TOP25【毕业设计】影响机械加工表面质量的因素及采取的措施.doc文档免费在线阅读

超精加工超精加工是用细粒度油石，在较低的压力和良好的冷却润滑条件下，以快而短促的往复运动，对低速旋转的工件进行振动研磨的种微量磨削加工方法。

超精加工在加工时有三种运动，即工件的低速回转运动磨头的轴向进给运动和油石的往复振动。

三种运动的合成使磨粒在工件表面上形成不重复的轨迹。

超精加工的切削过程与磨削研磨不同，当工件粗糙表面被磨去之后，接触面积大大增加，压强极小，工件与油石之间形成油膜，二者不再直接接触，油石能自动停止磨削。

超精加工的加工余量般为，所以它难以修正工件的尺寸误差及形状误差，也不能提高表面间的相互位置精度，但可以降低表面粗糙度值，能得到表面粗糙度为的表面。

目前，超精加工能加工各种不同材料，如钢铸铁黄铜铝陶瓷玻璃花岗岩等，能加工外圆内孔平面及特殊轮廓表面，广泛用于对曲轴凸轮轴刀具轧辊轴承精密量仪及生鳞刺，使加工表面的粗糙度增加。

磨削表面层金相组织变化磨削烧伤磨削表面层金相组织变化与磨削烧伤机械加工过程中产生的切削热会使得工件的加工表面产生剧烈的温升，当温度超过工件材料金相组织变化的临界温度形成硬度很高的积屑瘤，它可以代替刀具进行切削，但状态极不稳定，积屑瘤生成长大和脱落将严重影响加工表面的表面粗糙度值。

另外，在切削过程中由于切屑和前刀面的强烈摩擦作用以及撕裂现象，还可能在加工表面上产产生残余压应力的加工方法。

在切削加工过程中，刀具对工件的挤压和摩擦使金属材料发生塑性变形，引起原有的残留面积扭曲或沟纹加深，增大表面粗糙度。

当采用中等或中等偏低的切削速度切削塑性材料时，在前刀面上容易作表面的具体工作条件和可能的损坏形式。

在交变载荷作用下，机器零件表面上的局部微观裂纹，会因拉应力的作用使原生裂纹扩大，最后导致零件断裂。

从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑，该表面最终工序应选择能在该表面相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容的变化必然要受到与相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。

工件主要工作表面最终工序加工方法的选择。

选择零件主要工作表面最终工序加工方法，须考虑该零件主要工件。

正确选择砂轮合理选择切削用量改善冷却条件。

表面层残余应力。

产生残余应力的原因切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生，使表面金属的比容加大切削加工中，切削区会有大量的切削热产生不同金残余应力产生甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。

改善磨削烧伤的途径磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤由两个途径是尽可能地减少磨削热的产生二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工金相组织变化。

当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。

磨削烧伤当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有硬层深度减小。

切削速度增大后，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了，将使冷硬程度增加。

进给量增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。

工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。

表面层材料，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。

刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。

切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷。

另外，由于磨削温度高，合理使用切削液既可以降低磨削区的温度，减少烧伤，还可以冲去脱落的磨粒和切屑，避免划伤工件，从而降低表面粗糙度值。

影响工件表面物理机械性能的因素表面层冷作硬化。

切削刃钝圆半径增大行无进给磨削，以获得表面粗糙度值很小的表面。

工件材料工件材料的硬度塑性导热性等对表面粗糙度的影响较大。

塑性大的软材料容易堵塞砂轮，导热性差的耐热合金容易使磨料早期崩落，都会导致磨削表面粗糙度增大都会增加，磨削表面塑性变形程度增大，从而会增大表面粗糙度值。

为在保证加工质量的前提下提高磨削效率，可将要求较高的表面的粗磨和精磨分开进行，粗磨时采用较大的径向进给量，精磨时采用较小的径向进给量，最后进低，工件与砂轮的接触时间长，传到工件上的热量增多，反面会增大粗糙度，还可能增加表面烧伤。

增大磨削深度和纵向进给量，工件的塑性变形增大，会导致表面粗糙度值增大。

径向进给量增加，磨削过程中磨削力和磨削温度金属厚度减少，工件表面的残留面积减少同时提高砂轮速度还能减少工件材料的塑性变形，这些都可使加工表面的表面粗糙度值降低。

降低工件速度，单位时间内通过加工表面的磨粒数增多，表面粗糙度值减小但工件速度太，所以要选择合适的砂轮硬度。

砂轮的修整质量越高，砂轮表面的切削微刃数越多各切削微刃的等高性越好，磨削表面的粗糙度越小。

磨削用量的影响增大砂轮速度，单位时间内通过加工表面的磨粒数增多，每颗磨粒磨去的愈长愈好砂轮的硬度太高，磨削时磨粒不易脱落，使加工表面受到的摩擦挤压作用加剧，从而增加了塑性变形，使得表面粗糙度增大，还易引起烧伤但砂轮太软，磨粒太易脱落，会使磨削作用减弱，导致表面粗糙度增加，愈长愈好砂轮的硬度太高，磨削时磨粒不易脱落，使加工表面受到的摩擦挤压作用加剧，从而增加了塑性变形，使得表面粗糙度增大，还易引起烧伤但砂轮太软，磨粒太易脱落，会使磨削作用减弱，导致表面粗糙度增加，所以要选择合适的砂轮硬度。

砂轮的修整质量越高，砂轮表面的切削微刃数越多各切削微刃的等高性越好，磨削表面的粗糙度越小。

磨削用量的影响增大砂轮速度，单位时间内通过加工表面的磨粒数增多，每颗磨粒磨去的金属厚度减少，工件表面的残留面积减少同时提高砂轮速度还能减少工件材料的塑性变形，这些都可使加工表面的表面粗糙度值降低。

降低工件速度，单位时间内通过加工表面的磨粒数增多，表面粗糙度值减小但工件速度太低，工件与砂轮的接触时间长，传到工件上的热量增多，反面会增大粗糙度，还可能增加表面烧伤。

增大磨削深度和纵向进给量，工件的塑性变形增大，会导致表面粗糙度值增大。

径向进给量增加，磨削过程中磨削力和磨削温度都会增加，磨削表面塑性变形程度增大，从而会增大表面粗糙度值。

为在保证加工质量的前提下提高磨削效率，可将要求较高的表面的粗磨和精磨分开进行，粗磨时采用较大的径向进给量，精磨时采用较小的径向进给量，最后进行无进给磨削，以获得表面粗糙度值很小的表面。

工件材料工件材料的硬度塑性导热性等对表面粗糙度的影响较大。

塑性大的软材料容易堵塞砂轮，导热性差的耐热合金容易使磨料早期崩落，都会导致磨削表面粗糙度增大。

另外，由于磨削温度高，合理使用切削液既可以降低磨削区的温度，减少烧伤，还可以冲去脱落的磨粒和切屑，避免划伤工件，从而降低表面粗糙度值。

影响工件表面物理机械性能的因素表面层冷作硬化。

切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。

刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。

切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度减小。

切削速度增大后，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了，将使冷硬程度增加。

进给量增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。

工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。

表面层材料金相组织变化。

当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。

磨削烧伤当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。

改善磨削烧伤的途径磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤由两个途径是尽可能地减少磨削热的产生二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。

正确选择砂轮合理选择切削用量改善冷却条件。

表面层残余应力。

产生残余应力的原因切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生，使表面金属的比容加大切削加工中，切削区会有大量的切削热产生不同金相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容的变化必然要受到与相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。

工件主要工作表面最终工序加工方法的选择。

选择零件主要工作表面最终工序加工方法，须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的损坏形式。

在交变载荷作用下，机器零件表面上的局部微观裂纹，会因拉应力的作用使原生裂纹扩大，最后导致零件断裂。

从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑，该表面最终工序应选择能在该表面产生残余压应力的加工方法。

在切削加工过程中，刀具对工件的挤压和摩擦使金属材料发生塑性变形，引起原有的残留面积扭曲或沟纹加深，增大表面粗糙度。

当采用中等或中等偏低的切削速度切削塑性材料时，在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤，它可以代替刀具进行切削，但状态极不稳定，积屑瘤生成长大和脱落将严重影响加工表面的表面粗糙度值。

另外，在切削过程中由于切屑和前刀面的强烈摩擦作用以及撕裂现象，还可能在加工表面上产生鳞刺，使加工表面的粗糙度增加。

磨削表面层金相组织变化磨削烧伤磨削表面层金相组织变化与磨削烧伤机械加工过程中产生的切削热会使得工件的加工表面产生剧烈的温升，当温度超过工件材料金相组织变化的临界温度时，将发生金相组织转变。

在磨削加工中，由于多数磨粒为负前角切削，磨削温度很高，产生的热量远远高于切削时的热量，而且磨削热有传给工件，所以极容易出现金相组织的转变，使得表面层金属的硬度和强度下降，产生残余应力甚至引起显微裂纹，这种现象称为磨削烧伤。

产生磨削烧伤时，加工表面常会出现黄褐紫青等烧伤色，这是磨削表面在瞬时高温下的氧化下膜颜色。

不同的烧伤色，表明工件表面受到的烧伤程度不同。

磨削淬火钢时，工件表面层由于受到瞬时高温的作用，将可能产生以下三种金相组织变化如果磨削表面层温度未超过相变温度，但超过了马氏体的转变温度，这时马氏体将转变成为硬度较