机械加工表面质量及其控制(PPT 77页)_9492

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机械加工质量及其控制PPT课件

机械加工质量及其控制PPT课件
3)导轨间的平行度误差对加工精度的影响
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第二节 机械加工精度的影响因素及控制
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响
(一)机床的几何误差
(3)传动链误差
传动链误差:是指传动链始末两端传动
元件相对运动的误差。对于某些表面的加工,如 车螺纹、滚齿和插齿等,为了保证工件的精度, 要求工件和刀具间的运动必须有准确的速比关系。 当传动链中的各传动元件(如齿轮、蜗轮、蜗杆 等)存在制造误差、装配误差和磨损,会破坏正 确运动关系,影响刀具与工件间相对运动的正确 性使工件产生误差。一般用传动链末端元件的转 角误差来衡量。机床传动链误差是影响表面加工 精度的主要原因之一。提高传动元件的制造精度 和装配精度,减少传动件数,均可减小传动链误 差。
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响 (一)机床的几何误差
(2)导轨误差
1) 导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响
导轨在水平面内有直线度误差Δy时,在导轨全长上刀具相 对于工件的正确位置将产生Δy的偏移量,使工件半径产生 ΔR=Δy的误差。导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被 加工工件表面的法线方向(误差敏感方向)上,对加工精度的影 响最大。
误差的敏感方向: 加工误差对加工精度影响最大的方向, 为误差的敏感方向。当原始误差方向恰为加工表面法线方向时, 引起的加工误差为最大;而当原始误差的方向恰为加工表面的
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第二节 机械加工精度的影响因素及控制
一、工艺系统几何误差对加工精度的影响 (一)机床的几何误差 (2)导轨误差
2)导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响
加工误差的大小表示了加工精度的高低。生产实际中 用控制加工误差的方法来保证加工精度。

第四章机械加工表面质量及其控制PPT演示文稿

第四章机械加工表面质量及其控制PPT演示文稿

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2.表面金属的力学物理性能对耐疲劳性的影响 疲劳损坏由拉应力产生的疲劳裂纹引起,并且
从表面开始。因此表面若具有残余压应力,将抵消 一部分交变载荷引起的拉应力,从而提高零件的抗 疲劳强度。反之,残余拉应力则导致疲劳强度的明 显下降。
表面冷作硬化对疲劳强度也有影响,适当的冷 硬使表面层金属强化,可减小交变载荷引起的交变 变形幅值,阻止疲劳裂纹的扩展。因此能提高零件 的疲劳强度。但冷硬过度,因出现疲劳裂纹,将会 降低零件的疲劳强度。
由切削力和切削热的综合作用引起
2021/3响
(一)表面质量对耐磨性的影响
当两个零件表面相互接触时,实际上有效接触面积只是名义接触面 积的一小部分,表面越粗糙,有效接触面积就越小。
零件磨损分三个阶段:
初期磨损阶段
接触面积小,压强大,凸峰很快会被磨掉,甚至形成干摩擦;
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磨损量——硬化关系
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(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
在交变载荷作用下,零件上的应力集中区最容易产生 和发展成疲劳裂纹,导致疲劳破坏。由于表面粗糙度的凹 谷部位最容易引起应力集中,产生疲劳破坏,所以表面粗 糙度值越小,表面缺陷越小,工件耐疲劳性越好;
对于不同的材料,表面粗糙度对疲劳强度的影响程度 也不同,这是因为不同的材料对应力集中的敏感程度也不 同,材料的晶粒越细小,质地越致密,对应力集中越敏感, 表面粗糙度对疲劳强度的影响程度越严重。钢材的强度极 限高,对应力的敏感程度就大,而铸铁和有色金属对应力 集中的敏感性较弱。
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(二)表面层金属的力学物理性能和化学性能
1)表面层的冷作硬化
工件在机械加工过程中,表面金属层产生强

(汇总)机械加工质量及控制.ppt

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现阶段:
生物加工的纯铜微齿轮
互联网技术的迅猛开展〔e-制造、网 络控制、分子开关〕
工业生产追求更大的投入产出经济效 益
智能制造〔IMT〕、并行1801工.h0, 程〔CE〕、
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三、影响位置精度的主要因素与控制
采用成形运动法时,位置精度的获得与装夹方式有关
一次装夹: 如在龙门铣床、加工中心上加工箱体零件
1801.h0,
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〔3〕成形运动之间的相互关系精度
① 成形运动间位置关系的影响与控制
车削时:
刀具与工件回转轴 线在zx面内不平行
d2x
圆柱面成 为圆锥面
刀具与工件回转轴线 在空间交错不平行
刀具直线运动与工件 回转轴线不垂直
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r0
d 2r Hy2 r0
圆柱面成 为双曲面
z d tan
1〕导轨误差形式及其影响
以车床为例,导轨误差可能引起工件的截面尺寸变化, 且影响轴向形状:
Δx Δx
导轨在水平面内的 直线度Δx
D2x
1801.h0,
误差敏感方向 32
〔2〕 机床直线运动精度
主要取决于机床导轨的导向精度,也和导 轨装配质量和不均匀磨损有关。
1〕导轨误差形式及其影响
以车床为例,导轨误差可能引起工件的截面尺寸变化, 且影响轴向形状:
3.位置精度的获得方法
一次装夹法 多次装夹法
与机床几何精度有关 直接装夹 效率高,精度低 找正装夹 高精度,小批 夹具装夹 效率高,精度可满足要求
非成形运动法
位置精度要求极高时采用 与检测精度密切相关
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5.1.3 机械加工外表质量及其对机器使用性能的 影响
1. 机械加工外表质量的含义

机械制造工艺学课件:机械加工表面质量及其控制

机械制造工艺学课件:机械加工表面质量及其控制

(1)表面粗糙度
是指加工表面的微觀幾何形狀誤差
(2)波度
是介於加工精度(宏觀)和表面粗糙度(微觀) 之間的週期性幾何形狀特性。主要由振動所引起。
2.表面層物理機械性能的變化
(1)表面層冷作硬化
零件在機械加工過程中,表面層金屬產生強烈的塑 性變形,使表層的硬度和強度都有提ห้องสมุดไป่ตู้,這種現象稱 作冷作硬化。
1.表面層微觀幾何形狀誤差
加工後的表面幾何形狀,總是以“峰’,“穀” 交替的形式偏離理想的表面。這是由於在機械加工過 程中,刀痕、切削過程中的切屑分離時的塑性變形, 工藝系統的某些振動,刀具與被加工表面的摩擦等造 成的。
根據偏離的誤差又有宏觀和微觀之分,表面粗糙 度是微觀幾何形狀誤差,又稱之為微觀不平度。表面 粗糙度,波度和形狀誤差三者的區分,通常都按波距 (峰與峰或穀與穀的距離)來劃分。
3. 加工表面層的殘餘應力
1)形成表面殘餘應力的原因
冷塑性變形的影響 熱塑性變形的影響 金相組織變化的影響
2)影響表面殘餘應力的主要因素
切削力、切削溫度和切削條件。
磨削表面的殘餘應力是由於磨削過程中金屬容積 發生變化等因素形成的。磨削表面層殘餘應力的形成 可由以下幾種形式:
由於磨削溫度的不均勻將形成熱應力,一般為拉 應力;由於金屬組織的變化將形成相變應力,可能為 拉應力或壓應力;由於磨削過程塑性變形的不均衡形 成塑變應力,一般為壓應力。殘餘壓應力可提高零件 疲勞強度和使用壽命。殘餘拉應力將使零件表面翹曲, 強度下降,形成疲勞破壞。
(2)表面層金相組織變化
切削加工時,特別是磨削時的高溫,常會引起表層 金屬發生相變。通常稱為磨削燒傷。
2.表面層物理機械性能的變化
(3)表面層殘餘應力
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(2)表面层冷作硬化与残余应力对零件疲劳强度的影响 适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度。 残余应力有拉应力和压应力之分,残余拉应力容易使
已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度 残余压应力则能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力,
延缓疲劳裂纹的扩展,从而提高零件的疲劳强度。
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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
H
f
ctgr ctgr
(3-1)
➢圆弧刃车刀(图b)
H f2 8 r
(3-2)
➢影响因素:刀尖圆弧半径,主偏角,副偏角,
进给量。
H H
f
f
r
r
Ⅱ Ⅰ vf
κr


Ⅰ vf
a)
车削时残留面积的高度
b)
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§6.2 影响表面粗糙度的工艺因素及其改善措施
表面粗糙度的形 几何因素
成和影响因素
物理因素
粗糙度越大、工作精度降低 残余应力越大,工作精度降低
对耐腐蚀性能 的影响
粗糙度越大,耐腐蚀性越差
压应力提高耐腐蚀性,拉应力反 之则降低耐腐蚀性
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机械制造工艺学
第三章 机械加工表面质量及 其控制
3.2 影响加工表面粗糙度的工 艺因素及其改善措施
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3.2.1 切削加工表面粗糙度影响因素与改进
➢直线刃车刀(图a)
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2.表面质量对零件疲劳强度的影响 (1)表面粗糙度对零件疲劳强度的影响 ❖ 表面粗糙度越大,抗疲劳破坏的能力越差。 ❖ 对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。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。 ❖ 表面粗糙度值越小,表面缺陷越少,工件耐疲劳性越 好;反之,加工表面越粗糙,表面的纹痕越深,纹底半径 越小,其抗疲劳破坏的能力越差。
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( 2 )表面纹理对零件耐磨性的影响 ❖圆弧形、凹坑状表面纹理较耐磨。 ❖纹理与运动方向的关系
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(3)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。 ❖ 并非冷作硬化程度越高,耐磨性就越高。这是因为过 分的冷作硬化,将引起金属组织过度“疏松”,在相对 运动中可能会产生金属剥落,在接触面间形成小颗粒, 使零件加速磨损。
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; 拉应力则降低耐腐蚀性
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表面质量对零件使用性能的影响
对耐磨性影响
粗糙度太大、太小都不耐磨 适度冷硬能提高耐磨性
零件表面质量
对疲劳强度的 影响
粗糙度值越小,工件耐疲劳性越好
适度冷硬、残余压应力能表面质量影响的规律, 并应用这些规律控制加工过程,以达到提高加工表面质量、提
高产品性能的目的。
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3.1.1 加工表面质量的概念
加工质量
表面质量
表面粗糙度 表面几何形状精度 波度
纹理方向 伤痕 (划痕、裂纹、砂眼等)
表层加工硬化 表面物理、机械性能 表层金相组织变化
表层残余应力
一、切削加工表面粗糙度
刀尖圆弧半径
主偏角
切削残留面积的高度
副偏角
进给量
金相组织 :
金相组织越大,粗糙度也越大;
切削液的选用及刀具刃磨质量 26
表面粗糙度实验因素水平编码
发生变化的现象。如磨削时常发生的磨削烧伤,大大降低表面 层的物理机械性能。 (3)表面层产生残余应力
指的是加工中,由于切削变形和切削热的作用,工 件表层及其基体材料的交界处产生相互平衡的弹性应力的 现象。残余应力超过材料强度极限就会产生表面裂纹。
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二、表面质量对零件使用性能的影响 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 ❖ 表面粗糙度太大和太小都不耐磨。如图所示:
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❖表面粗糙度太大,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,故磨损加剧; ❖表面粗糙度太小,也会导致磨损加剧。因为表面太光滑, 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。
机械加工表面质量及其控制(PPT 77页)
第六章 机械加工表面质量
概述
少数
因设计不周而导致强度不够;
机械产品的失效形式
磨损、腐蚀和疲劳破坏。
多数
实践表明,零件的破坏一般总是从表面层开始的。产品的工作性能,尤 其是它的可靠性、耐久性等,在很大程度上取决于其主要零件的表面质量。
研究机械加工表面质量的目的
伤痕 是指在加工表面个别位置出现的缺陷,如沙眼、气 孔、裂痕等。
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2、表面层物理力学、化学性能
(1)表面金属层的冷作硬化 指工件在加工过程中,表面层金属产生强烈的塑性变形,使
工件加工表面层的强度和硬度都有所提高的现象。
表示方法
冷硬层深度 h
硬化程度
N
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(2)表面层金相组织变化 指的是加工中,由于切削热的作用引起表层金属金相组织
加工质量包含的内容
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1、表面的几何形状特征
加工后表面形状,总是以
“峰”、“谷”的形式偏离其
理想光滑表面。按偏离程度有
宏观和微观之分。
波距与波高
波距:峰与峰或谷与谷间的距离, 以L表示;
波高:峰与谷间的高度,以H
表示。
L/H>1000时,属于宏观几何形状误差;
L/H<50时,属于微观形状误差,称作表面粗糙度; L/H=50~ 1000时,称作表面波度; 主要是由机械加工过程
中工艺系统低频振动所 引起。
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1、轮廓算术平均偏差
轮廓算术平均偏差
6
2.微观不平度十点高度R
微观不平度十点高度Rz示意图
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轮廓最大高度Ry 示意图
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铣刀
ap 工件
被测表面
Ra
Ra
工件
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纹理方向 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。一般运动副或密封件对纹理方向有要求。
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的影响 表面粗糙 表面粗糙度值越大,越容易积聚腐蚀性物质; 度的影响 波谷越深,渗透与腐蚀作用越强烈。
零件的耐腐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度 表面残余应力对零件耐腐蚀性影响
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