常州族蜜欲耄枝析粤院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 复习上次课内容 1、零件表面质量包含哪两个方面的内容？ 2、表面质量对零件使用性能的影响主要是哪 几个方面？
复习上次课内容 1、零件表面质量包含哪两个方面的内容? 2、表面质量对零件使用性能的影响主要是哪 几个方面？
常州挨宣脑耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 莫具制造放术 1.3模具机械加工的表面质量 1.3.1模具零件的表面质量 1、加工表面质量的含义 零件机械加工的表面质量又称表面完整性，包含表面的 几何特征和表面层的物理力学性能两方面的内容。 (1)表面特征 伤狼 表面 刀纹方向 粗糙度高 表面 十十粗糙度宽 波度宽 图1-5机械加工表面的几何形状误差
1.3 模具机械加工的表面质量 1.3.1模具零件的表面质量 1、加工表面质量的含义 零件机械加工的表面质量又称表面完整性，包含表面的 几何特征和表面层的物理力学性能两方面的内容。 ⑴表面特征 图－5
常州恢宦筋耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY ①表面粗糙度 较小间距和峰谷组成的微观几何特征，主要是刀具运动轨 迹造成，一般波高与波长比必1/50。 ②表面波度 宏观几何形状误差和表面粗糙度之间的几何形状误差，是 刀具偏移和振动造成，一般波高与波长比为1/50-1/100。 ③表面加工纹理 表面微观结构的主要方向，取决于加工方法，即主运动和 进给运动的关系。 ④伤痕 材料的内部或表层缺陷，随机分布
①表面粗糙度 较小间距和峰谷组成的微观几何特征，主要是刀具运动轨 迹造成，一般波高与波长比≯1/50。 ②表面波度 宏观几何形状误差和表面粗糙度之间的几何形状误差，是 刀具偏移和振动造成，一般波高与波长比为1/50－1/100。 ③表面加工纹理 表面微观结构的主要方向，取决于加工方法，即主运动和 进给运动的关系。 ④伤痕 材料的内部或表层缺陷，随机分布
常州恢宦藏耄粒撕学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY (2)表面层的物理力学性能 ①加工硬化；②金相组织；③残余应力 2、零件表面质量对使用性能的影响 (1)表面质量对零件耐磨性的影响 ※表面粗糙度太大，磨损增加， 太小磨损也会加剧，零件摩擦表 面的粗糙度有一个最佳值。如图1-6 ※表面层的加工硬化会提高 耐磨性，太硬又会变脆加剧磨损 (2)表面质量对疲劳强度的影响 粗糙度和缺陷处在交变载荷作 用下会产生疲劳裂纹 0 光整加工，提高疲劳强度。 表面粗糙度R,/um 1一轻载荷2一重载荷 图1-6初期磨损量与表面粗糙度的关系
⑵表面层的物理力学性能 ①加工硬化；②金相组织；③残余应力 2、零件表面质量对使用性能的影响 ⑴表面质量对零件耐磨性的影响 ※表面粗糙度太大，磨损增加， 太小磨损也会加剧，零件摩擦表 面的粗糙度有一个最佳值。如图1－6 ※ 表面层的加工硬化会提高 耐磨性，太硬又会变脆加剧磨损 ⑵表面质量对疲劳强度的影响 粗糙度和缺陷处在交变载荷作 用下会产生疲劳裂纹， 光整加工，提高疲劳强度。 图1－6
常州挨宣脑耄枝斯粤院 具制术 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 加工硬化能提高疲劳强度，但硬化程度过大容易产 生脆裂残余应力为压应力时，防止裂纹扩展，提高疲 劳强度，拉应力时，降低疲劳强度。 (3)表面质量对零件耐腐蚀性能的影响 粗糙度愈小，耐腐蚀性愈好，不易积聚腐蚀性物质。 残余压应力不易让腐蚀物进入，增强耐腐蚀性能。 (4)表面质量对零件配合性质和其它方面的影响 粗糙度过大，在间隙配合中，加剧磨损；过盈配合中， 凸峰被挤平，有效过盈量小，影响配合的可靠性
加工硬化能提高疲劳强度，但硬化程度过大容易产 生脆裂残余应力为压应力时，防止裂纹扩展，提高疲 劳强度，拉应力时，降低疲劳强度。 ⑶表面质量对零件耐腐蚀性能的影响 粗糙度愈小，耐腐蚀性愈好，不易积聚腐蚀性物质。 残余压应力不易让腐蚀物进入，增强耐腐蚀性能。 ⑷表面质量对零件配合性质和其它方面的影响 粗糙度过大，在间隙配合中，加剧磨损；过盈配合中， 凸峰被挤平，有效过盈量小，影响配合的可靠性
常州恢宦筋耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 具制道蚊术 1.3.2影响表面质量的因素和提高的途径 1、影响加工表面几何特征的因素和改进措施 在构成加工表面几何特征的四个方面中，粗糙度是主要内容。 (1)切削加工后的表面粗糙度 主要取决于切削残留面积的高度（如图1-7)，影响的 因素有：刀尖圆弧半径r、主偏角k、副偏角k和进给量等
1.3.2影响表面质量的因素和提高的途径 1、影响加工表面几何特征的因素和改进措施 在构成加工表面几何特征的四个方面中，粗糙度是主要内容。 ⑴切削加工后的表面粗糙度 主要取决于切削残留面积的高度（如图1－7），影响的 因素有：刀尖圆弧半径rε、主偏角kr、副偏角k ‘ r和进给量f等
常州恢宣酸耄枝析学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY f 刀尖切削：H= cotk,+cotk, 圆弧刀刃切削：H= a) 图1-7车削、刨削时残留面积的高度 a)尖刀切削；b)圆弧刀刃切削
' cot cot r r k k f H + = r f H 8 2 刀尖切削： 圆弧刀刃切削： =
常州挨宣脑耄枝斯粤院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 莫具制造放术 影响切削后的表面粗糙度还有其它的因素： ①切削速度-低速宽刀精切和高速切削 ②材料-脆性材料比塑性材料好 ③金相组织-晶粒细小均匀较好 ④切削液和增大刀具前角有利于降低粗糙度： (2)磨削加工后的表面粗糙度 主要取决于砂轮的几何因素和零件表面层的塑性变形。 ①几何因素的影响-砂轮的组织和磨粒的大小，单位面 积磨粒数愈多，粗糙度愈小。 ②磨削表面层的塑性变形对粗糙度的影响 磨削时磨料一般为负前角，压力大温度高(900℃) 晶粒会被拉长，容易发生相变或烧伤，容易产生塑性变形 从而增大表面粗糙度
影响切削后的表面粗糙度还有其它的因素： ①切削速度－低速宽刀精切和高速切削 ②材料－脆性材料比塑性材料好 ③金相组织－晶粒细小均匀较好 ④切削液和增大刀具前角有利于降低粗糙度。 ⑵磨削加工后的表面粗糙度 主要取决于砂轮的几何因素和零件表面层的塑性变形。 ①几何因素的影响－砂轮的组织和磨粒的大小，单位面 积磨粒数愈多，粗糙度愈小。 ②磨削表面层的塑性变形对粗糙度的影响 磨削时磨料一般为负前角，压力大温度高（900℃）， 晶粒会被拉长，容易发生相变或烧伤，容易产生塑性变形， 从而增大表面粗糙度
常州機宦脑耄技斯学疙 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 采取的措施： ①磨削用量-砂轮转速要高，磨削深度要小，减小塑性变形 ②砂轮的选择-不同材料选择不同类型的砂轮。 如砂轮的粒度、硬度、组织、材料等 ③合理选择磨削液 2、影响表面层金属力学性能的因素和改进措施 金属切削加工时，物理力学性能主要的变化是：显微硬 度、金相组织、产生残余应力。 ()表面层的加工硬化（冷作硬化） ①冷作硬化是由于机械加工过程中引起塑性变形的原 因所产生的。 评定冷作硬化的指标：表层金属的HV、硬化深度h 硬化程度N
采取的措施： ①磨削用量－砂轮转速要高，磨削深度要小，减小塑性变形 ②砂轮的选择－不同材料选择不同类型的砂轮。 如砂轮的粒度、硬度、组织、材料等 ③合理选择磨削液 2、影响表面层金属力学性能的因素和改进措施 金属切削加工时，物理力学性能主要的变化是：显微硬 度、金相组织、产生残余应力。 ⑴表面层的加工硬化（冷作硬化） ①冷作硬化是由于机械加工过程中引起塑性变形的原 因所产生的。 评定冷作硬化的指标：表层金属的HV、硬化深度h、 硬化程度N
常州恢宦藏耄粒撕学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 关系式： N=HVHV 2×100% HVo HV%-工件原表面层的显微硬度。 ②影响表面冷作硬化的因素 ●切削力愈大，塑性变形就愈大。 切削 ●变形速度（切削速度）愈快，塑性变形将不充分。 加工 ●切削温度高，回复再结晶作用大，硬化程度就小。 ●加工材料的塑性好，硬化程度会增加。 ◆磨削用量：磨削深度大，磨削力增大，塑性变形加剧：加大 磨削 纵向进给速度，磨削力也会增大；高速磨削时硬化程度比低速 加工 磨削时要低。 ◆砂轮的粒度愈大，磨粒的载荷愈小，硬化程度愈小
关系式： ②影响表面冷作硬化的因素 ●切削力愈大，塑性变形就愈大。 ●变形速度（切削速度）愈快，塑性变形将不充分。 ●切削温度高，回复再结晶作用大，硬化程度就小。 ●加工材料的塑性好，硬化程度会增加。 100% 0 0 − = HV HV HV N HV0 -工件原表面层的显微硬度。 切削 加工 ◆磨削用量：磨削深度大，磨削力增大，塑性变形加剧；加大 纵向进给速度，磨削力也会增大；高速磨削时硬化程度比低速 磨削时要低。 ◆砂轮的粒度愈大，磨粒的载荷愈小，硬化程度愈小。 磨削 加工