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机械加工表面质量的影响因素;01.机械加工表面质量的影响因素-01.影响加工表面层冷作硬化的因素;弱化:机械加工过程中产生的切削热,将使金属在塑性变形中产生的冷硬现象得到恢复的现象(金属冷作硬化的结果,使金属处于高能位不稳定状态,只要一有条件,金属的冷硬结构本能地向比较稳定的结构转化)
注意:金属在机械加工过程中同时受到力因素和热因素的作用,机械加工后表面层金属的最后性质取决于强化和弱化两个过程的综合。;影响车、刨、铣等加工表面冷作硬化的因素——从变形和热两方面考虑
1)被加工材料性能的影响——工件材料的塑性越大,冷硬倾向越大
如低碳钢;但有色合金金属的熔点低容易弱化,冷作硬化现象比钢材轻得多。
2)切削用量的影响——进给量f和切削速度v的影响为最大,切削深度ap对表层金属冷作硬化的影响不大
切削速度对冷硬程度的影响是力因素和热因素综合作用的结果,视具体情况而定。
3)刀具几何形状的影响——切削刃钝圆半径增大,表层金属的塑性变形程度加剧,冷硬增大。
为减小冷作硬化程度应注意保持刀具切刃锋利。;影响磨削加工表面冷作硬化的因素——仍然从变形和热两方面考虑
1)加工材料性能的影响——塑性越大,导热性差,冷硬倾向大。
2)磨削用量的影响——磨削深度大,纵向进给速度大,工件转速高,冷硬倾向大;磨削速度高,冷硬程度小。
3)砂轮粒度的影响——砂轮粒度大,冷硬程度小。;
机械加工表面金相组织的变化
主要存在于磨削加工——因磨削温度高,超过工件材料金相组织变化的临界点将发生表面金相组织的变化
磨削淬火钢时,表层金属可能产生以下三种金相组织变化:
1)回火烧伤——工件加工区温度超过马氏体转变温度,表层硬度降低
2)淬火烧伤——工件加工区温度超过相变温度且有冷却液急冷,表层硬度升高
3)退火烧伤——工件加工区温度超过相变温度但没有冷却液冷却,表层硬度降低;改善磨削烧伤的工艺途径——从降低切削温度考虑
1)正确选择砂轮——从导热性、砂轮硬度、组织、结合剂等方面考虑
2)合理选???磨削用量——ap对烧伤影响最大;加大横向进给量有利于减轻烧伤;同时提高砂轮速度和工件速度可避免烧伤;
3)改善冷却条件
4)使用开槽砂轮;表层金属的残余应力——拉应力或者压应力
(一)残余应力产生的原因
1)冷塑性变形——使表层产生压缩残余应力,里层产生拉伸残余应力。
原因:加工表面受刀具或砂轮磨粒的挤压和摩擦,产生拉伸塑性变形,此时里层金属处于弹性变形状态,切削后里层金属趋于弹性恢复,但受到已产生塑性变形的表层金属牵制
2)热塑性变形——表层产生拉伸残余应力,里层产生压缩残余应力。
原因:切削和磨削过程中,表层的温度比里层高,表层的热膨胀较大;加工后零件冷却至室温时,表层金属体积的收缩受到里层的牵制。
3)相变引起的体积变化
金相组织的变化引起表层金属的比容增大,则表层金属将产生压缩残余应力,而里层金属产生拉伸残余应力;
金相组织的变化引起表层金属的比容减小,则表层金属产生拉伸残余应力,而里层金属产生压缩残余应力。;(二)影响切削加工表层金属产生残余应力的工艺因素
从工艺过程中冷塑性变形、热塑性变形、相变谁占主导作用考虑
1.切削速度和工件材料的影响
低速切削易产生残余拉应力,高速时可能产生残余压应力
2.前角的影响
1)较大正前角车刀加工表面易产生拉伸残余应力
2)前角由正变负,表层残余拉伸应力变小;负前角很大时表层产生压应力
(三)影响磨削加工表层金属产生残余应力的工艺因素
1)磨削用量——ap影响最大
ap很小时,表层为残余压应力,增大ap——表面表现为残余拉应力,且数值随ap增大而逐渐增大
2)工件材料的影响
工件材料强度越高、塑性越低、导热性越差——产生残余拉应力的倾向越大;THANKS
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