第九章机械加工表面质量§9.1机械加工表面质量对零件使用性能的影响1、表面的几何形状特征纹理方向是指表面刀纹的方向，取决于表面形成所采用的机械加工方法。一般运动副或密封件对纹理方向有要求。2、表面层物理力学、化学性能(2)表面层金相组织变化二、加工表面质量对机器零件使用性能的影晌重裁情况下，由于压强、分子亲和力和润滑液的储存等因素的变化，其规律与上述有所不同。一般地，加工精度要求↑，加工成本↑，生产效率↓。2．表面质量对零件疲劳强度的影响3．表面质量对零件耐腐蚀性的影响4．表面质量对配合性质的影响刀尖圆弧半径主偏角副偏角进给量几何原因塑性变形机械加工振动2）砂轮的粒度和砂轮的修整对表面粗糙度的影响（2）金属表面层的塑性变形对磨削表面粗糙度来说，振动是主要影响因素。振动产生的原因很多，将在后面讲述。砂轮太硬，磨粒磨损后不易脱落，使工件表面受到强烈的摩擦和挤压，增加了塑性变形，表面粗糙度值增大，同时还容易引起烧伤；砂轮太软，磨粒易脱落，磨削作用减弱，也会增大表面粗糙度值。越小，修出的微刃越多，等高性越好，粗糙度值低。(3)与加工条件有关的因素除了从上述几个方面考虑采取措施外，还可从加工方法上着手改善，如用研磨、珩磨、超精加工、抛光等。§9.3影响零件表面层物理力学性能的因素及其改善措施1)表面层的显微硬度HV2)硬化层深度h03)硬化程度N各种机械加工方法在加工钢件时表面加工硬化的情况如下表所示。二、表面层的残余应力(1)冷态塑性变形引起的残余应力(2)热态塑性变形引起的残余应力(3)金相组织变化引起的残余应力2、影响表面层残余应力及磨削裂纹的因素磨削碳钢时，含碳量越高，越容易产生裂纹；当碳的质量小于0.6％至0.7％时，几乎不产生裂纹；淬火钢晶界脆弱，渗碳、渗氮钢受温度影响大，磨削时易产生裂纹。三、表面层金相组织变化与磨削烧伤1)如果工件表面层温度未超过相变温度。(一般中碳钢为720℃，但超过马氏体的转变温度(一般中碳钢为300℃)，这时马氏体将转变为硬度较低的回火屈氏体或索氏体，这叫回火烧伤。2)当工件表面层温度超过相变温度，如果这时有充分的切削液，则表面层将急冷形成二次淬火马氏体，硬度比回火马氏体高，但很薄，只有几微米厚。其下为硬度较低的回火索氏体和屈氏体，导致表面层总的硬度降低，这称为淬火烧伤。3)当工件表面层温度超过相变温度，则马氏体转变为奥氏体、如果这时无切削液，则表面硬度急剧下降，工件表层被退火，这种现象称为退火烧伤。磨时很容易产生这种现象。2、影响磨削烧伤的因素及其改善措施磨削深度↓，工件纵向进给量和工件速度↑，砂轮与工件表面接触时间相对↓，因而热的作用时间↓，磨削烧伤↓。(2)工件材料采用切削液带走磨削区的热量可以避免烧伤。四、提高和改善零件表面层的物理力学性能的措施从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑，最终工序应选择能在加工表面产生残余压应力的加工方法。从提高零件抵抗滑动摩擦引起的磨损考虑，最终工序应选择能在加工表面产生残余拉应力的加工方法。从抵抗粘接磨损、扩散磨损、化学磨损考虑对残余应力的性质无特殊要求时，应尽量减小表面残余应力值。3．滚动磨损各种加工方法在工件表面残留的内应力情况。(二)表面强化工艺1．喷九强化2．滚压加工滚压加工应用实例3．液体磨料强化§9.4工艺系统的振动既可指工艺系统以外也可指工艺系统内部由刀具和工件组成的切削系统(二)振动对机械加工的影响通常，机械加工过程中产生的振动对机械加工来讲是十分有害的。近来，对切削机理进行研究得到这样的观点，即在切削过程中，切屑不是根据刀尖与工件问的静力学关系形成，而是由连续地产生与一次冲击破坏机理相类似的动力学关系而形成的。因此，有人利用振动来更好地切削，如振动磨削、振动研抛、超声波加工等，都是利用振动来提高表面质量或生产率。二、强迫振动2．强迫振动的数学描述及特性m的受力情况如图c所示，作用在m上的力有：与位移成正比的弹性恢复力kx，与运动速度成正比的粘性阻尼力δx’，简谐激振力Fsinωt，则该系统的运动方程式为：第一项(通解)为有阻尼的自由振动过程，如图a所示，经过一段时间后，这部分振动衰减为零。图c为两种解叠加后的振动过程。可以看到经历过渡过程以后，强迫振动是稳定的振动过程。进入稳态后的振动力程为：振动本身也不能使激振力变化。(2)强迫振动的振动频率与外界激振力的频率相同，而与系统的固有频率无关。(3)强迫振动的幅值既与激振力的幅值有关，又与工艺系统的动态特性有关。三、自激振动自激振动系统是一个闭环反馈自控系统，调节系统把持续工作用的能源能量转变为交变力对振动系统进行激振，振动系统的振动又控制切削过程产生激振力，以反馈制约进入振动系统的能量。3、自激振动的特性(二)自激振动的激振学说1．负摩擦激振学说在切人的半个周期中