|
（一）機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義
評(píng)價(jià)零件是否合格的質(zhì)量指標(biāo)除了機(jī)械加工精度外，還有機(jī)械加工表面質(zhì)量。機(jī)械加工表面質(zhì)量是指零件經(jīng)過(guò)機(jī)械加工后的表面層狀態(tài)。機(jī)械加工表面質(zhì)量又稱為表面完整性，其含義包括兩個(gè)方面的內(nèi)容。
1.表面層的幾何形狀特征
表面層的幾何形狀特征如圖1所示，主要由以下幾部分組成：
圖1 機(jī)械加工表面層的幾何形狀特征的組成[dt_gap height="5" /]
（1）表面粗糙度。
表面粗糙度是指機(jī)械加工表面上較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，即機(jī)械加工表面的微觀幾何形狀誤差。其評(píng)定參數(shù)主要有輪廓箅術(shù)平均偏差Ra或輪廓微觀不平度十點(diǎn)平均高度Rz.
（2）表面波度。
表面波度是介于宏觀形狀誤差與微觀表面粗糙度之間的周期性形狀誤差。它主要是由機(jī)械加工過(guò)程中的低頻振動(dòng)引起的，應(yīng)作為工藝缺陷設(shè)法消除。
（3）表面加工紋理。
表面加1：紋理是指表面切削加工刀紋的形狀和方向，取決于表面形成過(guò)程中所采用的機(jī)械加工方法及其切削運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
（4）傷痕。
傷痕是指在機(jī)械加工表面?zhèn)�別位置上出現(xiàn)的缺陷，如砂眼、氣孔、裂痕、劃痕等，它們大多隨機(jī)分布。
2.表面層的物理力學(xué)性能
表面層的物理力學(xué)性能主要指以下三個(gè)方面的內(nèi)容：
（1）表面層的加工冷作硬化。
（2）表面層金相組織的變化。
（3）表面層的殘余應(yīng)力。
由于表面粗糙度是衡量機(jī)械加工表面質(zhì)量重要而又直觀的指標(biāo)，因此我們著重介紹表面粗糙度的相關(guān)內(nèi)容。
(二）機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響
1。機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響
零 件的耐磨性是零件的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，當(dāng)摩擦副的材料、潤(rùn)滑條件和加工精度確定之后，零件的表面質(zhì)量對(duì)耐磨性將起關(guān)鍵性的作用。由于零件表面存在著表面粗 糙度，當(dāng)兩個(gè)零件的表面幵始接觸時(shí)，接觸部分集中在其波峰的頂部，因此實(shí)際接觸面枳遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于名義接觸面積，并且表面粗糙度越大，實(shí)際接觸面積越小。在外力 作用下，波峰接觸部分將產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力。當(dāng)兩個(gè)零件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，開(kāi)始階段由于接觸面積小、壓應(yīng)力大，在接觸處的波峰會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形、塑性變形及 剪切變形，波峰很快被磨平，即使有潤(rùn)滑油存在，也會(huì)因?yàn)榻佑|點(diǎn)處壓應(yīng)力過(guò)大，油膜被破壞而形成干摩擦，導(dǎo)致零件接觸表面的磨損加劇。當(dāng)然，并非表面粗糙度 越小越好，如果表面粗糙度過(guò)小，接觸表面之間儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的能力變差，接觸表面容易發(fā)生分子膠合、咬焊，同樣也會(huì)造成磨損加劇。
表面層的冷作硬化可使表面層的硬度提高，增強(qiáng)表面層的接觸剛度，從而降低接觸處的彈性、塑性變形，使耐磨性有所提高。但如果硬化程度過(guò)大，表面層金屬組織會(huì)變脆，出現(xiàn)微觀裂紋，甚至?xí)菇饘俦砻娼M織剝落而加劇零件的磨損。
2。機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響
表面粗糙度對(duì)承受交變載荷的零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度波谷處容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。表面粗糙度越大，表面劃痕越深，其抗疲勞破壞能力越差。
表面層殘余壓應(yīng)力對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度影響也很大。當(dāng)表面層存在殘余壓應(yīng)力時(shí)，能延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展，提高零件的疲勞強(qiáng)度；當(dāng)表面層存在殘余拉應(yīng)力時(shí)，對(duì)審件則容易引起晶間破壞，產(chǎn)生表面裂紋而降低其疲勞強(qiáng)度。
表面層的機(jī)械加工硬化對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度也有影響。適度的機(jī)械加工硬化能阻止已有裂紋的擴(kuò)展和新裂紋的產(chǎn)生，提高零件的疲勞強(qiáng)度；但加工硬化過(guò)于嚴(yán)重，會(huì)使零件表面組織變脆，容易出現(xiàn)裂紋，從而使疲勞強(qiáng)度降低。
3，機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響
表面粗糙度對(duì)零件耐腐蝕性能的影響很大。零件表面粗槌度越大，在波谷處越容易積聚腐蝕性介質(zhì)而使零件發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
表面層殘余壓應(yīng)力對(duì)零件的耐腐蝕性能也有影響。殘余壓應(yīng)力使表面組織致密，腐燭性介質(zhì)不易侵人，有助于提高表面的耐腐蝕能力；殘余拉應(yīng)力對(duì)零件耐腐蝕性能的影響則相反。
4，機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件間配合性質(zhì)的影響
相 配零件間的配合性質(zhì)是由過(guò)盈量或間隙量來(lái)決定的。在間隙配合中，如果零件配合表面的粗糙度大，則由于磨損迅速使得配合間隙增大，從而降低了配合質(zhì)量，影響 了配合的穩(wěn)定性；在過(guò)盈配合中，如果配合表面的粗糙度大，則裝配時(shí)表面波峰被擠平，使得實(shí)際有效過(guò)盈量減小，降低了配合件的連接強(qiáng)度，影響了配合的可靠 性。因此，對(duì)有配合要求的表面應(yīng)規(guī)定較小的表面粗糙度值。
在過(guò)盈配合中，如果表面硬化嚴(yán)重，將可能造成表面層金屬與內(nèi)部金屬脫落的現(xiàn)象，從而破壞配合性質(zhì)和配合精度。
表面層殘余應(yīng)力會(huì)引起零件變形，使零件的形狀、尺寸發(fā)生改變，因此它也將影響配合性質(zhì)和配合精度。
5，機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件其他性能的影響
表 面質(zhì)量對(duì)零件的使用性能還有一些其他影響。如對(duì)間隙密封的液壓缸、滑閥來(lái)說(shuō)，減小表面粗糙度可以減少泄漏、提高密封性能；較小的表面粗糙度可使零件具有較 高的接觸剛度；對(duì)于滑動(dòng)零件，減小表面粗糙度能使摩擦系數(shù)降低、運(yùn)動(dòng)靈活性升高，減少發(fā)熱和功率損失；表面層的殘余應(yīng)力會(huì)使零件在使用過(guò)程中繼續(xù)變形，失 去原有的精度，機(jī)器工作性能惡化等。
總之，提高機(jī)械加工表面質(zhì)量，對(duì)于保證零件的性能、提高零件的使用壽命是十分重要的。
|
