第五章 机械加工表面质量 5-1概述 一、机械加工表面质量含义 包括：微观几何形状 表层物理力学性能
第五章 机械加工表面质量 5-1 概述 一、机械加工表面质量含义 包括：微观几何形状 表层物理力学性能
显微硬度 。残余应力 (a) (b) 图51零件加工表面层沿深度的组成及变化
(一)加工表面的几何形状特征 表面几何误差包括： 形状误差：波长/波幅>1000 表面轮廓曲线经低通滤波获得 波纹度： 50<波长/波幅<1000 表面轮廓曲线经带通滤波获得 般与刃口形状，进给，刀瘤等有关。 表面微观不平度误差：波长/波幅<50 表面轮廓曲线经高通滤波获得 般与工艺系统的振动有关
（一）加工表面的几何形状特征 表面几何误差包括： 形状误差： 波长/波幅>1000 表面轮廓曲线经低通滤波获得 波纹度： 50<波长/波幅<1000 表面轮廓曲线经带通滤波获得 一般与刃口形状，进给，刀瘤等有关。 表面微观不平度误差： 波长/波幅<50 表面轮廓曲线经高通滤波获得 一般与工艺系统的振动有关
粗糙度 波度 形状误差 图52加工表面的形状误差、表面波度与粗糙度
(二)加工表面层的物理力学性能变化 受加工中力、热等因素的作用，表面金 属力学性能将发生变化： 1、表层因塑性变形而产生的冷作硬化 2、表层因受热而发生金相组织变化 3、表层因力，热等作用而产生残余应力 表面完整性包括：微观几何不平度、力学性能 变化、摩擦反射性能等
（二）加工表面层的物理力学性能变化 受加工中力、热等因素的作用，表面金 属力学性能将发生变化： 1、表层因塑性变形而产生的冷作硬化 2、表层因受热而发生金相组织变化 3、表层因力，热等作用而产生残余应力 表面完整性包括：微观几何不平度、力学性能 变化、摩擦反射性能等
二、表面质量对零件使用性能的影响 (一)表面质量对工作精度及其保持性的影响 零件的工作精度主要与微观几何不平度有关 精度保持性主要与表面耐磨性有关 耐磨性则与表面几何质量、表面力学性能有关 一 般的磨损过程分为三个阶段： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段 初期磨损阶段结束时的磨损量称为初期磨损量
二、表面质量对零件使用性能的影响 （一）表面质量对工作精度及其保持性的影响 零件的工作精度主要与微观几何不平度有关 精度保持性主要与表面耐磨性有关 耐磨性则与表面几何质量、表面力学性能有关 一般的磨损过程分为三个阶段： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段 初期磨损阶段结束时的磨损量称为初期磨损量
初期磨损量与表面几何质量有关，一定载荷、 润滑条件下初期磨损量与表面粗糙度之间的 关系如下图所示： △初 当载荷增大、润滑条件 恶化时，曲线向右上方 移动，即：载荷增大、 润滑条件恶化时，最佳 粗糙度增大。 R.31 R32 R.(um) 图5-3初期磨损量与表面粗糙 度的关系
初期磨损量与表面几何质量有关，一定载荷、 润滑条件下初期磨损量与表面粗糙度之间的 关系如下图所示： 当载荷增大、润滑条件 恶化时，曲线向右上方 移动，即：载荷增大、 润滑条件恶化时，最佳 粗糙度增大
(二)表面质量对耐腐蚀性的影响 表面质量越差，存在裂纹时，耐腐蚀性降低 图54表面腐蚀过程的示意图
（二）表面质量对耐腐蚀性的影响 表面质量越差，存在裂纹时，耐腐蚀性降低
(三)表面质量对零件疲劳强度的影响 表面缺陷会引起应力集中，降低疲劳强度。若 表面存在残余压应力，疲劳强度将会提高。 表5-1不同加工方法所得表面的相对疲劳强度 钢的极限强度c,(MPa】 加工方法 470 950 1420 相对疲劳强度(%) 精细地光或研磨 100 100 100 地光或超精研 95 3 90 精磨或精车 93 90 85 粗磨或粗车 90 80 70 轧制钢材直接使用 70 50 30
（三）表面质量对零件疲劳强度的影响 表面缺陷会引起应力集中，降低疲劳强度。若 表面存在残余压应力，疲劳强度将会提高
(四)表面质量对零件配合性质的影响 表面比较粗糙时，轮廓峰在工作中被逐渐磨掉， 零件尺寸发生变化，进而影响到配合性质。 一般来说，表面粗糙度应与加工精度相适应： 根据实验研究的结果，可按下述关系选取 零件尺寸大于50mm时，Rz=(0.10~0.15)T 答件尺寸在18~50mm时，RBz=(0.15~0.20)T 墨件尺寸小于18mm时，Rz=(0.20~0.25)T 式中T—零件尺寸公差
（四）表面质量对零件配合性质的影响 表面比较粗糙时，轮廓峰在工作中被逐渐磨掉， 零件尺寸发生变化，进而影响到配合性质。 一般来说，表面粗糙度应与加工精度相适应：