概述

由于機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器零件的使用性能如耐磨性、接觸剛度、疲勞強(qiáng)度、配合性質(zhì)、抗腐蝕性能以及精度的穩(wěn)定性能有很大的影響，因此對(duì)機(jī)器零件的重要表面應(yīng)提出一定的表面質(zhì)量要求。

加工表面質(zhì)量包括兩個(gè)反復(fù)面的內(nèi)容：

（1）已加工表面的幾何形狀特征，主要指已加工表面的粗糙度、波度和紋理方向。

（2）已加工表面層的物理品質(zhì)，主要包括表面層的加工硬化程度及冷硬層深度，表面層殘余應(yīng)力的性質(zhì)、大小及分布狀況，加工表面層的金相組織變化。

以加工表面粗糙度

1. 表面粗糙度的形成原因及降低措施

（1）切削加工表面粗糙度形成原因

1）幾何因素，幾何因素所產(chǎn)生的表面粗糙度主要決定于殘留面積高度（見圖3-1中的H）。

 

 

 

                                            圖3-1  車削時(shí)的殘留面積高度

2）  物理因素，切削加工后表面的實(shí)際粗糙度最大值往往高于殘留面積高度，這主要是因?yàn)樵谇邢骷庸み^程中還存在各種物理因素的影響。這些物理因素主要是積屑瘤、鱗刺、金屬材料的塑性變形，以及工藝系統(tǒng)的振動(dòng)等。

（2）       降低切削加工表面粗糙度的措施

1）  刀具方面，增大刀尖圓弧半徑r_ε，減小主偏角k_r及副偏角k′_r；使用長(zhǎng)度比進(jìn)給量稍大一些的修光刃（k′_r=0°）；提高刀具刃磨質(zhì)量，減小刀具前、后到面的粗糙值（拋光至R_a1.25μm以下）；采用較大的前角y_0­­加工塑性大的材料；限制副刀刃上的磨損量；選用細(xì)粒的硬質(zhì)合金切削談素工具鋼，用金剛石或礦物陶瓷刀具加工有色金屬，高速鋼刀具采用TiN涂層等。

2） 工件方面，切削低碳鋼、低合金鋼時(shí)，對(duì)工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；加工中碳鋼及中碳合金鋼時(shí)，若采用較高切削速度，工件應(yīng)為珠光體組織，若采用較低切削速度，工件應(yīng)為片狀珠光體加細(xì)晶粒的鐵素體組織；易切削鋼中應(yīng)含有硫、鉛等元素；灰鑄鐵中石墨的顆粒尺寸應(yīng)小。

3） 切削條件反復(fù)面，以較高的切削速度切削塑性材料，減小進(jìn)給量（見圖3-2）；采用高效切削液；提高機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度，增強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度等。

                                    圖3-2 切削速度及進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度的影響

                             工件：35鋼，刀具：YT15，切削深度a_p=0.5mm

（3） 磨削表面粗糙形成原因及降低措施磨削表面粗糙度形成原因既有幾何因素（殘留面積），也有塑性變形、軟化、微熔等物理因素，以及工藝系統(tǒng)振動(dòng)的印象，因此降低磨削表面粗糙度的主要措施是：

1）  砂輪特性方面，采用細(xì)粒度砂輪（砂輪粒度號(hào)一般不超過80號(hào)，常用的是46~60號(hào)）；根據(jù)工件材料、磨料等選擇適宜的砂輪輪硬度（通常選用中軟砂輪）；剛玉或氧化鋁類砂輪適于磨削各種鋼制零件，碳化硅類砂輪適于磨削硬質(zhì)合金、鑄鐵、黃銅、鋁等，人造金剛石砂輪適于加工光學(xué)玻璃、陶瓷，立方氮化硼砂輪可用于磨削高硬度、高強(qiáng)度鋼；組織緊密的砂輪適用于精磨、成形磨削，中等組織的砂輪適用于一般磨削，疏松組織的砂輪適用于粗磨、平面磨、內(nèi)圓磨、以及熱敏感性較強(qiáng)的材料、軟金屬和薄壁工件的磨削；增大砂輪寬度，采用直徑較大砂輪等。

2）  磨削條件反復(fù)面。降低工件速度，提高砂輪轉(zhuǎn)速；采用較小的縱向進(jìn)給量、磨削深度（背吃刀量），最后進(jìn)行無進(jìn)給光磨；砂輪修整要細(xì)，靜，動(dòng)平衡精度要高；正確選用切削液的種類、濃度比、壓力、流量和清潔度；提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度、工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性以及整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度。

2.   各種加工方法能達(dá)到的表面粗糙度（見表3-31）。

                        表3-31  各種加工反復(fù)法能達(dá)到的表面粗糙度