。 4)良好的磨削液 较好的流动性和冷却性。
热作用下表面层金属金相组织发生变化。 3) 表面层金属的残余应力
力、热作用下,表面层金属塑变或产生金相组织的变化,使表层金属产生残余应力。
二、加工表面质量对零件使用性能的影响
(一)表面质量对耐磨性的影响 1.表面粗糙度对耐磨性的影响
表面越粗糙,有效接触面积就越小,接触面积减少, 压强增大,磨损大。随着磨损的发展,有效接触面积不 断增大,压强也逐渐减小,进入正常磨损阶段。此后, 有效接触面积越来越大,零件间的金属分子亲和力增加, 表面的机械咬合作用增大,零件进入快速磨损阶段,此 时零件将不能使用。
3.加工材料性能的影响 塑性越大:冷硬倾向越大,冷硬程度也越严重。塑性越小:冷硬程度越小。
导热性差-----弱化增强。 (三)影响磨削加工表面冷作硬化的因素
磨削温度比切削温度高,磨削弱化与金相组织变化常起主导作用,表层硬度变化较为复 杂。
1----磨削温度超过钢的回火温度,低于相变温 度,表层出现回火组织,硬度降低;2----超过相变 温度,形成奥氏体,随后被基体淬硬得到马氏体 硬度增强 1.工件材料性能的影响
V 增大到 --温度达到相变温度:产生淬火相---N 增大(充分冷却);回火层---N 减小(无 充分冷却)。
切削速度对冷硬程度的影响是力因素 和热因素综合作用的结果。 切削厚度增大——力增大——塑变增大——N,h 增大。 2.刀具几何形状的影响 切削刃钝圆半径减小----塑变减小—N,h 减小。 前角、后角增大—刀具锋利,塑变减小--冷硬减小 后刀面磨损增大---塑变增大---N,h 增大
式中HV0--工件内部金属原来的硬度(基体硬度)
(二)影响切削加工表面冷作硬化的因素
以塑变为主,加工硬化现象比较明显,凡是增大变形和摩擦的因素都将加剧硬化现象。
1.切削用量的影响 切削用量中以进给量和切削速度的影响为最大。
F 增大---切削力 F 增大----塑性变形增大----h,N 增大。 进给量很小很小---刮擦次数增加---N 增大。 V 增大 --塑性变形减小 --塑变区域减小--h 减小 V 增大--切削热作用时间减小---冷硬程度 N 增大 V 增大 ---温度增大---表层软化--冷硬程度 N 减小
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