机械加工表面质量及其控制

第3章 机械加工表面质量及其控制

本章要点

表面质量及对使用性能影响

影响表面粗糙度工艺因素

影响表层物理性能工艺因素 机械加工中的振动

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机械加工表面质量及其控制

机械制造工艺学

第3章 机械加工表面质量及其控制

Analysis and Control of Machining Surface Quality

3.1 加工表面质量及其对使用 性能的影响

Machining Surface Quality and its Influence to Use Performance

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机械加工表面质量及其控制

3.1.1 加工表面质量概念

加工表面质量

表面粗糙度 表面几何形状精度 波度 纹理方向

表面质量

表面缺陷层

伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）

表层加工硬化

表层金相组织变化

表层残余应力

加工质量包含的内容

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机械加工表面质量及其控制

3.1.1 加工表面质量概念

加工表面的几何形貌

表面粗糙度 — 波长/波高＜50 波度 — 波长/波高=50～1000；且具有周期特性 宏观几何形状误差（平面度、圆度等）—波长/波高＞1000 纹理方向－表面刀纹形式 表面缺陷－如划痕、砂眼、气孔、裂纹等

是加工表面个别位置出现的缺陷

Hλ λ RZ

RZ

a）波度

b）表面粗糙度

零件加工表面的粗糙度与波度

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3.1.1 加工表面质量概念

无氧铜镜面三 维形貌及表面 轮廓曲线

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3.1.1 加工表面质量概念

加工纹理方向及其符号标注

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机械加工表面质量及其控制

3.1.1 加工表面质量概念

表面层金属力学物理性能和化学性能

表面层金属冷作硬化 表面层金属金相组织变化

表面层金属残余应力

加工变质层模型

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机械加工表面质量及其控制

3.1.2 表面质量对零件使用性能的影响

表面质量对零件耐磨性的影响 表面粗糙度对零件耐磨性的影响

表面粗糙度太大和太小都不耐磨。 表面粗糙度太大，接触表面的实际 压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、 挤裂、切断，故磨损加剧； 表面粗糙度太小，也会导致磨损加 剧。因为表面太光滑，存不住润滑油， 接触面间不易形成油膜，容易发生分 子粘结而加剧磨损。 表面粗糙度的最佳值与机器零件的 工作情况有关

初始磨损量

重载荷

轻载荷 Ra（μm）

表面粗糙度与初始 磨损量关系

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机械加工表面质量及其控制

3.1.2 表面质量对零件使用性能的影响

表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响

加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨 性。因为它使磨擦副表面层金属的显微硬度提高，塑性

降低，减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。

并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。

这是因为过分的冷作硬化，将 引起金属组织过分“疏松”，在 相对运动中可能会产生金属剥 落，在接触面间形成小颗粒， 使零件加速磨损。

磨损量

冷硬程度

T7A钢冷硬程度与耐 磨性关系

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3.1.2 表面质量对零件使用性能的影响

表面纹理零件耐磨性的影响

表面纹理的形状和刀纹方向对耐磨

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