机械制造工艺学(3).ppt

《机械制造工艺学(3).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学(3).ppt（52页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第七七章章 机械加工表面质量机械加工表面质量第一节第一节 概述概述本节内容本节内容一、机械加工表面质量的含义一、机械加工表面质量的含义二、机械加工表面质量对机器使二、机械加工表面质量对机器使 用性能和使用寿命的影响用性能和使用寿命的影响机械制造工艺学机械制造工艺学对零件表面质量的影响有多种因素对零件表面质量的影响有多种因素,在机械加工在机械加工过程中过程中,由于由于机床机床、工件工件和和刀具刀具系统的系统的振动振动，造，造成零件表面的凹凸不平。除成零件表面的凹凸不平。除表面粗糙度表面粗糙度外，还有外，还有间距比粗糙度大得多的间距比粗糙度大得多的表面波纹度表面波纹度等的影响。等的影响。所以所以

2、,表面粗糙度表面粗糙度、表面波纹度表面波纹度以及以及表面几何形表面几何形状误差状误差总是同时生成并存在同一表面上，综合影总是同时生成并存在同一表面上，综合影响零件的表面轮廓。响零件的表面轮廓。机械制造工艺学机械制造工艺学一、机械加工表面质量的含义一、机械加工表面质量的含义指机器零件加工后表面层的状态完整性特征。指机器零件加工后表面层的状态完整性特征。表表面面几几何何形形状状是是由由实实际际表表面面的的重重复复或或偶偶然然的的偏偏差差所所形形成成的的表表面面三三维维形形貌貌，包包括括表表面面粗粗糙糙度度、表表面面波波纹纹度度、形形状状误误差差、纹纹理理方方向向和和表表面面缺陷缺陷。表面几何形状表

3、面几何形状机械制造工艺学机械制造工艺学（一）加工表面几何形状特征（一）加工表面几何形状特征 表面轮廓表面轮廓(形状误差、波纹度、表面粗糙度形状误差、波纹度、表面粗糙度)表面缺陷表面缺陷表面轮廓表面轮廓 一个指定平面与实际表面相交所得到的轮廓。一个指定平面与实际表面相交所得到的轮廓。10mm=11010mm 形状误差形状误差=110mm 表面波纹度表面波纹度1mm 表面粗糙度表面粗糙度机械制造工艺学机械制造工艺学 表面轮廓参数表面轮廓参数 原始轮廓原始轮廓(primary profile)P轮廓轮廓 经过经过s 轮廓滤波器后的总轮廓。轮廓滤波器后的总轮廓。粗糙度轮廓粗糙度轮廓(roughness

4、 profile)R轮廓轮廓 对原始轮廓采用对原始轮廓采用c 轮廓滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。轮廓滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。波纹度轮廓波纹度轮廓(waviness profile)W轮廓轮廓 对原始轮廓连续对原始轮廓连续应用应用f 和和c 两个两个轮廓轮廓滤波器以后形成的轮廓。滤波器以后形成的轮廓。在原始轮廓上计算得到在原始轮廓上计算得到的参数称为的参数称为P参数。参数。在粗糙度轮廓上计算得在粗糙度轮廓上计算得到的参数称为到的参数称为R参数。参数。在波纹度轮廓上计算得在波纹度轮廓上计算得到的参数称为到的参数称为W参数。参数。机械制造工艺学机械制造工艺学机械制造工艺学机械制造工艺学

5、形状误差、表面波度及表面粗糙度形状误差、表面波度及表面粗糙度机械制造工艺学机械制造工艺学表面粗糙度表面粗糙度 指加工表面的凹凸不平、形成微观指加工表面的凹凸不平、形成微观几何形状误差的较小间距的峰谷，几何形状误差的较小间距的峰谷，称表称表面粗糙度。（面粗糙度。（波长波长/波幅波幅5050）由刀具形状、切削过程中塑性变形由刀具形状、切削过程中塑性变形及振动等引起。及振动等引起。粗糙度粗糙度轮廓轮廓原始原始轮廓轮廓表面粗糙度的放大状况表面粗糙度的放大状况机械制造工艺学机械制造工艺学机械制造工艺学机械制造工艺学表面波纹度表面波纹度 介于宏观几何形状误差与表面粗糙介于宏观几何形状误差与表面粗糙度之间的

6、周期性几何形状误差，称表面度之间的周期性几何形状误差，称表面波纹度。（波纹度。（5050波长波长/波幅波幅10001000）由工艺系统的低频振动引起。由工艺系统的低频振动引起。原始原始轮廓轮廓波纹度波纹度轮廓轮廓 加工加工纹理方向机械制造工艺学机械制造工艺学加工纹理方向及其符号标注加工纹理方向及其符号标注机械制造工艺学机械制造工艺学 在加工、使用或储存期间，非故意或偶然生成的实际表在加工、使用或储存期间，非故意或偶然生成的实际表面的单元体、成组的单元体或不规则体。面的单元体、成组的单元体或不规则体。表面缺陷表面缺陷破裂破裂 毛孔毛孔 裂缝裂缝 擦痕擦痕 窝陷窝陷 砂眼砂眼 凹缺陷凹缺陷 机械制

7、造工艺学机械制造工艺学凸缺陷凸缺陷 树瘤树瘤 疱疤疱疤 飞边飞边 缝脊缝脊 夹杂物夹杂物 氧化皮氧化皮 机械制造工艺学机械制造工艺学环形坑环形坑 划痕划痕 切削残余切削残余 混合表面缺陷混合表面缺陷 腐蚀腐蚀 裂纹裂纹 斑点斑点区域和外观缺陷区域和外观缺陷 机械制造工艺学机械制造工艺学（二）加工表面层物理力学性能（二）加工表面层物理力学性能机械制造工艺学机械制造工艺学q表面层金属冷作表面层金属冷作 硬化硬化 q表面层金属金相表面层金属金相 组织变化组织变化 q表面层金属残余表面层金属残余 应力应力1、表面层、表面层冷作硬化冷作硬化（简称冷硬）（简称冷硬）零件在机械加工中表面层金属产生零件在机械

8、加工中表面层金属产生强烈的强烈的冷态塑性变形冷态塑性变形后，引起强度和硬后，引起强度和硬度都有所提高的现象。度都有所提高的现象。通常以冷硬深度通常以冷硬深度h，表面层显微硬度，表面层显微硬度H以及硬化程度以及硬化程度N表示。表示。其中：其中：N=(H/H0)100 H0：金属原来的硬度金属原来的硬度机械制造工艺学机械制造工艺学2 2、表面层金相组织的变化、表面层金相组织的变化机械制造工艺学机械制造工艺学 由于由于切削热切削热引起工件表面温升过高，引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组织变化的现象。表面层金属发生金相组织变化的现象。回火烧伤：回火烧伤：表层马氏体回火转化为硬度表层马氏体回火转

9、化为硬度 较低的回火组织。较低的回火组织。淬火烧伤：淬火烧伤：表层出现硬度较高的二次淬表层出现硬度较高的二次淬 火马氏体，下层因冷却缓慢火马氏体，下层因冷却缓慢 为回火组为回火组织。织。退火烧伤退火烧伤：无冷却时，表层被退火，硬无冷却时，表层被退火，硬 度急剧下降。度急剧下降。机械制造工艺学机械制造工艺学3 3、表面层残余应力、表面层残余应力 由于机械加工过程中由于机械加工过程中切削变形切削变形和和切削切削热热的影响，工件表面层产生的影响，工件表面层产生残余应力残余应力。冷态冷态塑塑性性变形变形引起的引起的残余应力残余应力热态热态塑塑性性变形变形引起的引起的残余应力残余应力金相组织变化金相组织

10、变化引起的引起的残余应力残余应力残余应力残余应力二、机械加工表面质量对零件使用性能的影响二、机械加工表面质量对零件使用性能的影响（一）表面质量对零件耐磨性的影响（一）表面质量对零件耐磨性的影响表面粗糙度表面粗糙度对零件耐磨性的影响对零件耐磨性的影响机械制造工艺学机械制造工艺学表面粗糙度太大，表面粗糙度太大，实际实际接接触面触面小，小，压强增大，粗糙不压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧切断，故磨损加剧，初期磨初期磨损量大。损量大。机械制造工艺学机械制造工艺学表面粗糙度太小，因为表面太光滑，不表面粗糙度太小，因为表面太光滑，不利利润滑油润滑油储储存，接

11、触面间不易形成油膜，存，接触面间不易形成油膜，形成半干或干摩擦，形成半干或干摩擦，容易发生分子粘结而容易发生分子粘结而使使磨损加剧。磨损加剧。表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关。表面层的冷作硬化对零件耐磨性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加工表面的适度适度硬化，能硬化，能显著显著提高零件的耐磨性提高零件的耐磨性 因为它使磨擦副表面层金属的显微硬度提高，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塑性降低，减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。性变形。机械制造工艺学机械制造工艺学如果表

12、面硬化过度，会使磨损加剧如果表面硬化过度，会使磨损加剧 因为过分的冷作硬因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过化，将引起金属组织过分分“疏松疏松”，在相对运，在相对运动中可能会产生金属剥动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小落，在接触面间形成小颗粒，使零件加速磨损。颗粒，使零件加速磨损。表面纹理表面纹理对对零件耐磨性的影响零件耐磨性的影响 表面纹理的形状和刀纹方向对耐磨性表面纹理的形状和刀纹方向对耐磨性的的影响影响 原因是原因是纹理形状纹理形状和和刀纹方向刀纹方向影响有效接触面积影响有效接触面积和和润滑液的润滑液的储储存存，一般，一般，圆弧状圆弧状、凹坑状凹坑状表面纹理表面纹理的耐磨性好，的耐

13、磨性好，尖峰状尖峰状的耐磨性差。的耐磨性差。在运动副中，两相对运动零件的在运动副中，两相对运动零件的刀纹方向刀纹方向和和运运动方向相同时，耐磨性较好动方向相同时，耐磨性较好，两者的，两者的刀纹方向刀纹方向和和运运动方向垂直时，耐磨性最差动方向垂直时，耐磨性最差。机械制造工艺学机械制造工艺学（二）表面质量对零件抗腐蚀性的影响（二）表面质量对零件抗腐蚀性的影响表面粗糙度表面粗糙度表面层残余应力表面层残余应力表面腐蚀过程示意图表面腐蚀过程示意图零件零件表面越粗糙表面越粗糙，越容易，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越积聚腐蚀性物质，凹谷越深，深，渗透与腐蚀作用越强渗透与腐蚀作用越强烈烈。RaRa值值，抗腐蚀

14、性，抗腐蚀性机械制造工艺学机械制造工艺学残余压应力残余压应力，使零件表面紧密，腐蚀使零件表面紧密，腐蚀性物质不易进入，性物质不易进入，抗腐蚀性抗腐蚀性 残余拉应力，抗腐蚀性残余拉应力，抗腐蚀性（三）表面质量对零件疲劳强度的影响（三）表面质量对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对零件疲劳强度的影响机械制造工艺学机械制造工艺学表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底

15、半径越小，其抗疲劳破坏的能力越差。深，纹底半径越小，其抗疲劳破坏的能力越差。对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下，表面粗糙度在交变载荷作用下，表面粗糙度、划痕和裂纹、划痕和裂纹会会引起应力集中，引起应力集中，微观微观凹谷凹谷处处容易产生疲劳裂纹。容易产生疲劳裂纹。表面层冷作硬化表面层冷作硬化对零件疲劳强度的影响对零件疲劳强度的影响 表面层残余应力表面层残余应力对零件疲劳强度的影响对零件疲劳强度的影响适度的表面层冷作硬化能适度的表面层冷作硬化能阻止疲劳裂纹阻止疲劳裂纹阻止疲劳裂纹阻止疲劳裂纹生长并产生表面压应力，生长并产生表面压应力，生长并

16、产生表面压应力，生长并产生表面压应力，提高零件的疲提高零件的疲劳强度。劳强度。但过大易产生裂纹。但过大易产生裂纹。残余压应力残余压应力能够部分地抵消工作载荷能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而而提高零件的疲劳强度提高零件的疲劳强度。残余拉应力残余拉应力则容易使已加工表面产生则容易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而裂纹并使其扩展而降低疲劳强度降低疲劳强度。机械制造工艺学机械制造工艺学(四四)表面质量对零件配合性质的影响表面质量对零件配合性质的影响实验研究表明，与精度要求相对应的表面粗糙度：实验研究表明，与精度要求相对应的表面粗糙度：零件尺

17、寸大于零件尺寸大于50mm50mm时，时，推荐：推荐：Ra=(0.1Ra=(0.10 0-0.15)T-0.15)T零件尺寸为零件尺寸为18-50mm18-50mm时，推荐：时，推荐：Ra=(0.15-0.20)TRa=(0.15-0.20)T零件尺寸小于零件尺寸小于18mm18mm时，时，推荐：推荐：Ra=(0.20-0.25)TRa=(0.20-0.25)T 表面比较粗糙时，轮廓峰在工作中被逐渐磨掉，表面比较粗糙时，轮廓峰在工作中被逐渐磨掉，零件尺寸发生变化，进而影响到配合性质。零件尺寸发生变化，进而影响到配合性质。表面层有较大的残余应力，表面层有较大的残余应力，也也会影响零件精度会影响零

18、件精度的稳定性。的稳定性。机械制造工艺学机械制造工艺学零件表面质量零件表面质量对疲劳强度的对疲劳强度的影响影响对零件配合对零件配合的影响的影响对耐腐蚀性能对耐腐蚀性能的影响的影响对耐磨性的影响对耐磨性的影响适度冷硬、残余压应力能提高适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度疲劳强度粗糙度越大，疲劳强度越差粗糙度越大，疲劳强度越差适度冷硬能提高耐磨性适度冷硬能提高耐磨性粗糙度太大、太小都不耐磨粗糙度太大、太小都不耐磨粗糙度越大，耐腐蚀性越差粗糙度越大，耐腐蚀性越差压应力，耐腐蚀性压应力，耐腐蚀性，拉应力反之，拉应力反之机械制造工艺学机械制造工艺学表面粗糙度与精度要求相对应表面粗糙度与精度要求相对应第二节

19、第二节 影响影响加工加工表面表面粗糙度粗糙度的因素的因素机械制造工艺学机械制造工艺学本节内容本节内容一、一、切削加工中切削加工中影响表面粗糙影响表面粗糙度的因素及其改善的工艺措施度的因素及其改善的工艺措施二、磨削加工中影响表面粗糙二、磨削加工中影响表面粗糙度的因素及其改善的工艺措施度的因素及其改善的工艺措施机械制造工艺学机械制造工艺学一、一、切削加工中切削加工中影响表面粗糙度的因素及其改善措施影响表面粗糙度的因素及其改善措施几何因素几何因素物理因素物理因素（一）影响表面粗糙度的因素（一）影响表面粗糙度的因素 切削刃切削刃与工件相对与工件相对运动轨迹运动轨迹所形成的表面粗糙度。所形成的表面粗糙度

20、。与工件材料性质及切削机理与工件材料性质及切削机理有关的因素如有关的因素如积屑瘤积屑瘤、鳞刺鳞刺和和振振动动等。等。机械制造工艺学机械制造工艺学几何因素的影响几何因素的影响切削层残留面积切削层残留面积机械制造工艺学机械制造工艺学切削加工后表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度切削加工后表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度切削加工后表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度切削加工后表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度 尖刀切削尖刀切削:带圆弧的刀切削带圆弧的刀切削:影响因素影响因素：刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径 r r 、主偏角、主偏角、主偏角、主偏角 r r 、副

21、偏角、副偏角、副偏角、副偏角r r 、进给量、进给量、进给量、进给量 f f 。减小减小 f、r 、r，加大加大r ，可减小残留面积的高度。，可减小残留面积的高度。刀尖圆弧半径、进给量对表面粗糙度的影响刀尖圆弧半径、进给量对表面粗糙度的影响机械制造工艺学机械制造工艺学物理因素的影响物理因素的影响切削速度切削速度加工脆性材料时，切削速度对粗糙度影响不大；加工脆性材料时，切削速度对粗糙度影响不大；加工塑性材料时，加工塑性材料时，积屑瘤积屑瘤对粗糙度影响很大。对粗糙度影响很大。切削速度切削速度，塑性变形越不充分塑性变形越不充分，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值。受纯几何因素的影响受纯几何因素的影响机

22、械制造工艺学机械制造工艺学机械制造工艺学机械制造工艺学积屑瘤积屑瘤积屑瘤积屑瘤对加工表面质量的影响对加工表面质量的影响对加工表面质量的影响对加工表面质量的影响工件材质工件材质塑性塑性、韧性韧性，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值 材料塑性越好，塑性变形越大，易产生材料塑性越好，塑性变形越大，易产生积积屑瘤屑瘤和和鳞刺鳞刺，加工表面粗糙。，加工表面粗糙。脆性脆性，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值 加工脆性材料时，其切削呈碎粒状，由于加工脆性材料时，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，使表切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。面粗糙。同一材料金相组织同一材料金相组织晶粒

23、越均匀，颗粒越细小晶粒越均匀，颗粒越细小，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值 中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，常在粗加工或精加工前安排正火或调质性能，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。处理。机械制造工艺学机械制造工艺学鳞刺鳞刺对加工表面质量的影响对加工表面质量的影响鳞刺的形成：鳞刺的形成：抹试阶段、导裂阶段、层积阶段、刮成阶段抹试阶段、导裂阶段、层积阶段、刮成阶段机械制造工艺学机械制造工艺学刀具材料刀具材料刀具硬度刀具硬度，耐磨性，耐磨性，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值。机械制造工艺学机械制造工艺学进给量进给量进给量进给量f f，表面粗糙度表

24、面粗糙度RaRa值值。但但进给量过进给量过小，表面粗糙度有增大的趋势，效率降低。小，表面粗糙度有增大的趋势，效率降低。其他因素其他因素刀具几何角度、刃磨质量，切削液等刀具几何角度、刃磨质量，切削液等刀具几何角度、刃磨质量，切削液等刀具几何角度、刃磨质量，切削液等。机械制造工艺学机械制造工艺学（二）降低表面粗糙度值的工艺措施（二）降低表面粗糙度值的工艺措施1 1、选择合理的切削用量、选择合理的切削用量 1 1）适当减少）适当减少进给量进给量 f 在粗加工和半精加工中，当在粗加工和半精加工中，当f0.15mm/r0.15mm/r时，时，进给量进给量f的的大小决定了加工表面残留面积的大小，因而适当减

25、少大小决定了加工表面残留面积的大小，因而适当减少进给量进给量将使将使表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值减少。减少。2 2）选择适当的切削速度）选择适当的切削速度 v 一般情况下，低速或高速切削时，不会产生一般情况下，低速或高速切削时，不会产生积屑瘤积屑瘤，而，而中速切削时易出现中速切削时易出现积屑瘤积屑瘤，因此采用较高的切削速度，既提，因此采用较高的切削速度，既提高生产率又可使高生产率又可使表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值减少。减少。3 3）选择适当的切削深度）选择适当的切削深度 ap 根据刀刃锋利情况，选择适当的切削深度，降低加工表根据刀刃锋利情况，选择适当的切削深度，降低加工表面的面的粗糙度

26、粗糙度RaRa值值。加工加工塑性塑性材料时材料时切削切削速度速度和和表面粗糙度的关系表面粗糙度的关系切切切切削削削削速速速速度度度度影影影影响响响响：v v v v =2020202050m/min50m/min50m/min50m/min，易易易易产产产产生生生生积积积积屑屑屑屑瘤瘤瘤瘤和和和和鳞鳞鳞鳞刺刺刺刺，表表表表面粗糙度最差；面粗糙度最差；面粗糙度最差；面粗糙度最差；v v v v 100m/min 100m/min 100m/min 100m/min时时时时影响影响影响影响减小，并趋于稳定减小，并趋于稳定减小，并趋于稳定减小，并趋于稳定 。机械制造工艺学机械制造工艺学表面粗糙度Rz

27、（m）v（m/min）481216202428020406080切削切削45钢时切削速度与粗糙度关系钢时切削速度与粗糙度关系100120140收缩系数Ks1.52.02.53.0积屑瘤高度 h（m）0200400600hKsRz机械制造工艺学机械制造工艺学2 2、选择合适的刀具几何参数、选择合适的刀具几何参数车刀切削部分的结构要素车刀切削部分的结构要素1 1）适当增大刀具前角适当增大刀具前角或或刃倾角刃倾角 因为刃倾角增大，实因为刃倾角增大，实际工作前角也增大，加工际工作前角也增大，加工过程中材料的塑性变形程过程中材料的塑性变形程度下降，切削力也明显下度下降，切削力也明显下降，工艺系统振动减轻

28、，降，工艺系统振动减轻，使加工表面的使加工表面的粗糙度粗糙度RaRa值值降低。降低。2 2）减少主偏角和副偏角、增大刀尖圆弧半径）减少主偏角和副偏角、增大刀尖圆弧半径 可减少切削残留面积，降低加工表面的可减少切削残留面积，降低加工表面的粗糙度粗糙度RaRa值值。机械制造工艺学机械制造工艺学3 3、改善工件材料的性能、改善工件材料的性能 采用热处理工艺改善工件材料的性能，使材料采用热处理工艺改善工件材料的性能，使材料金相组织的金相组织的晶粒细化均匀晶粒细化均匀，是，是减少加工表面粗糙度减少加工表面粗糙度值值的有效措施。如的有效措施。如在粗加工或精加工前安排在粗加工或精加工前安排正火正火、回火回火

29、或或调质调质处理。处理。4 4、选择合适的切削液、选择合适的切削液 切削液的切削液的冷却冷却和和润滑润滑作用，能使切削区金属作用，能使切削区金属材料的材料的塑性变形程度下降塑性变形程度下降，从而减少，从而减少加工表面粗加工表面粗糙度值。糙度值。机械制造工艺学机械制造工艺学（三）防止或减少工艺系统的振动（三）防止或减少工艺系统的振动 工艺系统的工艺系统的低频振动低频振动，一般，一般会会在工件加工表在工件加工表面面产生波度；产生波度；而而高频高频振动振动会会使使工件加工表面出现工件加工表面出现振纹，振纹，对对工件工件加工精度加工精度和和表面表面粗糙度粗糙度产生影响。产生影响。必须采取措施防止加工过

30、程必须采取措施防止加工过程高频高频振动振动的产生。的产生。5 5、选择合适的刀具材料、选择合适的刀具材料 不同的不同的刀具材料，加工时刀面的刀具材料，加工时刀面的硬度硬度、粗糙粗糙度度，与加工材料金属分子的，与加工材料金属分子的亲合程度亲合程度，与加工表，与加工表面的面的摩擦系数摩擦系数均有所不同。均有所不同。二、二、磨削加工磨削加工中影响表面粗糙度的因素及其改善措施中影响表面粗糙度的因素及其改善措施磨削表面磨削表面粗糙度粗糙度的形成，与的形成，与几何因素几何因素、物理因素物理因素、工艺系统的振动工艺系统的振动等有关。等有关。机械制造工艺学机械制造工艺学几何因素几何因素 磨削表面磨削表面是由砂

31、轮上是由砂轮上大量磨粒大量磨粒刻划刻划和和切削切削出无出无数极细的数极细的刻痕形成刻痕形成，工件，工件单位面积上形成的单位面积上形成的刻痕刻痕越越多多、越浅越浅、等高性越好等高性越好，则则表面粗糙度值越小表面粗糙度值越小。磨削时磨削时切削力大切削力大、速度高速度高、温度高温度高，且磨粒大多数是，且磨粒大多数是负前角，切削刃不锐利，负前角，切削刃不锐利，大多数磨粒大多数磨粒在磨削过程中只是对在磨削过程中只是对被加工表面挤压被加工表面挤压，没有切削作用。加工表面在多次挤压下，没有切削作用。加工表面在多次挤压下出现沟槽与隆起，又出现沟槽与隆起，又因因磨削时的磨削时的高温更加剧了塑性变形高温更加剧了塑

32、性变形，故表面粗糙度值增大。故表面粗糙度值增大。物理因素物理因素机械制造工艺学机械制造工艺学 提高提高提高提高砂轮速度砂轮速度砂轮速度砂轮速度 v v，R Ra a 降低降低降低降低工件速度工件速度工件速度工件速度 v vw w，R Ra a 砂轮纵向进给砂轮纵向进给砂轮纵向进给砂轮纵向进给量量量量 f f，R Ra a 较小的较小的较小的较小的磨削深度磨削深度磨削深度磨削深度 a ap p，R Ra a 增加增加增加增加光磨次数光磨次数光磨次数光磨次数 ，R Ra a 磨削用量对表面粗糙度的影响磨削用量对表面粗糙度的影响vw=40(m/min)f=2.36(m/min)ap=0.01(mm)

33、v=50(m/s)f=2.36(m/min)ap=0.01(mm)v(m/s),vw(m/min)Ra(m)0304050600.51.0a）ap(mm)00.010.40.8Ra(m)00.20.60.020.030.04b）（一）磨削用量（一）磨削用量机械制造工艺学机械制造工艺学光磨次数光磨次数与与Ra关系关系01020300.020.040.06光磨次数粗粒度砂轮(WA60KV)细粒度砂轮(WA/GCW14KB)Ra(m)砂轮粒度砂轮粒度砂轮粒度砂轮粒度（细）（细）（细）（细），R Ra a；但但但但粒度粒度粒度粒度太细砂轮易堵塞，太细砂轮易堵塞，太细砂轮易堵塞，太细砂轮易堵塞，工件易烧

34、伤，工件易烧伤，工件易烧伤，工件易烧伤，应选择适用的应选择适用的应选择适用的应选择适用的砂轮粒度砂轮粒度砂轮粒度砂轮粒度，常用常用常用常用(4 40 06060)；砂轮硬度适中砂轮硬度适中砂轮硬度适中砂轮硬度适中，R Ra a ，常取常取常取常取中软中软中软中软；砂轮组织适中砂轮组织适中砂轮组织适中砂轮组织适中，R Ra a ，常取常取常取常取中等组织中等组织中等组织中等组织；机械制造工艺学机械制造工艺学(二二)砂轮砂轮磨粒上的微刃磨粒上的微刃砂轮材料砂轮材料砂轮材料砂轮材料：应应应应与工件材料相适应与工件材料相适应与工件材料相适应与工件材料相适应，氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝适于磨适于磨适于磨适

35、于磨削削削削钢钢钢钢材材材材，碳化物碳化物碳化物碳化物(硅硼硅硼硅硼硅硼)适于磨适于磨适于磨适于磨削削削削铸铁铸铁铸铁铸铁，金刚石金刚石金刚石金刚石适于磨适于磨适于磨适于磨削削削削陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料陶瓷材料等等等等；采用超硬砂轮材料采用超硬砂轮材料采用超硬砂轮材料采用超硬砂轮材料，R Ra a ，但成本高但成本高但成本高但成本高；精细修整砂轮精细修整砂轮精细修整砂轮精细修整砂轮工作表面工作表面工作表面工作表面：R Ra a 。机械制造工艺学机械制造工艺学磨削磨削磨削磨削材料材料材料材料机械制造工艺学机械制造工艺学工件材料工件材料工件材料工件材料机械制造工艺学机械制造工艺学（三）（三）其他影响因素其他影响因素冷却润滑液等冷却润滑液等 太硬易使磨粒磨钝太硬易使磨粒磨钝 RaRa 太软容易堵塞砂轮太软容易堵塞砂轮 RaRa 韧性太大，热导韧性太大，热导性性差差 会使磨粒早期崩落会使磨粒早期崩落RaRa 切削润滑液切削润滑液和工艺系统的和工艺系统的抗振性能抗振性能对加工表面粗糙度的影响也很大。对加工表面粗糙度的影响也很大。磨削参数磨削参数机械制造工艺学机械制造工艺学本节结束本节结束