影响机械加工表面质量的因素及采取的措施毕业论文(编辑修改稿)

影响机械加工表面质量的因素及采取的措施毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

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。 ③ 砂轮的修整 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。 11 ④ 砂轮组织 紧密组织中的磨粒比例大，气孔小，在形成磨削和精密磨削时，能获得较小的表面粗糙度值。 疏松组织的砂轮不易堵塞，适于磨削软金属、非金属软材料和热敏性材料（磁钢、不锈钢、耐热钢等），可获得较小的表面粗糙度值。 一般情况下，应选用中等组织的砂轮。 ⑤ 砂轮材料 砂轮材料选择适当，可获得满意的表面 粗糙度值。 氧化物（刚玉）砂轮适用于磨削钢类零件；碳化物（碳化硅、碳化硼）砂轮适用于磨削铸铁、硬质合金等材料；用高硬磨料（人造金刚石、立方氮化硼）砂轮磨削可获得很小的表面粗糙度值，但加工成本较高。 磨削速度的影响 ① 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。 ② 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。 ③ 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。 切削液的合理使用 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。 工件表面物理机械性能 对表面质量的影响 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 12 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。 (1)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。 (2)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 :一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。 (1)产生残余应力的原因 :① 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。 ② 切削加工中 ,切削区会有大量的切削热产生。 ③ 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。 (2)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 13 1．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 60～ 80%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： ① 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低的回火索氏体或索氏体，这叫回火烧伤； ② 如果磨削表面层温度超过相变温度，则马氏体转变为奥氏体，这时若无切削液，则磨削表面硬度急剧下降，表层被退火，这种现象称为退火烧伤。 干磨时很容易产生这种现象。 ③如果磨削表面层温度超过相变温度，但有充分的切削液对其进行冷却，则磨削表面层将急冷形成二次淬火马氏体，硬度比回火马氏体高，不过该表面层很薄，只有几微米厚，其下为硬度较低的回火索氏体和索氏体，使表面层总的硬度仍然降低，称为淬火烧伤。 2．磨削烧伤的改善措施 影响磨削烧伤的因素主要是磨削用量、砂轮、工件材料和冷却条件。 由于磨削热是造成磨削烧伤的根本原因，因此要避免磨削烧伤，就应尽可能减少磨削时产生的热量及尽量减少传入工件的热量。 具体可采用下列措施： ① 合理选择磨削用量 不能采用太大的磨削深度，因为当磨削深度增加时，工件的塑性变形会随之增加，工件表面及里层的温度都将升高，烧伤亦会增加；工件速 度增加，磨削区表。