第9章 节 已加工表面质量 切削原理课件PPT.ppt

3切削深度ap 一般来说，切削深度对加工表面粗糙度的影响是不明显的，在实际工作中可以忽略不计。但当aplt;0.02～0.03mm时，由于刀刃不是绝对尖锐而是有一定的圆弧半径，这时正常切削就不能进行，常挤压滑过加工表面而切不下切屑而将在加工表面上引起附加的塑性变形，从而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能选用过小的切削深度。但过大的切削深度也会因切削力、切削热剧增而影响加工精度和表面质量。 4切削液 切削液的冷却和润滑作用，能减小切削过程的界面摩擦，降低切削区温度，从而减少了切削过程的塑性变形并抑制积屑瘤和鳞刺的生长，因此对减小加工表面粗糙度有利。 三被加工材料 一般来说，材料韧性越好，塑性变形倾向越大，在切削加工中，表面粗糙度就越大。被加工材料对表面粗糙度的影响与其金相组织状态有关。 四工艺系统的精度和刚度 加工后的表面粗糙度要低，必须有高运动精度的机床和高刚度的工艺系统，有较强的抗振性，否则即使有很好的刀具，选择最佳的切削用量也很难获得高质量的加工表面。 降低表面粗糙度的措施 第四节 加工硬化 已加工表面表层金属硬度高于里层金属硬度的现象 加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬以致轧不动，因而需在加工过程中安排中间退火，通过加热消除其加工硬化。 又如在切削加工中使工件表层脆而硬，从而加速刀具磨损、增大切削力等。 但有利的一面是，它可提高金属的强度、硬度和耐磨性，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。 如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等，就是利用冷加工变形来提高其强度和弹性极限。又如坦克和拖拉机的履带、破碎机的颚板以及铁路的道岔等也是利用加工硬化来提高其硬度和耐磨性的。 加工硬化在机械工程中的作用是：①经过冷拉、滚压和喷丸（见表面强化）等工艺，能显着提高金属材料、零件和构件的表面强度；②零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度；③金属零件或构件在冲压时，其塑性变形处伴随着强化，使变形转移到其周围未加工硬化部分。经过这样反复交替作用可得到截面变形均匀一致的冷冲压件；④可以改进低碳钢的切削性能，使切屑易于分离。 但是加工硬化也给金属件进一步加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中，加工硬化使工件表层脆而硬，再切削时增加切削力，加速刀具磨损等。 加工表面严重变形层内金属晶格拉长、挤紧、扭曲、碎裂，使表层组织硬化 1）第一变形区扩展引起的已加工表面塑性变形 2）刀刃钝圆引起的已加工表面附加塑性变形 3）切削温度引起的弱化（硬度下降） ◆ 硬化程度 （3-13） 式中 H —— 硬化层显微硬度（HV）； H0 —— 基体层显微硬度（HV）。 ◆ 硬化层深度 指硬化层深入基体的距离Δhd（μm） 加工硬化产生原因课本150面 加工硬化度量 距表面深度 HV H 0 hi H0 图3-24 加工硬化与表面深度的关系 影响表面层冷作硬化的因素 1 ．刀具 刀具的刃口圆角和后刀面的磨损对表面层的冷作硬化有很大影响，刃口圆角和后刀面的磨损量越大，冷作硬化层的硬度和深度也越大。 前角越大，金属变形越小，硬化深度越小 2．被加工材料 被加工材料的硬度越低和塑性越大，则切削加工后其表面层的冷作硬化现象越严重。 含碳越少，塑性越大，硬化严重 　3．切削用量 在切削用量中，影响较大的是切削速度 V C和进给量 f。 当 V C增大时，则表面层的硬化程度和深度都有所减小。这是由于一方面切削速度增大会使温度增高，有助于冷作硬化的回复；另一方面由于切削速度的增大，刀具与工件接触时间短 ,使工件的塑性变形程度减小。 但V C增大到一定大小时，变形速度超过弱化速度，切削温度超过相变温度，工件变形程度增大。 当进给量 f增大时，则切削力增大，塑性变形程度也增大，因此表面层的冷作硬化现象也严重。但当 f较小时，由于刀具的刃口圆角在加工表面上的挤压次数增多，因此表面层的冷作硬化现象也会增大。 ◆ 减小切削变形：提高切速，加大前角，减小刃口半径等 ◆ 减小摩擦：如加大后角，提高刀具刃磨质量等 ◆ 进行适当的热处理 加工硬化的控制 第五节 残余应力 残余应力概念 未施加任何外力作用情况下，材料内部保持平衡而存在的应力。 残余应力种类及影响 ◆ 残余张应力： 易使加工表面产生裂纹，降低零件疲劳强度 ◆ 残余压应力： 有利于提高零件疲劳强度 ◆ 残余应力分布不均： 会使工件发生变形，影响形状和尺寸精度 ◆ 热塑变形效应：表层张应力，里层压应力 ◆ 机械应力