第14-15讲第四章机械加工表面质量.ppt

1.几何因素 单位面积上刻痕越多，即单位面积的磨粒数越多，刻痕的等高性越好，则磨削表面的粗糙度值越小。 （1）磨削用量对表面粗糙度的影响 V砂轮增大----Ra小 纵向进给量小----Ra小 V工件增大-----Ra大 （2）砂轮粒度和砂轮修整对表面粗糙度的影响 磨粒粒度号大（磨粒细）-----Ra小 磨粒间距小-------Ra小 二、磨削加工后的表面粗糙度 * 第二十六页，共七十页。 2、物理因素对Ra的影响 热多---塑变增加----晶粒拉长、裂纹、堆积 （1）磨削用量 V砂轮增大-----塑变小---------Ra小 V工件增大-----塑变增大-------Ra大 磨深增大-----塑变增大-------Ra大 二、磨削加工后的表面粗糙度 * 第二十七页，共七十页。 2.砂轮的选择 粒度大------Ra小（46—60号） 砂轮硬度----硬度大，磨粒不易脱落，自锐性差，塑变大 砂轮组织——磨粒、结合剂、气孔的比例 砂轮材料 氧化物（刚玉）----磨削钢类件 碳化物（碳化硅，碳化硼）----铸铁，硬质合金 高硬（人造金刚石，立方氮化硼）---极小Ra 二、磨削加工后的表面粗糙度 * 第二十八页，共七十页。 §4-3影响表面层力学物理性能的工艺因素及其改进措施 一. 加工表面层的冷作硬化 机械加工时，工件表面层金属受到切削力的作用产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化，从而使表面层的强度和硬度增加，这种现象称为加工硬化，又称冷作硬化和强化。 1、定义 * 第二十九页，共七十页。 2、影响表面冷作硬化的因素 以切削加工为例： ⑴ 切削用量影响 f↑→切削力↑→塑变↑→冷硬↑ 切削速度影响复杂：（力与热综合作用结果） f 和 v 对冷硬的影响 硬度(HV) 0 f (mm /r) 0.2 0.4 0.6 0.8 v =170(m/min) 135(m/min) 100(m/min ) 50(m/min) 100 200 300 400 工件材料：45 一方面：切削速度v↑→塑变↓→ 冷硬↓ 另一方面：切削热作用时间短， 使冷硬程度有所增加 切削深度影响不大 一. 加工表面层的冷作硬化 * 第三十页，共七十页。 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 磨损宽度VB(mm) 100 180 260 340 硬度(HV) 50钢，v = 40(m/min) f = 0.12～0.2(mm/z) 刀具后刀面磨损对冷硬影响 ⑶ 工件材料 材料塑性↑，冷硬倾向↑ ⑵ 刀具几何形状的影响 切削刃钝圆半径rε↑，冷硬程度↑（其他几 何参数影响不明显） 刀具磨损影响显著（力和热互相作用） 一. 加工表面层的冷作硬化 * 第三十一页，共七十页。 二 .表层金属的金相组织的变化 1.表面层金相组织变化与磨削烧伤的产生 切削加工中，由于切削热的作用，在工件的加工区及其邻近区域产生了一定的温升。产生磨削烧伤现象。 磨削烧伤： 磨削加工时，表面层有很高的温度，当温度达到相变临界点时，表层金属就发生金相组织变化，强度和硬度降低、产生残余应力、甚至出现微观裂纹。同时出现彩色氧化膜 这种现象称为磨削烧伤。 淬火钢在磨削时，由于磨削条件不同，产生的磨削烧伤有三种形式。 * 第三十二页，共七十页。 2. 磨削烧伤的三种形式 淬火烧伤： 磨削时工件表面温度超过相变临界温度（碳钢为720）时，则马氏体转变为奥氏体。在冷却液作用下，工件最外层金属会出现二次淬火马氏体组织。其硬度比原来的回火马氏体高，但很薄，其下为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。由于二次淬火层极薄，表面层总的硬度是降低的，这种现象称为淬火烧伤。 二 .表层金属的金相组织的变化 * 第三十三页，共七十页。 回火烧伤 磨削时，如果工件表面层温度只是超过原来的回火温度，则表层原来的回火马氏体组织将产生回火现象而转变为硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这种现象称为回火烧伤。 退火烧伤 磨削时，当工件表面层温度超过相变临界温度时，则马氏体转变为奥氏体。若此时无冷却液，表层金属空气冷却比较缓慢而形成退火组织。硬度和强度均大幅度下降。这种现象称为退火烧伤。 二 .表层金属的金相组织的变化 * 第三十四页，共七十页。 3.影响磨削烧伤的因素及改善途径 1）砂轮与工件材料 （1)磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃口锋利↑→磨削力↓→磨削区的温度↓ （2)磨削导热性差的材料(耐热钢、轴承钢、不锈钢)↓→磨削烧伤↑ （3)应合理选择砂轮的硬度、结合剂