第八章 机械加工表面质量(4节)

机械加工零件表面质量控制措施机械加工工艺在制造业中起着重要的作用，因为它能够加工出复杂、精确的零件，满足不同行业的需求。

而在机械加工过程中，零件表面的质量是至关重要的，因为它直接影响着零件的功能和使用寿命。

因此，为了保证零件表面的质量，需要采取一些控制措施。

1.合理选择机床和刀具在机械加工过程中，机床和刀具是影响表面质量的重要因素。

因此，首先要合理选择机床和刀具。

在选定机床时，应根据工艺要求和零件的形状、尺寸等参数进行选型。

对于刀具的选择，要考虑到刀具的刃口质量、刃口材料、刃口的几何参数等因素。

只有选择合适的机床和刀具，才能够保证零件表面的质量。

2.控制切削参数切削参数是机械加工过程中影响表面质量的另一个重要因素。

控制切削参数包括切削速度、进给量、切削深度等参数。

切削速度太高容易导致表面粗糙度增加，切削速度太低则会使切削力增大，易导致表面毛刺。

进给量和切削深度过大也会影响表面质量，因为加工过程中会产生振动。

因此，要在机械加工过程中精确控制切削参数，以获得更好的表面质量。

3.合理选择冷却液冷却液的选择对机械加工过程中的表面质量也有很大的影响。

合适的冷却液可以起到冷却、润滑、清洗的作用，从而保证零件表面质量。

在选择冷却液时，要考虑加工的材质、刀具的材质等因素。

如果使用不合适的冷却液，会影响切削质量，甚至还会腐蚀零件表面，影响表面质量。

4.检查和调整机床机床的磨损和松动也会影响表面质量。

因此，在机械加工过程中定期检查和调整机床，以确保机床的精度和稳定性。

对于机床的机床导轨、丝杠等部件，需要进行清洗、润滑和保养。

如果发现机床有磨损和松动现象，需要及时更换零部件或进行维修，以保证机床的正常运行。

5.表面质量检测为了保证机械加工零件的表面质量，还需要对零件进行检测。

表面质量的检测包括表面粗糙度、表面平整度、表面硬度等方面。

通过检测，可以及时发现加工过程中存在的问题，并采取相应的措施进行调整。

同时，也可以对加工零件的表面质量进行评价，为改进加工工艺提供参考。

例: ①滚刀用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆 （近似的刀具轮廓）； ②模数铣刀铣齿（近似的刀具轮廓）； ③用公制丝杆车蜗杆或英制螺纹。 （近似的加工运动）
2.1 机械加工精度
i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34
例1. 在公制车床上车模数为2mm蜗杆时，挂轮计算式为 ：
z1 z2

z3 z4

P(P机 （1 床 蜗丝 杆杆 螺螺 距距 ）） ，若P=6mm，
Z 1 1,1 Z 2 0 7,Z 0 3 8,Z 0 4 1,2 求加0 工后蜗杆螺距
误差是多少？
i
P1=2
P=6
解： i工 机件 (蜗 床杆 丝） 杆 PP螺 1螺 ZZ距 距 21ZZ34 P ห้องสมุดไป่ตู้iP Z Z2 1Z Z3 4P1 71 0 2 800 066.2857
1）主轴回转误差。 纯径向跳动误差 轴向窜动误差 纯角度摆动误差
①主轴纯径向跳动误差对加精度的影响。 产生的主要原因：主轴支承轴颈的圆度误差、轴承工作表面的
圆度误差等。 a. 切削力F的作用方向不变（见图2-5 车外圆的情形)
2
R
1
3
R3
R1 △R
o o′
理论位置
实际位置
R
4
车外圆时它使加工面产生圆度和圆柱度误差。
@加工质量与设备、工艺方法、工艺措施有关。
2.1 机械加工精度
2.1.1 概述 1、机械加工精度(简称加工精度)：是指零件在机械加工后
的几何参数(尺寸、几何形状和表面间相互位置)的实际值和理 论值相符合的程度。
2、加工误差：实际参数与理论参数的差值
2.1 机械加工精度
2.1.2 影响加工精度的因素及其分析 在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相互位置的

2．表面层物理 力学、化学性能
(1)表面粗糙度 (2)表面波度 (3)纹理方向 (4)伤痕——表面上一些个别位置 上出现的缺陷

(1)表面层加工硬化(冷作硬化)。 (2)表面层金相组织变化。
(3)表面层产生残余应力。
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
影响表层残余应力的因素
三、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
第三章 机械加工表面质量
本章学习主要要解决的问题 1. 机械加工表面质量的含义 2. 为什么要控制机械加工表面质量? 3. 哪些因素会影响表面质量? 4. 怎样提高表面质量?
第三章 机械加工表面质量
第一节 加工表面质量及其对使用性能的影响
一、机械加工表面质量的含义
1．表面的几何特征
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。
影响表层残余应力的因素
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 。
• 提高砂轮速度，降低工件转速，减小纵向进给速度——增大单位面 积的磨粒数

砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。 工件转速对表面粗糙度值的影响刚好与砂轮转速的影响相反。工件转速增大，通过加工表面的磨粒数减少，因此表面粗糙度值增大。 砂轮纵向进给量小于砂轮的宽度时，工件表面将被重叠切削，而被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小。
1. 磨削用量对表面粗糙度值的影响
*
2. 非几何因素
（1）工件材料的影响
韧性材料：工件材料韧性愈好，金属塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。 脆性材料：加工脆性材料时，其切削呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
砂轮硬度。太硬，磨粒脱落↓,表面粗糙度增大；太软，磨粒脱落↑,使表面粗糙度值增大。硬度合适、自励性好↑→Ra↓ 砂轮组织。紧密组织在精密磨获得高精度和较小的表面粗糙度值；疏松组织不易堵塞。
砂轮材料。氧化物（刚玉）砂轮磨钢类零件；碳化物（碳化硅、碳化硼）砂轮磨铸铁、硬质合金等；高硬材料（人造金刚石、立方氮化硼）砂轮可获极小表面粗糙度值，成本高。 磨削液。
（4）其它因素的影响
此外，合理使用冷却润滑液，适当增大刀具的前角，提高刀具的刃磨质量等，均能有效地减小表面粗糙度值。振动
（3）进给量的影响
减小进给量f固然可以减小表面粗糙度值，但进给量过小，表面粗糙度会有增大的趋势。
*
影响切削加工表面粗糙度的因素
刀具几何形状
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（2）切削速度的影响
加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响（对积屑瘤和鳞刺的影响）。加工脆性材料，切削速度影响不大。 此外，切削速度越高，塑性变形越不充分，表面粗糙度值越小 选择低速宽刀精切和高速精切，可以得到较小的表面粗糙度。