数控技术及应用教案及讲稿 下部分：数控加工工艺 b.设辅助支承，提高局部刚度，如细长轴加工时采用跟刀架，提高切削的刚度。 C. 采用合理的装夹方法，在夹具设计或工件装夹时，必须尽量减少弯曲力矩。 采用补偿或转移变形的方法。 零件 如粗、 重新分布，保 证工件充分变形，再经精加工 对T生进行热处理和时动外理 ③减少工艺系统受热变形的措施 机床结构设计采用对称式结构 b. 采用主动控制方式均衡关健件的温度。 C. 采用切削液进行冷 d. 加工时先机床空转 一段时间，使之达到热平衡状态后再加工。 e. 2.6.3 表面质量对零件使用性能的影响 (1)对零件耐磨性 的影 分单面积王的应力 面存在着凹凸不 两 对运动的 的受力 凸峰接触部 损越快 般情况下， 表面 度 小的表面磨拉 但表面粗 不是越小越女 容易造成干摩携 ”R才 小， 贮油能力差 导致耐磨性下降。表面粗度的最佳值为凡，0.3~1.2m。另 外，表面硬度高，也可提高耐磨性。 工件表面在 加工过程中产生强烈的塑性变形后 其强度、硬度都得到提 可并达到 定深度 人表面 度，增加了表层的接触刚 定限度，过度的硬化会使表面产生 （2)对零件疲度的影 ①表面粗糙度值对零件疲劳强度有较大的影响。表面上微观不平的凹谷处，在交变载荷作用 下容易形成应力集中，产生和加剧疲劳裂纹以致疲劳破坏。因此减小表面粗糙度值，可提高零件的 疲劳强度。重要零件的应力集中区域，其表面应采用精磨甚至抛光方法来减小其表面相糙度值。 ②表面层在加工或热处理讨程中会产生残余的拉应力成压应力。当工作载荷产生的拉应力与 残余拉应力叠加后大于材料的强度时，表面就会产生疲劳裂纹。而工件的表面残余压应力可以抵消 部分工作拉应力，防止产生表面裂纹，从而提高零件的疲劳强度。在交变载荷下工作的零件，一般 需要其表面具有很高 的衣 腐蚀介质有很大的接触面 吸附在 表面上的腐蚀性气体或液 经过桔磨、 研底 的 条件差 不易积 以不易腐 (3)对零件配合性质的影响 在间隙配合中，如果零件的配合表面粗糙，使表面项峰部分产生很大的剪切压力，在开始运转 时即被剪断，工作过程中的初期磨损量大，使配合间隙增大。在过盈配合中，如果零件的配合表面 粗糙，装配时表面上的凸峰被挤平，使有效过盈量减少，降低了过盈配合的强度，同样也降低了配 合精度。因此，为了提高配合的稳定性，对有配合要求的表面都必须规定较小的粗糙度值。 2.6.4影响表面粗糙度的因素及改进措的 零件在切削加 加 工过程甲 和度的 影响表 1)工件材料 般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度较大，而韧性较小的塑性材料加工后易得到较小 的表面粗糙度。对于同种材料，其晶粒组织越大，加工表面粗糙度越大。因此， 为了减小加工表面 粗糙度，常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较大的硬度。 兰州交通大学机电工程学院 数控技术及应用教案及讲稿 下部分：数控加工工艺 兰州交通大学机电工程学院 5 b. 设辅助支承，提高局部刚度，如细长轴加工时采用跟刀架，提高切削的刚度。 c. 采用合理的装夹方法，在夹具设计或工件装夹时，必须尽量减少弯曲力矩。 d. 采用补偿或转移变形的方法。 ② 减少和消除内应力的方法 a. 合理设计零件结构，设计零件时尽量简化零件结构、减小壁厚差、提高零件刚度。 b. 合理安排工艺过程，如粗、精加工分开，使粗加工后有充足的时间让内应力重新分布，保 证工件充分变形，再经精加工后，就可减少变形误差。 c. 对工件进行热处理和时效处理。 ③ 减少工艺系统受热变形的措施 a. 机床结构设计采用对称式结构。 b. 采用主动控制方式均衡关键件的温度。 c. 采用切削液进行冷却。 d. 加工前先让机床空转一段时间，使之达到热平衡状态后再加工。 e. 改变刀具及切削参数。 f. 大型或长工件，在夹紧状态下应使其末端能自由伸缩。 2.6.3 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 由于加工后零件表面存在着凹凸不平，当两个作相对运动的零件受力作用时，凸峰接触部 分单位面积上的应力就张大，表面越粗糙，实际接触面积越小，凸峰处单位面积上的应力也越大， 磨损越快。一般情况下，表面粗糙度值小的表面磨损的越慢些，但表面粗糙度不是越小越好， Ra 太 小，贮油能力差，容易造成干摩擦，导致耐磨性下降。表面粗糙度的最佳值为 Ra =0.3～1.2mm。另 外，表面硬度高，也可提高耐磨性。 ② 工件表面在加工过程中产生强烈的塑性变形后，其强度、硬度都得到提高并达到一定深度。 这种现象称为冷作硬化，表面层的冷作硬化提高了表面的硬度，增加了表层的接触刚度，减少了摩 擦表面间发生弹性变形和塑性变形的可能性，使金属之间的咬合现象减小，耐磨性提高，冷作硬化 程度越高，其耐磨性越好。但有一定限度，过度的硬化会使表面产生细小的裂纹及剥落，加剧磨损。 （2）对零件疲劳强度的影响 ① 表面粗糙度值对零件疲劳强度有较大的影响。表面上微观不平的凹谷处，在交变载荷作用 下容易形成应力集中，产生和加剧疲劳裂纹以致疲劳破坏。因此减小表面粗糙度值，可提高零件的 疲劳强度。重要零件的应力集中区域，其表面应采用精磨甚至抛光方法来减小其表面粗糙度值。 ② 表面层在加工或热处理过程中会产生残余的拉应力或压应力。当工作载荷产生的拉应力与 残余拉应力叠加后大于材料的强度时，表面就会产生疲劳裂纹。而工件的表面残余压应力可以抵消 部分工作拉应力，防止产生表面裂纹，从而提高零件的疲劳强度。在交变载荷下工作的零件，一般 需要其表面具有很高的残余压应力。 ③ 表面粗糙度值大的表面与腐蚀介质有很大的接触面积，吸附在表面上的腐蚀性气体或液体 也越多，而且凹谷中容易积留腐蚀介质并通过凹谷向内部渗透，凹谷越深尤其有裂纹时，腐蚀作用 越强烈，而经过精磨、研磨及抛光的表面由于光滑，表面积聚腐蚀介质的条件差甚至不易积聚，所 以不易腐蚀。 （3）对零件配合性质的影响 在间隙配合中，如果零件的配合表面粗糙，使表面顶峰部分产生很大的剪切压力，在开始运转 时即被剪断，工作过程中的初期磨损量大，使配合间隙增大。在过盈配合中，如果零件的配合表面 粗糙，装配时表面上的凸峰被挤平，使有效过盈量减少，降低了过盈配合的强度，同样也降低了配 合精度。因此，为了提高配合的稳定性，对有配合要求的表面都必须规定较小的粗糙度值。 2.6.4 影响表面粗糙度的因素及改进措施 零件在切削加工过程中，由于刀具几何形状和切削运动引起的残留面积、黏结在刀具刃口上的 积屑瘤划出的沟纹、工件与刀具之间的振动引起的振动波纹以及刀具后刀面磨损造成的挤压与摩擦 痕迹等原因，使零件表面上形成了粗糙度。影响表面粗糙度的工艺因素主要有工件材料、切削用量、 刀具几何参数及切削液等。 （1）工件材料 一般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度较大，而韧性较小的塑性材料加工后易得到较小 的表面粗糙度。对于同种材料，其晶粒组织越大，加工表面粗糙度越大。因此，为了减小加工表面 粗糙度，常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较大的硬度