浅谈影响机械加工表面质量的因素及改进措施

第一篇：浅谈影响机械加工表面质量的因素及改进措施

江西冶金职业技术学院

机电一体化技术专业毕业设计（论文）

题 目: 浅谈影响机械加工表面质量的因素及改进措施

系

(部)：

机电工程系

专业名称：

机电一体化

姓

名：

张

丽

准考证号： 057010700806 班

级：

09机电自考本科班（专科）

指导老师：

肖 业 文

提交时间：

2012年4月3日

摘 要

部分的机械设备零件的破坏，总是从零件表面开始的。产品的性能，特别是它的可靠性和耐久度，在很大程度上决定于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量，其目的就是为了掌握机械加工中各个工艺对加工表面质量影响的规律，以便利用这些规律来控制加工过程，最终达到改善产品质量、增强产品使用性能的目的。随着工业技术的飞速发展,机器的使用要求越来越高,一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作,表面层的任何缺陷,不仅直接影响零件的工作性能,而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象,将进一步加速零件的失效,这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。一台机器在正常的使用过程中,由于其零件的工作性能逐渐变坏,以致不能继续使用,有时甚至会突然损坏。其原因除少数是因为设计不周而强度不够,或偶然事故引起了超负荷以外,大多数是由于磨损、受到外界介质的腐蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面,或是从零件表面开始的。因此,加工表面质量将直接影响到零件的工作性能,尤其是它的可靠性和寿命。本文对机械加工表面质量进行了分析，指出了影响机械加工表面质量的因素，并提出了提高机械加工表面质量的措施，对工程实践有一定的指导作用。

关键词：机械加工 表面质量 改进措施

目 录

前言………………………………………………… …........一、机械加工表面质量对产品性能的影响..................1.1面质量对耐磨性的影响...............................1.2表面质量对疲劳强度的影响...........................1.3表面质量对耐蚀性的影响...........................1.4表面质量对配合质量的影响.........................二、影响机械加工表面质量的因素..........................2.1切削加工..............................................2.2 表面层冷作硬化.........................................2.3表面层材料金相组织变化...............................2.4表面层残余应力..........................................三、提高加工表面质量的措施....................................3.1 刀具方面...........................................3.2 工件材料方面.........................................3.3切削条件方面...............................................3.4 加工方法方面...............................................3.5减少加工表面层变形强化和残余应力提高加工表面质量.....结语..............................................................致谢............................................................参考文献.......................................................浅谈影响机械加工表面质量的因素及改进措施 前言

机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的。一般而言，重要或关键零件的表面质量要求都比普通零件要高。这是因为表面质量好的零件会在很大程度上提高其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳破损能力。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律，以便运用这些规律来控制加工过程，最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。

1．机械加工表面质量对产品性能的影响 1.1 表面质量对耐磨性的影响

零件磨损一般可分为三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说表面粗糙度值愈小，其磨损性愈好。但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一个最佳值，其值与零件的工作情况有关，工作载荷加大时，初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值也加大。

1.2表面质量对疲劳强度的影响

金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面和表面冷硬层下面，因此，零件的表面质量对疲劳强度影响很大。表面粗糙度值愈大，在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生裂痕。表面粗糙度越大，表面的纹就越深，纹底半径越小，抗疲劳破坏底能力就越差。

1.3表面质量对耐蚀性的影响

零件在潮湿的空气或有腐蚀性的介质中工作时，常会发生化学腐蚀或电化学腐蚀。化学腐蚀，是由于在粗糙表面的凹谷处容易积聚腐蚀性介质而发生化学反应；电化学腐蚀，是由于不同金属材料的零件表面相接触时，在表面的波峰处产生电化学作用而被腐蚀掉。因此，减小表面粗糙度值可以提高零件的耐腐蚀性。

零件在应力状态下工作时．会产生应力腐蚀。表面冷作硬化或产生金相组织变化时，往往都会引起表面残余应力，因而会降低沙子烘干机设备零件的耐腐蚀性。

1.4表面质量对配合质量的影响

表面粗糙度值的大小将影响配合表面的配合质量。对于间隙配合，粗糙度值大会使磨损加大，间隙增大，破坏了要求的配合性质。对于过盈配合，装配过程中一部分表面凸峰被挤平，实际过盈量减小，降低了配合件间的连接强度。因此，有配合要求的表面，必须规定较小的表面粗糙度。

2．影响机械加工表面质量的因素 2.1切削加工

刀具几何形状的复映刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。

工件材料的性质。加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。

磨削加工影响表面粗糙度的因素。正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有：砂轮的粒度、砂轮的硬度、砂轮的修整磨削速度、磨削径向进给量与光磨次数工件圆周进给速度与轴向进给量冷却润滑液。

影响加工表面层物理机械性能的因素。在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述三项物理机械性能的变化会很大。

2.2表面层冷作硬化

冷作硬化及其评定参数。机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使品格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移，品粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化（或称为强化）。表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属的物理性质也会发生变化。被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态，只要一有可能，金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化，这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用，因此，加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有三项，即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度N。

式中H——加工后工件表面层显微硬度

H0——加工前工件材料显微硬度

影响冷作硬化的主要因素。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，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。

2.3表面层材料金相组织变化

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。在磨削淬火钢时,可能产生以下三种烧伤:

回火烧伤:如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度,但已超过马氏体的转变温度,工件表层金属的回火马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体),这种烧伤称为回火烧伤。

淬火烧伤:如果磨削区温度超过了相变温度,再加上冷却液的急冷作用,表层金属发生二次淬火,使表层金属出现二次淬火马氏体组织,其硬度比原来的回火马氏体的高,在它的下层,因冷却较慢,出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体),这种烧伤称为淬火烧伤。

退火烧伤:如果磨削区温度超过了相变温度,而磨削区域又无冷却液进入,表层金属将产生退火组织,表面硬度将急剧下降,这种烧伤称为退火烧伤。

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地产生;二是改善冷却条件,尽量使产生地热量少传入工件。

正确选择砂轮;合理选择切削用量;改善冷却条件。

2.4表面层残余应力

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。由于塑性变形只在表层金属中产生，而表层金属的比容增大，体积膨胀，不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止，因此就在表面金属层产生了残余应力，而在里层金属中产生残余拉应力。

（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。如果表面层金属产生了金相组织的变化，表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。

零件主要工作表面最终工序加工方法的选择：

零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。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破坏形式。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。

3．提高加工表面质量的措施

通过前面的分析，我们知道影响表面粗糙度的因素有切削条件（切削速度、进给量、切削液）、刀具（几何参数、切削刃形状、刀具材料、磨损情况）、工件材料及热处理、工艺系统刚度和机床精度等几个方面。在了解了影响表面粗糙度的因素之后，我们必须根据需要降低加工表面的粗糙度，改善机械加工的表面质量。

3.1 刀具方面

在切削加工中,工件由于受到切削力和切削热的作用,使表面层金属的物理机械性能产生变化,最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重,因而磨削加工后加工表面层上述三项物理机械性能的变化会很大。为了减少残留面积，刀具应采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适(=0)的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀等。选用与工件材料适应性好的刀具材料，避免使用磨损严重的刀具，这些均有利于减小表面粗糙度。

3.2工件材料方面

工件材料性质中，对加工表面粗糙度影响较大的是材料的塑性和金相组织。对于塑性大的低碳钢、低合金钢材料，预先进行正火处理以降低塑性，切削加工后能得到较小的粗糙度。工件材料应有适宜的金相组织（包括状态、晶粒度大小及分布）。加工塑性材料时,由刀具对金属的挤压产生了塑性变形,加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好,金属的塑性变形愈大,加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时,其切屑呈碎粒状,由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点,使表面粗糙。

3.3切削条件方面

切削用量：切削塑性材料时，采用高速切削，可减小切削变形，且可以抑制积屑瘤的产生，有利于减小表面粗糙度；切削脆性材料时，切削速度对表面粗糙度影响不大。减小进给量f可降低残留面积高度，减小表面粗糙度。但是，进给量f不能过小，否则刀刃由于切削厚度过小而无法切入工作，与工件发生强烈的挤压和摩擦，反而使粗糙度值增大。以较高的切削速度切削塑性材料可抑制积屑瘤出现，减小进给量，采用高效切削液，增强工艺系统刚度，提高机床的动态稳定性，都可获得好的表面质量。

3.4加工方法方面

1）、选择合理的磨削参数：

在生产中比较可行的办法是通过实验来确定磨削参数。先按初步先定的磨削参数试磨，检查工件表面热损伤情况，据此调整磨削参数直至最后确定下来。另一种方法是在磨削过程中连续测量磨削区的温度，然后控制磨削参数。

2）、选择有效的冷却方法：

选择适宜的磨削液和有效的冷却方法，如采用高压大流量冷却、内冷却或为减轻高速旋转的砂轮表面的高压附着气流的作用，有利于冷却液能顺利地喷注到磨削区。

主要是采用精密、超精密和光整加工。选用较小的径向进给量，选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度，工件速度应该低些，采用细粒度砂轮；精细修整砂轮工作表面，使砂轮上磨粒锋利，也可达到较好的磨削效果。选择适宜的磨削液能获得低粗糙度表面。

3.5减少加工表面层变形强化和残余应力提高加工表面质量

合理选择刀具的几何形状，采用较大的前角和后角，并在刃磨时尽量减小其切削刃刃口半径；使用刀具时，应合理限制其后刀面的磨损宽度；合理选择切削用量，采用较高的切削速度和较小的进给量；加工时采用有效的切削液等，可减少加工表面层变形强化。

结 语

当零件表面存在残余应力时，其疲劳强度会明显下降，特别是对有应力集中或在有腐蚀性介质中工作的零件，影响更为突出。为此，应尽可能在机械加T中减小或避免产生残余应力。但是，影响残余应力产生的因素较为复杂。总的说来，凡能减小塑性变形和降低切削温度的因素都能使已加工表面的残余应力减小。

此外，生产中常采用滚压、挤（胀）孔、喷丸强化、金刚石压光等冷压加工方法来改善表面层材质的变化。通过这些措施在生产实践中的应用，大大的提高了机械加工零件的表面质量，提高了产品的工作性能、可靠性、寿命。

致 谢

本论文设计在肖业文老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着李老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，肖老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，肖老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意！

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。

同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。

我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！

参考文献

[1]陈彦华．机械加工表面质量的影响因素[J]．中国新技术新产品，2009，(24)． [2]李凯云．机械加工表面质量对机器使用性能的影响[J]．汽车运用，2008，(1)． [3]余志娟，机械加工表面质量及影响因素探析[J]．装备制造技术，2009，(6)． [4]郑玉皎，机械加工表面质量的影响因素及其对策[J]，中国科技博览，2009，(21)． [5]刘瑞芬．对机械加工表面质量的分析[J]．河北冶金，2006，(4)．

第二篇：影响机械加工表面质量的因素及改进措施（定稿）

影响机械加工表面质量的因素及改进措施

摘 要：机械加工制造的主要检测指标就是加工精度的要求，对于机械加工表面质量水平直接决定了机械部件的使用方式和使用方法。为了有效保障机械加工表面性能满足客户的使用要求，保障设备顺利运转，需要加强加工表面影响因素分析，积极采取相对的解决策略。本文的分析思路主要分为三个步骤，首先是充分了解零件使用性能有影响的因素，然后对相关的情况进行总结，针对存在的问题，提出了有效的改进措施和对策，对于机械加工精准提升方面具有很大的现实借鉴意义。

关键词：机械制造；表面性能；解决措施；加工部件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.015

机械加工表面方式对于零件加工性能的相关影响

1.1 表面质量对疲劳度的影响

（1）加工表面层硬化时间对机械零件的疲劳强度测试的影响。对零件进行硬化加工可以遏制现存裂纹的扩展以及形成新的裂纹。（2）部件加工表面施加压力对疲劳强度的影响。其表面的参与压力能够使得零件具有相对稳定的疲劳强度，这主要是因为拉应力会让零件表面原有的裂纹逐渐变大，这样就可以大大降低零件表面的疲劳程度，同时拉应力还能够有效的减小疲劳裂纹产生的速度，所以才能够在一定程度上控制零件表面的疲劳强度。（3）零件表面的加工平滑性能对其疲劳程度测试的影响。在一定状态下，疲劳裂纹的出现一般都集中在表面粗糙的最低点处。

1.2 表面加工程度对耐磨性的影响

机械部件表面加工精度的高低影响分为三个级别：（1）零件表面淬火硬化流程对其耐磨性的影响程度。之所以在零件加工过程中经常会在表面做淬火硬化的处理方式是因为这样可以有效增大零件表面的硬度，最终使得其耐磨性得到提高。（2）零件加工面粗糙度有利于提升耐磨性能。任何零件表面都是有一定的粗糙性的，正因为如此，我们很容易得知，零件的两个表面在接触过程中，耐磨性能好的加工部件，对于不同器件之间的接触面积越小，说明耐磨性能越好。

1.3 零件表面的质量对其耐腐蚀性的影响

对零件的耐腐蚀性有影响的因素非常多，其中表面的质量的影响程度非常大。零件表面的粗糙程度对于具有腐蚀性物质的聚集能力也是有影响的，比如在粗糙表面的低洼处更容易聚集这些腐蚀物，长期积累，腐蚀现象明显，就会降低零件的耐腐蚀性。另外，之前提到的施压压力对零件耐腐蚀性也会有负面的影响，主要的影响过程是把原有腐蚀开裂处面积变大，使得化学腐蚀速率急剧增加。机械部件表面加工精度的影响因素分析

2.1 切削力以及切削热对零件表面质量影响

由于切削零件的时候会受到相关作用的影响，零件表面的形态会发生很大的变化，这样就使得零件出现冷却硬化的现象了，这样零件变形的概率会变小，也就是说抵抗零件变形的阻力增大了，零件整体的机械性能收到了改变。切削热的产生在加工机械的过程中是不可避免的，如果产生的热量过多并且超过了它本身能够承受的程度，那么零件表面质量就会受到很大的影响，从而使得零件表面的硬度发生变化，同时还会产生参与拉应力，使得零件的表面质量受到很大的改变。

2.2 原始误差对零件表面质量影响的程度

原始误差对零件表面质量的影响还是非常大的，一般来说原始误差存在的原因有两个方面，首先是制造零件的机械设备本身存在误差，另一个方面的原因是机械设备之间的相对位置摆放过程中产生一定的误差，这样就导致了最终零件具有误差。，所以在今后的生产过程中，一定要注意这两个方面对零件带来的误差，通过机械设备质量的提高以及操作人员技术水平的提高来减小零件的原始误差，机械部件加工精度越高，整体质量越好，使用寿命越长。

2.3 零件表面质量与施压压力以及温度的影响

切削是零件加工中必不可少的一道工序，但是切削过程会使得零件出现塑性变形的现象，具体来说就是零件表面与内部脱离，这样的现象对导致零件表层的出现相对作用，同时还可能导致参与拉应力的产生，影响零件的整体质量。在机械加工时零件的表面层由于受切削热的影响，零件基体温度和表面层温度间的温度差变大，由于整体材料的热缩系数不同，就会热缩分离，产生变形、开裂的现象，进而严重影响零件的机械加工表面质量。提升机械工件表面加工水准的解决措施

3.1 优化的工艺流程，改善切削条件

选择合理的切削条件以及制定科学的工艺流程是保证零件加工表面质量的关键与基础。流程要满足定位基准、设计基准统一重合的原则，便于装夹定位，确保零件加工方法具有合理性的前提是制定科学准确的工艺流程，只有制定更加合理的工艺流程才能够提高零件的整体质量。所以科学的切削速度、切削刀具角度以及适当的进给量等切削加工条件，才能有效地确保零件的表面机加工质量。

3.2 运用更加先进加工工艺来降低原始误差

在加工机械零件时可以对先进的加工技术进行积极的引进，利用误差预防技术以及补偿技术来使得零件加工品质得以有效的，提升加工精准性，降低加工误差引发的表面质量问题。利用更加先进的设备，与此同时，引进更加科学的工艺，只有做到这两点才能够提高零件的制造能力，还能够改善原有加工工艺带来的不足之处，通过均始化原始误差和原始误差转移方式来减少主要原始误差的影响，误差虽然是不可避免的，但是可以通过更换加工设备，使用先进的加工技术来不断改善传统加工误差的影响。

3.3 降低机械零件的残余应力和表面层热变形对质量的影响

加工零部件时，要结合设备的性能要求，建立加工指标规划设计，在提升表面性能方面，可以纯化机械部件材料组成，减少热缩现象对于材料性能的影响，改善切削液的加入方式和使用流程，降低残余应力产生的裂痕。除此之外，在制造零件的过程中，还可以利用相关的制造工艺零件来使得自身表面质量得以有效的改善，增强工件表面材料性能的稳定性，进而减小在加工零件时产生的表面层热变形与残余应力。结语

要想保证机械设备能进行正常运转，必须使机械零件具有良好的工作性能。所以，在加工机械的过程中对影响其表面质量的关键性因素要进行重点分析，并且要采取行之有效的措施，从而提高我国的机械加工表面的技术水平，使得我国生产零件的整体质量得到进一步的提高，推动我国制造业在全球化的竞争中脱颖而出，最终促进我国社会经济的发展和综合国力的提高。

参考文献：

[1]肖英军.影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J].科技创业家，2014（03）：72.

第三篇：机械加工的表面质量

题目部分，(卷面共有57题,90.0分,各大题标有题量和总分)

一、单项选择题(30小题,共30.0分)1．(1分)通常用（）系数表示加工方法和加工设备，胜任零件所要求加工精度的程度。A、工艺能力

B、误差复映

C、误差传递

2．(1分)下述刀具中,（）的制造误差会直接影响加工精度。A、内孔车刀

B、端面铣刀

C、铰刀

D、浮动镗刀块 3．(1分)零件的加工精度包括:（）A、尺寸公差、形状公差、位置公差 B、尺寸精度、形状精度、位置精度

4．(1分)磨削淬火钢时在下列工作条件下可能产生哪种形式的磨削烧伤：（1）在磨削条件（用切削液)（）;（2）重磨削条件（不用切削液）（）;（3）中等磨削条件（）；（4）（）轻磨削条件（）。

A、淬火烧伤

B、回火烧伤

C、退火烧伤

D、不烧伤。

5．(1分)为保证小粗糙度磨削表面的质量及生产率，在下列各种影响因素中对磨削过程起支配作用的主要是（）: A、具有精密加工的设备及环境 B、合理选用磨削用量

C、合理选用砂轮并精细修正砂轮 D、良好的冷却和润滑

6．(1分)光整加工方法的工艺特点主要是（）

A、不用砂轮磨削，采用细粒度磨料或磨具进行微量切削和挤压、抛光，主要是提高加工表面质量

B、磨具和工件间有一定的压力和复杂的相对运动，因此对机床的成形运动和工具精度有一定的要求

C、余量很小但能纠正前工序加工表面的形状误差及相互位置误差 D、生产效率较高，加工成本较低，各种生产批量均可使用 7．(1分)表面冷压强化工艺属于下列何种加工方法（）: A、精密加工工艺

B、无屑光整加工工艺

C、少切屑光整加工工艺

8．(1分)加工过程中若表面层以冷塑性变形为主，则表面层产生（）应力；若以热塑性变形为主，则表面层产生（）应力；若以局部高温和相变为主，则加工后表面层产生（）应力

A、拉应力

B、压应力

C、无应力层。9．(1分)机械加工中的振动，按其产生的原因可分为三种，试指出各种振动类型的能量特性：（1）自由振动（）；（2）受迫振动（）；（3）自激振动（）； A、在外界周期性干扰力待续作用下的持续振动

B、只有初始干扰力的作用、振动中再也没有能量输入，故为衰减振动

C、维持振动的交变力是振动系统在自身运动中激发出来的，从而引起系统的持续振动 10．(1分)动刚度是衡量系统抗振性的重要指标，一般应以哪项参数作为系统动刚度指标（）? A、不同阻尼下产生单位振幅的振动时．所需的激振力大小 B、不同频率下产生单位振幅的振动时，所需的激振力大小 C、谐振时的最小刚度值

D、固有频率、阻尼率、等效静刚度k 11．(1分)受迫振动系统在共振区消振最有效的措施是（）A、增大系统刚度

B、增大系统阻尼

C、增大系统质量

12．(1分)在接触零件间施加预紧力，是提高工艺系统（）的重要措施。A、精度

B、强度 C、刚度

D、柔度

13．(1分)在一般磨削加工过程中，若热因素起主导作用，工件表面将产生（）。A、拉伸残余应力 B、压缩残余应力

14．(1分)尺寸精度、形状精度、位置精度之间的联系是（）A、形状公差<尺寸公差<位置公差 B、位置公差<形状公差<尺寸公差

C、尺寸公差<形状公差<位置公差 D、形状公差<位置公差<尺寸公差

15．(1分)一个完整的工艺系统由（）A、机床、夹具、刀具和量具构成 B、机床、夹具、刀具和工件构成 C、机床、量具、刀具和工件构成

16．(1分)传动比小，特别是传动链末端地传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就（）A、越小 B、越大

17．(1分)夹具误差对加工表面的位置误差影响最大，精加工夹具一般可取工件上相应尺寸或位置公差的（）A、1/2~1/3 B、1/5~1/10 18．(1分)车削加工时主轴的三种回转运动误差中（）会造成工件的圆度误差。A、纯径向跳动

B、纯轴向跳动

C、倾角摆动

19．(1分)磨削光轴时，若切削条件相同，哪种工件材料磨削后表面粗糙度小（）？ A、20钢

B、45钢

C、铸铁

D、铜

20．(1分)在卧式镗床上，精镗车床尾架长孔时，为减小粗糙度一般应先考虑采用哪种工艺措施较有效（）? A、对工件材料先进行正火，调质等热处理 B、增大刀尖圆弧半径和减少付偏角 C、使用润滑性能良好的切削液

D、采用很高的切削速度并配合较小的进给量 21．(1分)机械加工过程中，无周期性外力作用下，由系统内部产生的周期性振动称为（）。A、强迫振动

B、负摩擦振动

C、自激振动

22．(1分)为避免磨削烧伤，又要使表面粗糙度降低，可以（）。A、同时提高V工和V砂

B、采用较大磨削深度

23．(1分)那一种加工方法是一种典型的易产生加工表面金相组织变化的加工方法?（）。A、车削

B、铣削

C、钻削

D、磨削 24．(1分)机械加工表面质量的内容是:（）。

A、几何形状误差、表层金属力学物理性能和化学性能 B、波度、纹理方向、伤痕、表面粗糙度、金属物理性能 C、表面粗糙度、表层金属力学物理性能和化学性能 D、波度、纹理方向、表面粗糙度、表层金属力学物理性能 25．(1分)机械零件的破坏一般总是（）。A、从表面层开始的 B、从里层开始的

26．(1分)对于同样的材料,金相组织越是粗大,切削加工后的表面粗糙度的值越是（）。A、越大 B、越小

27．(1分)在相同的磨削条件下，砂轮的粒度号越大表面粗糙毒就（）。A、越大 B、越小

28．(1分)砂轮的速度越高，就有可能使表层金属塑性变形的传播速度大于切削速度，磨削表面的粗糙度值将明显（）。A、增大 B、减小

29．(1分)工件速度增加，磨削表面的粗糙度值将（）。A、增大 B、减小

30．(1分)在车床静刚度曲线中,加载曲线与卸载曲线（）A、重合B、不重合

二、填空题(22小题,共35.0分)1．(2分)在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变，称为（）；或者加工误差按一定规律变化，称为（）。

2．(1分)在刨削加工时，加工误差的敏感方向为（）方向。3．(2分)零件的加工质量包含零件的（）和（）。

4．(1分)加工盘类工件端面时出现近似螺旋表面是由于（）造成的。

5．(1分)在车床上加工细长轴，一端用三爪卡盘装夹，另一端用固定顶尖，工件出现弯曲变形的原因一是细长工件刚度较差，在切削力作用下产生弯曲；二是由于（）。6．(2分)在车床上加工细长轴，一端用三爪卡盘装夹，另一端用固定顶尖，试分析采取克服弯曲变形的措施是（）、（）。7．(3分)机床导轨导向误差可分为：水平直线度、（）、（）、（）。8．(1分)在车削加工时，加工误差的敏感方向为（）方向 9．(2分)分析影响机械加工因素的方法有（）、（）。

10．(2分)在顺序加工加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变，称为（）；或者加工误差按一定规律变化，称为（）。11．(2分)零件的加工质量包含零件的（）和（）。12．(3分)机床主轴回转轴线的运动误差可分解为（）、（）、（）。13．(1分)工件表层残余应力的数值及性质主要取决于工件的（）（最终、最初）工序的加工方法。

14．(1分)（）加工是一种典型的易产生，金相组织变化的加工方法。15．(3分)加工表面质量中，表面层金属的物理性能和化学性能包含：（）、（）、（）。

16．(1分)机械加工过程中，在周期性外力作用下，产生的周期性振动称为（）。17．(2分)机械加工中的振动有（）振动和（）振动。

18．(1分)为减少切削加工后的表面的粗糙度值,常在精加工前进行调质等处理,目的在于（）。19．(1分)磨削碳素工具钢时，热因素的作用比磨削工业铁明显,表层金属产生的（）残余应力的倾向比磨削工业铁大。

20．(1分)在机械加工过程中，当表面层金属发生形态变化、体积变化或金相组织变化时，将在表面层的金属与其基体间产生相互平衡的（）。

21．(1分)磨削时磨削液若能直接进入磨削区，对磨削区进行充分冷却，能有效的防止（）现象产生。

22．(1分)在一般磨削加工过程中，若塑性变形起主导作用，工件表面将产生（）拉伸、压缩）残余应力

三、简答题(5小题,共25.0分)1．(5分)表面质量的含义包括那些主要内容？为什么机械零件的表面质量与加工精度有同等重要的意义？

2．(5分)表面粗糙度与加工精度有什么关系？ 3．(5分)为什么有色金属用磨削加工得不到低表面粗糙度？通常为获得低表面粗糙度的加工表面应采用哪些加工方法？若需要磨削有色金属，为提高表面质量应采取什么措施？ 4．(5分)为什么会产生磨削烧伤及裂纹？它们对零件的使用性能有何影响？减少磨削烧伤及裂纹的方法有哪些？ 5．(5分)机械加工过程中为什么会造成被加工零件表面层物理力学性能的改变？这些变化对产品质量有何影响？

====================答案==================== 答案部分，(卷面共有57题,90.0分,各大题标有题量和总分)

一、单项选择题(30小题,共30.0分)1．(1分)[答案] A 2．(1分)[答案] C 3．(1分)[答案] B 4．(1分)[答案]（1）A（2）C（3）B（4）D 5．(1分)[答案] C 6．(1分)[答案] A 7．(1分)[答案] B 8．(1分)[答案] BAA 9．(1分)[答案]（1）B（2）A（3）C 10．(1分)[答案] C 11．(1分)[答案] B 12．(1分)[答案] C 13．(1分)[答案] A 14．(1分)[答案] D 15．(1分)[答案] B 16．(1分)[答案] A 17．(1分)[答案] A 18．(1分)[答案] A 19．(1分)[答案] B 20．(1分)[答案] B 21．(1分)[答案] C 22．(1分)[答案] A 23．(1分)[答案] D 24．(1分)[答案] B 25．(1分)[答案] A 26．(1分)[答案] A 27．(1分)[答案] B 28．(1分)[答案] B 29．(1分)[答案] A 30．(1分)[答案] B

二、填空题(22小题,共35.0分)1．(2分)[答案] 常值系统误差

变值系统误差 2．(1分)[答案] 垂直方向（z方向）3．(2分)[答案] 加工精度

表面质量 4．(1分)[答案] 主轴端面圆跳动 5．(1分)[答案] 采用死顶尖，工件在切削热作用下的热伸长受阻而产生的弯曲。6．(2分)[答案] 采用浮动顶尖

大进给量反向切削 7．(3分)[答案] 垂直直线度

扭曲（前后导轨平行度）

导轨与主轴轴线平行度 8．(1分)[答案] 水平

9．(2分)[答案] 单因素法

统计分析法

10．(2分)[答案] 常值系统误差

变值系统误差 11．(2分)[答案] 机械加工精度

表面质量 12．(3分)[答案] 径向圆跳动

端面圆跳动

倾角摆动 13．(1分)[答案] 最终

14．(1分)[答案] 磨削

15．(3分)[答案] 冷作硬化

金相组织

残余应力 16．(1分)[答案] 强迫振动

17．(2分)[答案] 强迫振动

自激（颤振）18．(1分)[答案] 得到均匀细密的晶粒组织和较高的硬度 19．(1分)[答案] 拉伸

20．(1分)[答案] 残余应力

21．(1分)[答案] 烧伤

22．(1分)[答案] 压缩

三、简答题(5小题,共25.0分)1．(5分)[答案] 加工表面质量包括：表面的几何形状(主要为表面粗糙度和表面波度)；表面层的物理机械性能(主要为加工硬化，残余应力和金相组织)。机器零件加工后表面层的状态会影响零件的使用性能，使用寿命及工作可靠性，从而影响产品质量。因此要根据产品的工作要求，订出合适的表面质量与加工精度。2．(5分)[答案] 零件的精度与表面粗糙度有密切的关系。一定的精度应有相应的粗糙度，如果表面粗糙度值太大，则尺寸难于准确测量，尺寸精度将无法保证。因此要进行有效的尺寸控制。3．(5分)[答案] 由于有色金属材料塑性大，导热好，故磨削时工件表面层的塑性变形大，温升高，且磨屑易堵塞砂轮，因此加工表面经常磨不光。

通常采用高速警车或金刚镗的方法来加工低粗糙度的有色金属零件。

若需要磨削有色金属，可利用合金元素使有色金属的韧性下降，以减小磨削表面的粗糙度。4．(5分)[答案] 磨削加工时，磨削热使表面温升过高，对已淬火的钢件会引起金相组织的变化，使表层的硬度、强度比加工前明显降低，同时在表层产生拉应力，当拉应力超过材料的屈服极限会产生裂纹，严重影响零件的使用性能。磨削烧伤与表层温升有十分密切关系，因此减轻烧伤的根本途径是减少磨削热和改善散热条件，如合理选择砂轮，正确选择磨削用量，并有效利用冷却系统。5．(5分)[答案] 机械加工过程中由于切削力、切削热的作用，是加工表面层产生塑性变形，加工中表面层产生的高温或大的温度梯度，以及在已加工表面上发生的化学反应等，使表面层的显微硬度，金相组织及残余应力分布都会发生变化，如冷硬、磨削烧伤、裂纹等，都会造成加工表面层物理机械性能的改变，从而影响零件的耐磨性，抗疲劳强度，抗腐蚀能力及精度稳定性等产品质量。

第四篇：影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施[定稿]

职教类

影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施

摘要：表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，它是评价零件的一项重要指标。一般说来，它的波距和波高都比较小，是一种微观的几何形状误差。对机械加工表面，表面粗糙度是由切削时的刀痕，刀具和加工表面之间的摩擦，切削时的塑性变形，以及工艺系统中的高频振动等原因所造成的。表面粗糙度是检验零件质量的主要依据，它的选择直接关系到生产成本、产品的质量、使用寿命。

关键词：机械加工

表面粗糙度

提高措施

随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。

一、机械加工表面粗糙度对零件使用性能的影响

表面粗糙度对零件的配合精度，疲劳强度、抗腐蚀性，摩擦磨损等使用性能都有很大的影响。

1、表面质量对零件配合精度的影响

（1）对间隙配合的影响

由于零件表面的凹凸不平，两接触表面总有一些凸峰相接触。表面粗糙度

过大，则零件相对运动过程中，接触表面会很快磨损，从而使间隙增大，引起配合性质改变，影响配合的稳定性。特别是在零件尺寸和公差小的情况下，此影响更为明显。

(2)对过盈配合的影响

粗糙表面在装配压入过程中，会将相接触的峰顶挤平，减少实际有效过盈量，降低了配合的连接强度。

2、表面质量对疲劳强度的影响

零件表面越粗糙，则表面上的凹痕就越深明，产生的应力集中现象就越严重。当零件受到交变载荷的作用时，疲劳强度会降低，零件疲劳损坏的可能性增大。

3、表面质量对零件抗腐蚀性的影响

零件表面越粗糙，则积聚在零件表面的腐蚀气体或液体也越多，且通过表面的微观凹谷向零件表层渗透，形成表面锈蚀。

4、表面质量对零件摩擦磨损的影响

两接触表面作相对运动时，表面越粗糙，摩擦系数越大，摩擦阻力越大，因摩擦消耗的能量也越大，并且还影响零件相对运动的灵活性。此外，表面越粗糙，两配合表面的实际有效接触面积越小，单位面积压力越大，更易磨损。

此外，表面粗糙度还影响零件的接触刚度、密封性能、产品的美观和表面涂层的质量等。因此，提高产品的质量和寿命应选取合理的表面粗糙度。

二、影响表面粗糙度的因素及措施

1、切削加工影响表面粗糙度的因素

在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。减小

进给量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度。合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。

2、工件材料的性质

加工塑性材料时，由于刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙度值加大。

3、切削用量

（1）进给量ƒ影响

采用较小的进给量ƒ，加工表面残留面积高度较小，对减小粗糙度Ra值有利。

（2）切削速度υ的影响

切削塑性材料，当切削速度υ小于5 m／min或大于100 m／min时，不易产生积屑瘤，对减小粗糙度Ra值有利。当切削速度υ在20--25 m／min，且切削温度约为300ºC时，切屑与刀具前刀面摩擦系数最大，此时积屑瘤高度最大，使粗糙度Ra值增加。

（3）切削深度αp影响

切削深度αp比进给量ƒ和切削速度υ对粗糙度Ra值的影响要小。当αp减小时，切削力减小，不易产生振动，对减小粗糙度Ra值有利。

4、磨削加工影响表面粗糙度的因素

像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也

是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有：(1)砂轮的粒度；(2)砂轮的硬度；(3)砂轮的修整；(4)磨削速度；(5)磨削径向进给量与光磨次数；(6)工件圆周进给速度与轴向进给量；(7)冷却润滑液。

三、提高表面粗糙度的措施

1、减小切削加工表面粗糙度的措施

(1)刀具方面：在工艺系统刚度足够时，采用较大的刀尖圆弧半径re，较小副偏角k＇r，使用长度比进给量稍大一些的k＇r=0的修光刃；采用较大的前角r。加工塑性的材料，提高刀具的刃磨质量，减小刀具前、后刀面的粗糙度数值，使其不大于Ra1.25μm；选用与工件亲和力小的刀具材料；对刀具进行氧、氮化处理；限制副刀刃上的磨损量；选用细颗粒的硬质合金做刀具等。

(2)工件方面：应有适宜的金相组织(低碳钢、低合金钢中应有铁素体加低碳马氏体、索氏体或片状珠光体，高碳钢、高合金钢中应有粒状珠光体)；加工中碳钢及中碳合金钢时若采用较高切削速度，应为粒状珠光体；若采用较低切削速度，应为片状珠光体组织。合金元素中碳化物的分布要细匀；易切钢中应含有硫铅等元素；对工件进行调质处理，提高硬度，降低塑性；减小铸铁中石墨的颗粒尺寸等。

(3)切削条件方面：以较高的切削速度切削塑性材料；减小进给量；采用高效切削液；提高机床的运动精度，增强工艺系统刚度；采用超声波振动切削加工等。

2、减小磨削加工表面粗糙度参数值的措施

(1)砂轮特性方面：采用细粒度砂轮；提高磨粒切削刃的等高性；根据工件材料、磨料等选择适宜的砂轮硬度；选择与工件材料亲和力小的磨料；采用适宜的弹性结合剂的砂轮，采用直径较大的砂轮；增大砂轮的宽度等。

(2)砂轮修整方面：金刚石的耐磨性、刃口形状、安装角度应满足一定要求；选择适当的修整用量。

(3)磨削条件方面：提高砂轮速度或降低工作速度，使V砂/V工的比值增大；采用较小的纵向进给量、磨削深度，最后进行无进给光磨。正确选用切削液的种类、浓度比、压力、流量和清洁度等；提高砂轮的平衡精度；提高主轴的回转精度、工作台运动的平衡性及整个工艺系统的刚度。

四、结 论

由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面粗糙度要求。由于影响表面粗糙度的因素是多方面的，因此应该综合考虑各方面的因素，对表面粗糙度根据需要提出比较经济适用的要求。

第五篇：影响模具零件表面质量的因素及改善措施

重庆工业职业技术学院

影响模具零件表面质量的因素及改善措施

彭

磊

摘要： 模具零件的表面质量对模具的使用性能有很大影响, 如何使工件的表面质量达到要求, 如何减小各因素对工件表面质量的影响,就成为必须考虑的问题, 本文通过对影响模具零件表面质量的因素进行分析,并提出提高工件表面质量的措施。

关键词： 模具零件

表面质量

影响因素

模具零件的表面质量, 是指模具零件经过加工后的表面层状态, 它包括表面粗糙度, 表面层的加工硬化, 表面层的金相组织状态及表面层的残余应力等;而模具的失效是个别的零件的失效造成的, 其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能, 而研究与生产实践表明, 零件的失效大都从表面开始, 零件表面质量的高低是决定其使用性能的重要因素, 因此,正确地理解零件表面质量内涵, 改善表面质量,提高产品使用性能 有重要意义。.影响表面粗糙度的因素及改进措施

(1).切削加工中的影响

切削加工后的表面粗糙度主要取决于切削残留面积的高度。根据切削原理,影响切削残留面积高度H的因素,主要包括刀尖圆弧半径rε、主偏角kr副偏角kr＇及进给量f。此外,切削过程中的塑性变形,摩擦,积屑瘤,鳞刺,振动对加工表面粗糙度的影响也很大。

为减小切削加工后的表面粗糙度值,可采取如下措施: 1)合理选择切削速度, 因为在一定的切削速度范围内容易产积屑瘤或鳞刺;减小进给量, 可降低残留面积高度。

2)合理选择刀具材料, 适当增大刀具前角, 可抑制积屑瘤和鳞刺生长;选择较大刀尖圆弧半径, 减小主副偏角,均可减少残留面积。

3)合理选择切削液, 切削液在加工过程中能降低切削区的温度, 减少刀刃与工件的摩擦, 从而减少了切削过程中的塑性变形, 对降低表面粗糙度值有很大作用。

4)必要时, 在加工前骊零件进行正火, 调质热处理, 以提高硬度, 降低塑性和韧性。

(2).磨削加工中的影响

磨削加工表面是由砂轮表面上的磨粒刻出的无数细小的刻痕或沟槽所组成的。磨削加工的表面粗糙度是由刻痕几何因素和表面层金属的塑性变形决定的。若单位面积上的刻痕越多,即通过单位面积的磨粒越多,且刻痕细密均匀,则表面粗糙度数值越小。此外,砂轮的磨削速度比一般切削加工的速度高,磨粒在工件表面滑擦,磨削区温度很高,工件表层金属的金相组织发生变化形成表面烧伤,出现较大的塑性变形,使表面粗糙度值增大。

减少磨削加工后的表面粗糙度值, 可采取以下措施: 1)提高砂轮线速度, 因为速度高就有可能使表层金属来不及变形，致使表层金属的塑性变形减小，磨削表面的粗糙度值也明显减小。2)磨削深度对表层金属塑性变形的影响很大。减少磨削深度, 能降抵表面粗糙度值。

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3)合理选择砂轮, 通常, 砂轮粒度取46# ~ 60#为宜。选择中软砂轮, 磨钝了的磨粒能及时脱露出新的磨粒继续切削, 工件表面能获得较小的表面粗糙度值。4)经常仔细修整砂轮, 适当增加光磨次数。

5)检查并保持切削液的清洁, 对磨削加工来说, 切削液的作用十分重要, 对降低磨削力, 温度及砂轮磨损都有良好的效果, 有利于减少表面粗糙度值。

2.影响表层金属力学物理性能的因素及改进措施

(1)加工表面层的冷作硬化

硬化程度取决于产生塑性变形的力和变形速度以及切削温度。切削速度和进给量对硬化影响较大, 刀具刃中磨损也会对硬化产生很大影响。此外, 工件材料的塑性越大, 冷作硬化程度也越严重。

减小冷作硬化, 可采用如下方法和措施: 1)减小进给量和切削深度, 提高切削速度, 可降低切削力, 使塑性变形减小, 从而轻冷作硬化的程度。

2)适当增大刀具前角和后角, 减小刃口圆弧半径, 使切削刃保持锋利, 硬化程度也会减轻。

3)工件选用含碳量稍高的材料, 含碳量越高, 强度越高, 其塑性变形越小, 冷作硬化程度越小。

4)磨削时, 减慢工件转速, 增加对工件热作用时间, 可弱化塑性变形, 使冷作硬化程度减小。

(2)表层金属的金相组织变化

磨削加工表面金相组织的变化。机械加工过程中，在工件的加工区及其邻近的区域，温度会急剧升高。当温度升高到超过工件材料金相组织变化的临界点时，就会发生金相组织变化。对于一般的切削加工方法，通常不会上升到如此高的程度。但在磨削加工时，不仅磨削比压特别大，且磨削速度也特别高，切除金属的功率消耗远大于其他加工方法。加工所消耗能量的绝大部分都要转化为热量，这些热量中的大部分(约80%)将传给被加工表面，使工件表面具有很高的温度。对于已淬火的钢件，很高的磨削温度往往会使表层金属的金相组织产生变化，使表层金属硬度下降，使工件表面呈现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。磨削加工是一种典型的容易产生加工表面金相组织变化的加工方法，在磨削加工中的烧伤现象，会严重影响零件的使用性能。

改善磨削烧伤的措施: 1)合理选用磨削用量。以平磨为例来分析磨削用量对烧伤的影响。磨削深度对磨削温度影响极大;加大横向进给量对减轻烧伤有利，但增大横向进给量会导致工件表面粗糙度值变大，因而，可采用较宽的砂轮来弥补;加大工件的回转速度，磨削表面的温度升高，但其增长速度与磨削深度的影响相比小得多。从减轻烧伤而同时又尽可能地保持较高的生产率考虑，在选择磨削用量时，应选用较大的工件回转速度和较小的磨削深度。

2)正确选择砂轮, 根据所加工工件材料, 合理选择砂轮粒度, 硬度, 组织, 结合剂。若砂轮粒度太细, 硬度高, 组织太密, 结合剂无弹性, 易出现烧伤。此外, 为降低磨削区温度, 在砂轮的孔隙内可浸入像石蜡类润滑物质。

3）改善冷却措施, 切削液直接进入磨削区可带走大量的热量, 避免产生烧伤。

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(3)表层金属的残余应力

表层金属产生残余应力的原因是：机械加工时，在加工表面的金属层内有塑性变形产生，使表层金属的比体积增大。由于塑性变形只在表面层中产生，而表面层金属的比体积增大和体积膨胀，不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻碍，这样就在表面层内产生了压缩残余应力，而在里层金属中产生拉伸残余应力。当刀具从被加工表面上切除金属时，表层金属的纤维被拉长，刀具后刀面与已加工表面的摩擦又加大了这种拉伸作用。刀具切离之后，拉伸弹性变形将逐渐恢复。而拉伸塑性变形则不能恢复。表面层金属的拉伸塑性变形，受到与它相连的里层未发生塑性变形的金属的阻碍，因此就在表层产生压缩残余应力，而在里层金属中产生拉伸残余应力。

减小残余应力的措施:

如适当提高切削速度, 增大刀具前角, 减小刃口圆弧半径, 合理选择冷却液, 从而使残余应力减小。提高表面质量的其他方法:

1)滚压加工

滚压加工是在常温状态下, 通过滚珠或滚轮对金属表面进行滚压, 从而改善工件表面的微观几何形状的方法。

2）挤压加工 挤压加工是利用经过研磨的、具有一定形状的超硬材料(金刚石或立方氮化硼)作为挤压头，安装在专用的弹性刀架上，在常温状态下对金属表面进行挤压。挤压后的金属表面粗糙度值下降，硬度提高，表面形成压缩残余应力，从而提高了表面抗疲劳强度。

3)喷丸强化 喷丸强化是利用大量高速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷硬层和压缩残余应力，可显著提高零件的疲劳强度和使用寿命。

总结 : 模具零件的表面质量与其使用性能密切相关, 因此, 在模具制造中, 要注重细节, 尽可能地减小误差: 还要从经济效益等方面考虑, 在保证质量的同时又不造成不必要的浪费。

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参

考

文

献 汤忠义主编.模具制造工艺.北京: 中国劳动社会保障出版社出版, 2005 2 张铮主编.模具设计与制造实训指导.北京: 电子工业出版社, 2000 3 程培源主编.模具寿命与材料.北京: 机械工业出版社, 1999 4 张鲁阳主编.模具失效与防护.北京: 机械工业出版社, 1998 5 许发樾主编.模具标准应用手册.北京: 机械工业出版社, 1994

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