机械制造基础 教案 作者 许晶 34.docVIP

机械制造基础课程教案用纸 教学环节 教 学 内 容 备 注 组织教学 复习提问 导 言 讲授新课 新课 新课 新课 小 结 清点人数 1、工艺系统的几何误差 2、工艺系统的受力变形 3、工艺系统的热变形 零件的加工质量，不仅仅指加工精度，还有表面质量。产品的工作性能，在很大程度上取决于零件的表面质量。随着科学技术的发展，产品对零件的工作性能和可靠性的要求越来越高了。研究加工表面质量，就是要研究零件表面粗糙度和其表面层内的状态，就是要掌握机械加工中各种工艺冈素对加工质量影响的规律，以便控制加工过程，最终达到提高加工表面质量，提高产品的工作性能的目的。 6.2机械加工表面质量分析 加工表面质量的概念 1．表面质量的含义 加工表面质量包含下面两个方面的内容 （1）表面几何形状特征 经任何机械加工方法加工后得到的加工表面都不可能是绝对理想的表面，总有峰谷交替的小波纹，偏离理想的光滑表面而形成微小的几何形状误差，按加工表面特征，可分为： l）表面粗糙度，是指加工表面的微观形状误差。表面的微观不平的波长L与波高H的比值L／H＜50 2）表面波度，是指加工表面微观不平的波长L与波高H之比在50～1000之间的周期性形状误差。一般是由加工中的低频振动引起的。目前尚无国家标准。 3）表面伤痕，是指在加工表面上一些个别位置上出现的缺陷。例如砂眼、气孔、裂痕等。 （2）表面层的物理学性能 加工过程中，由于挤压力、摩擦力及切削热的作用，还会使工件表层物理、力学性能产生变化，以及在某些情况下产生化学性质的变化，主要有以下几个方面： 1）表面层加工硬化（冷作硬化）。加工后表面层强度、硬度提高的现象。 2）表面层金相组织改变。加工后表面层的金相组织发生改变，不同于基体组织。 3）表面层产生的残余应力。加工后残存在工件表面层与基体问的应力。 2.表面质量对零件使用性的影响 （l）表面质量对零件耐磨性的影响 ①表面粗糙度的影响 ②表面硬化的影响 ③金相组织变化的影响 （2）表面质量对零件疲劳强度的影响 ①表面粗糙度的影响 ②加工硬化的影响 ③残余应力的影响 3.表面质量对配合精度的影响 相互配合的零件间的配合关系是用间隙值或过盈量来表示的。对于间隙配合，若表面粗糙度过大，初期磨损量较大，而增大配合间隙，改变配合性质，降低配合精度。对于过盈配合，若表面粗糙度过大，两配合表面的凸峰容易被挤平，而减少配合的实际过盈量，降低配件表面的结合强度。 4.表面质量对零件的耐腐蚀性的影响 （1）表面粗糙度的影响 （2）表面层残余应力的影响 二、 影晌加工表面粗糙度的工艺因素及其控制措施 1．磨削时表面粗糙皮的形成 （l）几何因素 磨削表面是由砂轮上大量的磨粒挤压、刻划出的无数条压痕和沟槽形成的。因而，在单位面积上，这种压迹、刻痕越多．其深度越均匀,表明通过单位面积的磨粒数越多，表面粗糙度就值越小。 （2）物理因素 引起磨削表面粗糙度的物理因素即表面层金属的理性变形。在磨削加工中，由于磨粒不规则，大多为负前角，磨刃很不锋利，且磨削速度很高，磨削比压大，磨削温度高，使工件表面产生较大的塑性变形，增大了表面粗糙度值。 2．影响磨削表面粗糙度的因素及其控制措施 （l）砂轮粒度的影响 砂轮粒度号越大，磨粒的粒度越细，砂轮表面单位面积上的磨粒就越多，磨削表面刻痕越细，表面粗糙度就越小。但砂轮粒度号也不宜过大，否则，会引起砂轮塞屑，使削磨性能降低，引起烧伤，增大表面粗糙度。 （2）砂轮硬度的影响 砂轮的硬度是指磨脱在磨削力作用下，从砂轮上脱落下来的难易程度。 （3）砂轮修整质景的影响 砂轮的修整是恢复砂轮的正确形状与磨削能力。 （4）磨削用量的影响 提高砂轮速度有利于减小磨削表面粗糙度。砂轮速度越大，单位时间内参与切削的磨粒越多，残余面积减小。 三、影响零件表面层物理力学性能的主要因素及其控制措施 机械加工中、工件受切削力和切削热的作用，金属表面层的物理力学性能会产生很大的变化，造成表面层与基体材料的性能发生较大差异。主要表现为表向法金属显微硬度变化，金相细织的变化和表面层金属中产生残余应力 1．表面层的加工硬化 （l）加上硬化产生的原因 机械加工过程中，工件表面层受切削力作用，产生塑性变形，使品格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移,晶粒被拉长，形成纤维状组织,使表面层金属的硬度增加，这种现象称为加工硬化或冷作硬化。表面蘑金属硬化后。金属变形阻力增大，金属塑性减小，其物理力学性能也发生变化。 （2）加工硬化的表示方法 评定加工硬化的指标有三项： l）表面层金属的显微硬度HV；2）硬化层深度ん（um）； 3）硬化程度N。 （3）影响加工硬化的因素 ①刀具几何形状的影响 ②切削用量的影响 ③被加工材料的影响 2.表层残余应力 （1）表层残余应力产生的