1、 表面粗糙度及其降低的工藝措施 3.2 概述3.1授課學時4 表面層物理力學性能及改變的工藝措施3.3 第3章 機械加工表面質量教學重點（1）表面質量的內容（2）影響零件表面質量的工藝因素教學難點影響零件表面質量的工藝因素及其影響規律 第3章 機械加工表面質量3-1 概述 第3章 機械加工表面質量一、機械加工表面質量的含義 主要包含如下內容：（1）加工表面的幾何形狀特征 表面粗糙度； 表面波度。（2）加工表面層的物理力學性能的變化 冷作硬度； 金相組織變化； 殘余應力。表面質量是指機械加工后零件表面層的狀況。2. 表面層適度的冷作硬化，會使耐磨性有所提高。3. 表面殘余壓應力可以提高表面的硬度

2、； 表面殘余拉應力則會降低表面層的硬度。二、機械加工表面質量對產品使用性能的影響（一）表面質量對零件耐磨性的影響1. 初期磨損階段： 表面粗糙度愈粗-磨損愈嚴重 表面粗糙度太細-使磨損加劇 最佳表面粗糙度-最耐磨（二）表面質量對零件抗腐蝕性的影響1. 表面粗糙度越高，凹處越尖，就越容易被腐蝕。2. 當表面層有殘余壓應力時，有助于表面微小裂紋的封閉， 阻礙浸蝕作用的擴展，從而提高表面的抗腐蝕能力。（三）表面質量對零件疲勞強度的影響1. 在交變載荷作用下，零件表面粗糙度愈高，易產生疲勞裂紋，降低疲勞強度。2. 表面層是殘余壓應力時，能部分抵消載荷所引起的拉應力，延緩疲勞 裂紋的擴展，提高疲勞強度；

3、3. 表面層適度的冷作硬化，不僅能阻止裂紋擴大，而且能防止裂紋的 產生， 能提高零件的疲勞強度。 表面層產生殘余拉應力時，降低疲勞強度。 （四）表面質量對零件之間配合性質的影響1. 表面粗糙度過大，會影響配合質量間隙配合：會使在初期磨損階段很快磨損， 配合間隙增大，影響配合精度； 2. 殘余應力：會自行減弱或消失，零件隨之變形， 影響配合的可靠性。過盈配合：表面凸峰被壓平，使過盈量減小， 降低配合強度。3.2 表面粗糙度及其降低的工藝措施一、切削加工中影響表面粗糙度的因素在車削、刨削、銑削加工時： 影響表面粗糙度的因素有進給量 , 刀具主偏角 ， 副偏角 ，刀尖圓角半徑 。（一）幾何因素：（與

4、刀刃和工件相對運動軌跡有關的因素）二、物理因素：（和塑性變形有關的因素）1. 切削用量的的影響在粗加工和半精加工中，當 時，影響很大，符合幾何因素的影響 ；（2）切削速度 的影響（1）進給量 的影響切削速度越高，加工表面層的塑形變形程度越輕，加工后表面粗糙度越低。當切削速度較低時，刀刃上易出現積屑瘤，它將使加工表面的粗糙度提高。（3）切削深度 的影響一般地說，切削深度對加工表面粗糙度的影響不明顯，但當 小到一 定數值以后，使表面粗糙度提高。3. 刀具材料的影響實驗證明，在相同的切削條件下，用硬質合金刀具加工獲得的表面粗糙度要比用高速鋼刀具加工所獲得的低；采用金剛石刀具加工比采用硬質合金刀具加工

5、所獲得的表面粗糙度還要低很多。 2. 工件材料性能的影響 工件材料的韌性和塑性變形傾向越大，切削加工后的表面粗糙度越高。 工件材料金相組織的晶粒越均勻、顆粒越細，加工時越能獲得較低的表面粗糙度。 二、磨削加工中影響表面粗糙度的因素 1. 砂輪的粒度砂輪的粒度愈細，單位面積上的磨粒數多，在工件表面的刻痕密而細，則表面粗糙度細。 2. 砂輪的修整砂輪修的愈光滑，磨出的工件表面粗糙度也愈細。3. 砂輪的速度提高砂輪速度，可以增加工件單位面積上的刻痕數；同時塑性變形造成的表面粗糙度降低。因而粗糙度細4. 磨削深度與工件速度若增大磨削深度和工件速度，將使塑性變形加劇，使 粗糙度變粗。3.3 表面層物理力

6、學性能及改變的工藝措施一、表面層的冷作硬化 1、產生原因：在加工時，由于切削力的作用，使表面層 產生塑性變形的結果。硬化的程度：取決于產生塑性變形的力，變形速度，變形時的溫度，力越大，塑變越大，硬化程度越大。越大，塑變越不充分，硬化程度減小 。不僅影響塑變程度，還影響金相組織恢復。 （1）刀具：刀具刃口圓角及后刀面磨損量增加時， 冷作硬化深度和程度也越大。 增大，表面層的硬化程度和深度都有所減少。 增大，表面層的冷作硬化嚴重； 較小，刀具擠壓次數增多，冷作硬化程度也會增大。（3）被加工材料：工件材料硬度越低、塑性越大，切削加工 后表面層的冷作硬化現象越嚴重。影響較大（2）切削用量2. 影響冷作硬化的主要因素： 二、表面層的金相組織變化磨削燒傷產生原因：加工表面受切削熱的作用 2. 影響磨削燒傷的因素： （1）磨削用量 磨削深度增加時，工件溫度升高，燒傷會增加； （2）冷卻方法： 目前通用的冷卻方法效果較差，比較有效的冷卻方法是內冷卻。工件縱向進給量增加時，工件溫度降低，燒傷會減少； 工件速度增加時，磨削區的溫度會上升，燒傷增加。同 比小很多三、表面層的殘余應力引起原因：1. 熱塑性變形引起的殘余應力