1 機械加工表面質量對機器使用性能的影響
1.1 表面質量對耐磨性的影響
1.1.1 表面粗糙度對耐磨性的影響
一個剛加工好的摩擦副的兩個接觸表面之間,最初階段只在表面粗糙的的峯部接觸,實際接觸面積遠小於理論接觸面積,在相互接觸的峯部有非常大的單位應力,使實際接觸面積處產生塑性變形、彈性變形和峯部之間的剪切破壞,引起嚴重磨損。
1.1.2 表面冷作硬化對耐磨性的影響
加工表面的冷作硬化使摩擦副表面層金屬的顯微硬度提高,故一般可使耐磨性提高。但也不是冷作硬化程度愈高,耐磨性就愈高,這是因爲過分的冷作硬化將引起金屬組織過度疏鬆,甚至出現裂紋和表層金屬的剝落,使耐磨性下降。
1.2 表面質量對疲勞強度的影響
金屬受交變載荷作用後產生的疲勞破壞往往發生在零件表面和表面冷硬層下面,因此零件的表面質量對疲勞強度影響很大。
1.2.1 表面粗糙度對疲勞強度的影響
在交變載荷作用下,表面粗糙度的凹谷部位容易引起應力集中,產生疲勞裂紋。表面粗糙度值愈大,表面的紋痕愈深,紋底半徑愈小,抗疲勞破壞底能力就愈差。
1.2.2 殘餘應力、冷作硬化對疲勞強度的影響
餘應力對零件疲勞強度的影響很大。表面層殘餘拉應力將使疲勞裂紋擴大,加速疲勞破壞;而表面層殘餘應力能夠阻止疲勞裂紋的擴展,延緩疲勞破壞的產生表面冷硬一般伴有殘餘應力的產生,可以防止裂紋產生並阻止已有裂紋的擴展,對提高疲勞強度有利。
1.3 表面質量對耐蝕性的影響
零件的耐蝕性在很大程度上取決於表面粗糙度。表面粗糙度值愈大,則凹谷中聚積腐蝕性物質就愈多。抗蝕性就愈差。
1.4 表面質量對配合質量的影響
表面粗糙度值的大小將影響配合表面的配合質量。對於間隙配合,粗糙度值大會使磨損加大,間隙增大,破壞了要求的配合性質。對於過盈配合,裝配過程中一部分表面凸峯被擠平,實際過盈量減小,降低了配合件間的連接強度。
2 影響表面粗糙度的因素
2.1 切削加工影響表面粗糙度的因素
2.1.1 刀具幾何形狀的復映
刀具相對於工件作進給運動時,在加工表面留下了切削層殘留面積,其形狀時刀具幾何形狀的復映。減小進給量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑,均可減小殘留面積的高度。
此外,適當增大刀具的前角以減小切削時的塑性變形程度,合理選擇潤滑液和提高刀具刃磨質量以減小切削時的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成,也是減小表面粗糙度值的有效措施。
2.1.2 工件材料的性質
加工塑性材料時,由刀具對金屬的擠壓產生了塑性變形,加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。工件材料韌性愈好,金屬的塑性變形愈大,加工表面就愈粗糙。加工脆性材料時,其切屑呈碎粒狀,由於切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點,使表面粗糙。
2.1.3 切削用量
2.2 磨削加工影響表面粗糙度的因素
正像切削加工時表面粗糙度的形成過程一樣,磨削加工表面粗糙度的形成也時由幾何因素和表面金屬的塑性變形來決定的'。
影響磨削表面粗糙的主要因素有:
砂輪的粒度;砂輪的硬度;砂輪的修整;磨削速度;磨削徑向進給量與光磨次數;工件圓周進給速度與軸向進給量
冷卻潤滑液
3 影響加工表面層物理機械性能的因素
在切削加工中,工件由於受到切削力和切削熱的作用,使表面層金屬的物理機械性能產生變化,最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化和殘餘應力的產生。由於磨削加工時所產生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時更嚴重,因而磨削加工後加工表面層上述三項物理機械性能的變化會很大。