第七机械加工表面质量PPT课件
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机械加工表面质量PPT51页课件
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
3. 表面纹理对耐磨性的影响
表面纹理的形状及刀纹方向对耐磨性的影响，纹理形状及刀纹方向影响有效接触面积与润滑液的存留。
4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响
金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而影响零件的耐磨性。
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
2.表面层冷作硬化与残余应力对耐疲劳性的影响 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：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：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。
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
*
衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项： 1）表面层的显微硬度H； 2）硬化层深度h； 3）硬化程度N N=(H-H0)/H0×100％ 式中 H0——工件原表面层的显微硬度。
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
总结:
*
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
刀尖圆弧半径rε 主偏角kr、副偏角kr′ 进给量f
5.3 影响加工表面粗糙度的因素
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
图5-1 磨损过程的基本规律
*
3. 表面纹理对耐磨性的影响
表面纹理的形状及刀纹方向对耐磨性的影响，纹理形状及刀纹方向影响有效接触面积与润滑液的存留。
4.表面层产生的金相组织变化对零件耐磨性的影响
金相组织的变化引起基体材料硬度的变化，进而影响零件的耐磨性。
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
*
2.表面层冷作硬化与残余应力对耐疲劳性的影响 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：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：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。
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
*
衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项： 1）表面层的显微硬度H； 2）硬化层深度h； 3）硬化程度N N=(H-H0)/H0×100％ 式中 H0——工件原表面层的显微硬度。
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
总结:
*
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
刀尖圆弧半径rε 主偏角kr、副偏角kr′ 进给量f
5.3 影响加工表面粗糙度的因素
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
图5-1 磨损过程的基本规律
机械加工表面质量解析PPT课件
1、 几何因素
刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面 积，其形状是刀具几何形状的复映。其理论上的最大粗糙度 Rmax可由刀具形状、进给量f，按几何关系求得。 1) 当刀尖圆弧半径rε一定时： 2) 当背吃刀量ap和进给量f很小时，粗糙度主要由刀尖圆弧构 成： 措施：减小进给量f、主偏角Kr、副偏角Kr'以及增大刀尖圆弧半 径rε，均可减小残留面积的高度。
➢ 3、表面层残余应力：是由于加工过程中切削变形和 切削热的影响，工件表面层产生残余应力。
第4页/共45页
二、表面质量对零件使用性能的影响
1、 表面质量对耐磨性的影响
➢
粗糙度过大或过小都会引起工作时的迅速磨损，
一定工作条件下通常存在一个最佳表面粗糙度。
✓
表面粗糙度值过大—〉实际接触面积↓—〉单位
应力↑—〉峰部之间产生塑性变形、弹性变形和剪
实际机械加工后的表面层残余应力及其分布，是上 述三方面因素综合作用的结果，在一定条件下，其中某 一或二种因素可能起主导作用。
第21页/共45页
2、 磨削裂纹的产生
磨削加工中热态塑性变形和金相组织变化的影响较大， 故大多数磨削零件的表面层往往有残余拉应力。当残余拉 应力超过材料的强度极限时，零件表面就会出现裂纹。有 的磨削裂纹也可能不在工件的外表面，而是在表面层下成 为肉眼难以发现的缺陷。磨削裂纹一般很浅 。
金属冷作硬化的结果，使金属处于高能位不稳定状态， 只要一有条件，金属的冷硬结构本能地向比较稳定的结构转 化。这些现象统称为弱化（回复）。机械加工过程中产生的 切削热，将使金属在塑性变形中产生的冷硬现象得到恢复。
由于金属在机械加工过程中同时受到力因素和热因素的作 用，机械加工后表面层金属的最后性质取决于强化和弱化两 个过程的综合。
刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面 积，其形状是刀具几何形状的复映。其理论上的最大粗糙度 Rmax可由刀具形状、进给量f，按几何关系求得。 1) 当刀尖圆弧半径rε一定时： 2) 当背吃刀量ap和进给量f很小时，粗糙度主要由刀尖圆弧构 成： 措施：减小进给量f、主偏角Kr、副偏角Kr'以及增大刀尖圆弧半 径rε，均可减小残留面积的高度。
➢ 3、表面层残余应力：是由于加工过程中切削变形和 切削热的影响，工件表面层产生残余应力。
第4页/共45页
二、表面质量对零件使用性能的影响
1、 表面质量对耐磨性的影响
➢
粗糙度过大或过小都会引起工作时的迅速磨损，
一定工作条件下通常存在一个最佳表面粗糙度。
✓
表面粗糙度值过大—〉实际接触面积↓—〉单位
应力↑—〉峰部之间产生塑性变形、弹性变形和剪
实际机械加工后的表面层残余应力及其分布，是上 述三方面因素综合作用的结果，在一定条件下，其中某 一或二种因素可能起主导作用。
第21页/共45页
2、 磨削裂纹的产生
磨削加工中热态塑性变形和金相组织变化的影响较大， 故大多数磨削零件的表面层往往有残余拉应力。当残余拉 应力超过材料的强度极限时，零件表面就会出现裂纹。有 的磨削裂纹也可能不在工件的外表面，而是在表面层下成 为肉眼难以发现的缺陷。磨削裂纹一般很浅 。
金属冷作硬化的结果，使金属处于高能位不稳定状态， 只要一有条件，金属的冷硬结构本能地向比较稳定的结构转 化。这些现象统称为弱化（回复）。机械加工过程中产生的 切削热，将使金属在塑性变形中产生的冷硬现象得到恢复。
由于金属在机械加工过程中同时受到力因素和热因素的作 用，机械加工后表面层金属的最后性质取决于强化和弱化两 个过程的综合。
第7章机械加工表面质量PPT课件
第24页/共38页
2. 表面层的金相变化
② 影响磨削烧伤的因素：
a) 磨削用量
工件材料对磨削区温度
aP↗ V砂轮↗
工件表层温度↗↗ 工件表层温度↗
的硬热工砂刃力影度系件轮口、、温响数材表尖强。度主料面锐度就要硬上锋烧烧、会取度磨利伤伤韧下决高粒些↗↗性、，降于的↗和强摩，它切导所度削的削
V工件↗ f↗
就零件的耐磨性而言，最 佳 表 面 粗 糙 度 Ra 的 值 在 0.8μm ～ 0.2μm 之 间 为 宜 。
第4页/共38页
二、表面质量对零件使用性能的影响
1. 对零件耐磨性的影响：
① 表面粗糙度对耐磨性的影响 ② 刀纹方向对耐磨性的影响
两重个载表时面，纹摩擦理副方的向两均 与个运表动面方纹向理相垂垂直直时、， 磨且损运最动大方。向平行于下 表面的纹路方向时， 磨轻损载最时小，。摩擦副表面 纹理方向与相对方向 一致时，磨损最小。
1. 磨削用量
第18页/共38页
二、磨削加工中影响表面粗糙度的因素
2. 砂轮的特性
① 粒度：
粒度号↗ ② 砂轮的硬度：
Ra值↙
硬度↗
难脱落
Ra值↗
硬度↙
易脱落
不易保持形状
精度↙
③ 砂轮的修整：
修整砂轮是改善磨削表面粗糙度的
重要因素，砂轮修整得越好，砂轮
磨粒微刃等高性越好，磨出工件的
表面粗糙度值越小。
第15页/共38页
一、切削加工中影响表面粗糙度的因素
2. 物理因素： ①切削速度：
V↗→ Ra↙
②工件材料性质： ③刀具几何形状、材料：
前角↗
Ra值↙
④冷却润滑：
切削液的冷却和润 滑作用能减小切削 过程中的界面摩擦， 降低切削区温度， 使切削区金属表面 的塑性变形程度下 降，抑制鳞刺和积 屑瘤的产生，因此 可大大减小加工表 面粗糙度值。
《机械加工质量》课件
加工质量问题的预防措施
提出预防加工质量问题的措施， 如工艺参数优化、设备维护等。
总结
机械加工质量对产品的性能和外观等方面具有重要意义，通过合理的加工工艺和质量控制手段，能够提 高加工质量并增强市场竞争力。 感谢大家的聆听，希望这份课件对您在机械加工质量方面的学习和工作有所助益。
参考文献
• 加工质量检测技术手册 • 机械加工质量分析与解决实例集锦 • 机械加工质量问题预防手册
加工质量检测的方法
包括外观检测、测量检测、性能测试等多种方法。
加工质量检测的技术手段
如先进的精密测量仪器、非接触式见加工质量问题及其 原因
如尺寸偏差、表面质量不佳等 问题的常见原因分析。
加工质量问题解决的方 法与技巧
谈论如何排除加工过程中的质 量问题，提出解决方法和应对 策略。
《机械加工质量》PPT课 件
这个PPT课件将带领大家了解机械加工质量的重要性、加工工艺、加工质量 检测、问题分析与解决等方面内容，提供实用的案例和技巧，帮助提高机械 加工质量。
机械加工质量
机械加工质量是指在加工过程中所要求的工件尺寸、形状、表面质量等能够达到预定要求的程度。 机械加工质量的重要性体现在产品的性能、寿命、外观等各个方面，直接影响产品质量的好坏和市场竞 争力。
加工工艺
1
加工工艺流程介绍
从原材料准备、工艺规划、加工设备选择到加工操作流程和工艺参数设定等。
2
加工工艺参数影响
如切削速度、进给量、切削深度等参数如何影响加工质量的好坏。
3
加工前的准备工作
包括材料检查、设备准备、刀具选择、辅助装置安装等。
加工质量检测
加工质量检测的目的
通过检测，及时发现加工质量问题，确保产品符合要求。
7.机械加工表面质量
工
法．研具与工件之间的磨粒能从工件表面上切去
表
极微薄的一层材料，得到尺寸误差和表面粗糙度
面 质 量
极低的表面．研磨后工件的尺寸误差可以在 0.001~0.003mm内，表面粗糙度．
的
工 艺
途
径
(4) 抛光
控
抛光是在布轮＼布盘或砂带等软的磨具上涂抛光
制
膏来加工工件的．抛光器具高速旋转，由抛光膏
加
的机械刮擦和化学作用将粗糙表面的峰顶去掉，
的 大随机性的接触条件,以突出它们间的高点,进行相互
工 修整,使误差逐步均化而得到消除,从而获得极光的表
艺 途
面和高于磨具原始精度的加工精度.
径
光整加工工艺的共同特点是没有与磨削深度相对应
的磨削用量参数,一般只规定加工时的很低的单位切
控 制
削压力,因此加工过程中的切削力和切削热都很小, 从而能获得很低的表面粗糙度.表面层不会产生热损
面
质
量
的
工
艺
途
径
（2）超精加工 超精加工是用细粒度的砂条以一定
的压力压在作低速旋转运动的工件表面上，并在
控
轴向作往复运动，工件或砂条还作轴向进给运动
制
以进行微量切削（图８．１5）的加工方法，超
加 工 表
精加工后的表面粗超度低（０.0012~0.08），留 有网状的痕迹,造成了良好的储油条件，故表面
零件表面经过加工后，表面层的物理、机械、冶金和
化学性能都变得和基体材料不同了。
2. 冷压强化工艺
控
制
加 工 表
对于承受高应力、交变载荷的零件可以采用喷丸、液 压、挤压、等表面强化工艺使表面层产生残余压应力
机械加工表面质量正式课件
磨削淬火钢时表面层产生的烧伤有以下三种：
• 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过相变温 度，工件表面的马氏体组织产生回火，转化成硬度低的回火 组织——索氏体或屈氏体。
• 淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体， 由于冷却液的急冷作用，表面层会出现二次淬火马氏体，硬 度高于回火马氏体，而它的下层则因缓慢冷却成为硬度低的
采用冷压强化工艺 （见下页）
26
8.4 控制加工表面质量的工艺途径
喷丸强化
利用大量快速运动珠丸打击工
件表面, 使工件表面产生冷硬层
和压应力,↑疲劳强度（图8-13） 用于强化形状复杂或不宜用其
压缩 塑性变形区域
它方法强化的工件，例如板弹簧
拉伸
、螺旋弹簧、齿轮、焊缝等
滚压加工
图8-13 珠丸挤压引起残余应力
其他影响因素
工件材料 冷却润滑液等
12
机械制造技术基础
第8章 机械加工表面质量 8.3 机械加工后的表面层物理
机械性能
13
8.3.1 机械加工后表面层的冷作硬化
冷作硬化产生的原因
切削或磨削加工时，表面层金属由于塑性变形使晶体间产 生剪切滑移，晶格发生拉长，扭曲和破碎而得到强化。 评价指标：冷硬层的深度h和表面层的显微硬度H,硬化程 度N. N H 取决因素：H 0产生塑性变形的力，变形速度，变形时的温度。 完全强化与不完全强化； 机械加工时的表面层的冷作硬化是强化作用和回复作用的 综合结果。
500 450 普通磨削
硬度(HV)
砂轮粒度↑→冷硬程度↓
400
砂轮硬度、组织影响不显著 350
高速磨削
◆工件材料 材料塑性↑→ 冷硬倾向↑ 材料导热性↑→ 冷硬倾向↓
• 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过相变温 度，工件表面的马氏体组织产生回火，转化成硬度低的回火 组织——索氏体或屈氏体。
• 淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体， 由于冷却液的急冷作用，表面层会出现二次淬火马氏体，硬 度高于回火马氏体，而它的下层则因缓慢冷却成为硬度低的
采用冷压强化工艺 （见下页）
26
8.4 控制加工表面质量的工艺途径
喷丸强化
利用大量快速运动珠丸打击工
件表面, 使工件表面产生冷硬层
和压应力,↑疲劳强度（图8-13） 用于强化形状复杂或不宜用其
压缩 塑性变形区域
它方法强化的工件，例如板弹簧
拉伸
、螺旋弹簧、齿轮、焊缝等
滚压加工
图8-13 珠丸挤压引起残余应力
其他影响因素
工件材料 冷却润滑液等
12
机械制造技术基础
第8章 机械加工表面质量 8.3 机械加工后的表面层物理
机械性能
13
8.3.1 机械加工后表面层的冷作硬化
冷作硬化产生的原因
切削或磨削加工时，表面层金属由于塑性变形使晶体间产 生剪切滑移，晶格发生拉长，扭曲和破碎而得到强化。 评价指标：冷硬层的深度h和表面层的显微硬度H,硬化程 度N. N H 取决因素：H 0产生塑性变形的力，变形速度，变形时的温度。 完全强化与不完全强化； 机械加工时的表面层的冷作硬化是强化作用和回复作用的 综合结果。
500 450 普通磨削
硬度(HV)
砂轮粒度↑→冷硬程度↓
400
砂轮硬度、组织影响不显著 350
高速磨削
◆工件材料 材料塑性↑→ 冷硬倾向↑ 材料导热性↑→ 冷硬倾向↓
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当金相组织变化时，由于密度不同，体积会发生变 化。如果表层金属膨胀则残余应力为压应力(-)，反 之，如果表层金属体积缩小则产生残余拉应力(+)。
例如：淬火钢表面回火，表层金属由马氏体转变成屈氏体或索氏体，密度由 7.75变为7.78g/cm3
VV 7.75 V 7.78
V 0.03 V 7.78
L V 0 .0 10 .12 1 9 0 2 L 3 V7 .78
Ra值↙
④ 冷却润滑：
3. 工艺系统的振动：
7
二．磨削加工中影响表面粗糙度的因素
1. 磨削用量
2. 砂轮的特性 ① 粒度： 粒度号↗ ② 砂轮的硬度： 硬度↗ 硬度↙ ③ 砂轮的修整：
3. 冷却
Ra值↙
难脱落 易脱落
Ra值↗ 不易保持形状
精度↙
8
三．影响表面层物理、力学性能变化的因素
1. 表面层的加工硬化
13
3
二．表面质量对零件使用性能的影响
1. 对零件耐磨性的影响：
① 表面粗糙度对耐磨性的影响 ② 刀纹方向对耐磨性的影响 ③ 冷作硬化对耐磨性的影响 ④ 残余应力对耐磨性的影响
表面为压应力时，耐磨性高。
2. 对零件耐疲劳性的影响：
① 表面粗糙度对耐疲劳性的影响 ② 残余应力对耐疲劳性的影响
表面为压应力时，耐疲劳性好。 ③ 冷作硬化对耐疲劳性的影响 冷作硬化程度↗ → 耐疲劳性↗
在切削力的作用下，已加工面受后刀面的挤压，使 晶在格 切扭 削曲 热， 的表 作层 用金 下属 ，比 已容 加积 工增 面大产，生体热积膨膨胀胀，，此而时内表
层压层形应不ρ金 产 收力 同应A=属 生 缩为 的力7.又 热 受拉 金(9-6)阻 压 到应 相，g/止 应 内力 组里cm其 力 层织(层3+、)伸 。 金有为，ρ长 加 属不拉里。 工 的同P应=层7故 后 阻的力.为7加 ， 碍密(8+压g工 表 。度)/。应c后层故，m力3表已加如、(-面产工ρρ) 。层生后MF==残的表77..余热面7858应塑层gg//力性残ccmm为变余33
4
二．表面质量对零件使用性能的影响
3. 对零件耐腐蚀性的影响：
Ra值↗
耐腐蚀性↙
表面压应力
表面致密
耐腐蚀性↗
4. 对零件配合精度的影响：
一实验定研的究精表明度：应有相应的表面粗糙度！ 一零件定尺的寸尺大于寸50公mm差时要，有推荐相：应Ra的=(0表.1~面0.1粗5)T糙度！
零件尺寸在18~50mm时，推荐： Ra=(0.15~0.20)T 零件尺寸小于18mm时，推荐： Ra=(0.20~0.25)T
拉 E L L 2 .1 15 0 0 .1 2 1 2 9 0 2.9 7(M 0) Pa 12
第三节 控制加工表面质量的措施
一．采用光整加工方法降低表面粗糙度 二．表面强化工艺改善物理力学性能
1. 渗氮、渗碳等化学热处理 2. 激光表面处理技术 3. 机械强化工艺： ① 滚压加工； ② 喷丸强化； ③ 液体磨料强化；
5
第二节 影响表面质量的因素
一．切削加工中影响表面粗糙度的因素 1. 几何因素：
f
Rmaxctgr ctgr'
考虑刀尖圆弧角：
Rmax
H
f2 8r
f,r,r'
Ra值↗
6
一．切削加工中影响表面粗糙度的因素
2. 物理因素：
① 切削速度：
v↗→ Ra↙
② 工件材料性质：
③ 刀具几何形状、材料：
前角↗
第七章 机械加工表面质量
第一节 表面质量的概念 第二节 影响表面质量的因素 第三节 控制加工表面质量的措施
.
1
第一节 表面质量的概念
一．表面质量的含义：
1. 加工表面的几何形状特征： ① 表面粗糙度
指加工表面的微观几何形 状 误 差 。 波 长 与 波 高 (L3/H3) 的比值小于50。
表面粗糙度的现行标准为： GB/T131-93。 表示方法：Ra、Rz、Ry。
机械加工中，金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形，使晶格扭曲， 晶粒间产生滑移剪切，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化，引起表面层的强度和 硬度都提高的现象，称加工硬化。
评定指标： ① 表面层的显微硬度 HV ② 硬化层深度 h ③ 硬化程度 N
NHVHV 0 10% 0 HV 0
影响因素： ① 刀具 ② 切削用量 ③ 工件材料
10
2. 表面层的金相变化
② 影响磨削烧伤的因素：
a) 磨削用量
Байду номын сангаас
aP↗
工件表层温度↗↗
烧伤↗↗
V砂轮↗
工件表层温度↗
烧伤↗
V工件↗
工件表层温度↗
热源作用时间↙
烧伤↙
f↗
工件表层温度↙
烧伤↙
b) 工件材料 c) 砂轮特性 d) 冷却
11
三．影响表面层物理、力学性能变化的因素
3. 表面层的残余应力
冷态塑性变形 热态塑性变形 局部金相组织变化
② 表面波度
介于形状误差与表面粗糙 度之间的周期性形状误差。 波 长 与 波 高 (L2/H2) 的 比 值 一 般为：50~1000。
③ 纹理方向 指表面刀纹的方向。它取
决于表面形成所采用的机械 加工方法。
2
一．表面质量的含义：
2. 加工表面的物理力学性能的变化： ① 表面层因塑性变形引起的加工硬化（冷作硬化）； ② 表面层因力或热的作用产生的残余应力； ③ 表面层因切削热或磨削热的作用引起的金相组织变化；
9
三．影响表面层物理、力学性能变化的因素
2. 表面层的金相变化
加工中
产生
θ℃
达到相变温度
产生相变
① 烧伤的形式： 退火烧伤
回火烧伤
淬火烧伤
工件表面温度超过相变温度AC3，但 工 但 工无冷件件超却干表表过液磨面面马，时温温氏工易度度体件发未超的表生达过转面这到相变被种相变温退烧变温度火伤温度，。。度A工CA3件，C3，冷表 层 却组充织分为，回工火件屈表氏面体被或二索次氏淬体火。。但 淬透层很薄，其下层仍为回火屈氏 体或索氏体。
例如：淬火钢表面回火，表层金属由马氏体转变成屈氏体或索氏体，密度由 7.75变为7.78g/cm3
VV 7.75 V 7.78
V 0.03 V 7.78
L V 0 .0 10 .12 1 9 0 2 L 3 V7 .78
Ra值↙
④ 冷却润滑：
3. 工艺系统的振动：
7
二．磨削加工中影响表面粗糙度的因素
1. 磨削用量
2. 砂轮的特性 ① 粒度： 粒度号↗ ② 砂轮的硬度： 硬度↗ 硬度↙ ③ 砂轮的修整：
3. 冷却
Ra值↙
难脱落 易脱落
Ra值↗ 不易保持形状
精度↙
8
三．影响表面层物理、力学性能变化的因素
1. 表面层的加工硬化
13
3
二．表面质量对零件使用性能的影响
1. 对零件耐磨性的影响：
① 表面粗糙度对耐磨性的影响 ② 刀纹方向对耐磨性的影响 ③ 冷作硬化对耐磨性的影响 ④ 残余应力对耐磨性的影响
表面为压应力时，耐磨性高。
2. 对零件耐疲劳性的影响：
① 表面粗糙度对耐疲劳性的影响 ② 残余应力对耐疲劳性的影响
表面为压应力时，耐疲劳性好。 ③ 冷作硬化对耐疲劳性的影响 冷作硬化程度↗ → 耐疲劳性↗
在切削力的作用下，已加工面受后刀面的挤压，使 晶在格 切扭 削曲 热， 的表 作层 用金 下属 ，比 已容 加积 工增 面大产，生体热积膨膨胀胀，，此而时内表
层压层形应不ρ金 产 收力 同应A=属 生 缩为 的力7.又 热 受拉 金(9-6)阻 压 到应 相，g/止 应 内力 组里cm其 力 层织(层3+、)伸 。 金有为，ρ长 加 属不拉里。 工 的同P应=层7故 后 阻的力.为7加 ， 碍密(8+压g工 表 。度)/。应c后层故，m力3表已加如、(-面产工ρρ) 。层生后MF==残的表77..余热面7858应塑层gg//力性残ccmm为变余33
4
二．表面质量对零件使用性能的影响
3. 对零件耐腐蚀性的影响：
Ra值↗
耐腐蚀性↙
表面压应力
表面致密
耐腐蚀性↗
4. 对零件配合精度的影响：
一实验定研的究精表明度：应有相应的表面粗糙度！ 一零件定尺的寸尺大于寸50公mm差时要，有推荐相：应Ra的=(0表.1~面0.1粗5)T糙度！
零件尺寸在18~50mm时，推荐： Ra=(0.15~0.20)T 零件尺寸小于18mm时，推荐： Ra=(0.20~0.25)T
拉 E L L 2 .1 15 0 0 .1 2 1 2 9 0 2.9 7(M 0) Pa 12
第三节 控制加工表面质量的措施
一．采用光整加工方法降低表面粗糙度 二．表面强化工艺改善物理力学性能
1. 渗氮、渗碳等化学热处理 2. 激光表面处理技术 3. 机械强化工艺： ① 滚压加工； ② 喷丸强化； ③ 液体磨料强化；
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第二节 影响表面质量的因素
一．切削加工中影响表面粗糙度的因素 1. 几何因素：
f
Rmaxctgr ctgr'
考虑刀尖圆弧角：
Rmax
H
f2 8r
f,r,r'
Ra值↗
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一．切削加工中影响表面粗糙度的因素
2. 物理因素：
① 切削速度：
v↗→ Ra↙
② 工件材料性质：
③ 刀具几何形状、材料：
前角↗
第七章 机械加工表面质量
第一节 表面质量的概念 第二节 影响表面质量的因素 第三节 控制加工表面质量的措施
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第一节 表面质量的概念
一．表面质量的含义：
1. 加工表面的几何形状特征： ① 表面粗糙度
指加工表面的微观几何形 状 误 差 。 波 长 与 波 高 (L3/H3) 的比值小于50。
表面粗糙度的现行标准为： GB/T131-93。 表示方法：Ra、Rz、Ry。
机械加工中，金属被加工表面层受切削力的作用产生塑性变形，使晶格扭曲， 晶粒间产生滑移剪切，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化，引起表面层的强度和 硬度都提高的现象，称加工硬化。
评定指标： ① 表面层的显微硬度 HV ② 硬化层深度 h ③ 硬化程度 N
NHVHV 0 10% 0 HV 0
影响因素： ① 刀具 ② 切削用量 ③ 工件材料
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2. 表面层的金相变化
② 影响磨削烧伤的因素：
a) 磨削用量
Байду номын сангаас
aP↗
工件表层温度↗↗
烧伤↗↗
V砂轮↗
工件表层温度↗
烧伤↗
V工件↗
工件表层温度↗
热源作用时间↙
烧伤↙
f↗
工件表层温度↙
烧伤↙
b) 工件材料 c) 砂轮特性 d) 冷却
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三．影响表面层物理、力学性能变化的因素
3. 表面层的残余应力
冷态塑性变形 热态塑性变形 局部金相组织变化
② 表面波度
介于形状误差与表面粗糙 度之间的周期性形状误差。 波 长 与 波 高 (L2/H2) 的 比 值 一 般为：50~1000。
③ 纹理方向 指表面刀纹的方向。它取
决于表面形成所采用的机械 加工方法。
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一．表面质量的含义：
2. 加工表面的物理力学性能的变化： ① 表面层因塑性变形引起的加工硬化（冷作硬化）； ② 表面层因力或热的作用产生的残余应力； ③ 表面层因切削热或磨削热的作用引起的金相组织变化；
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三．影响表面层物理、力学性能变化的因素
2. 表面层的金相变化
加工中
产生
θ℃
达到相变温度
产生相变
① 烧伤的形式： 退火烧伤
回火烧伤
淬火烧伤
工件表面温度超过相变温度AC3，但 工 但 工无冷件件超却干表表过液磨面面马，时温温氏工易度度体件发未超的表生达过转面这到相变被种相变温退烧变温度火伤温度，。。度A工CA3件，C3，冷表 层 却组充织分为，回工火件屈表氏面体被或二索次氏淬体火。。但 淬透层很薄，其下层仍为回火屈氏 体或索氏体。