|
（一）機械加工表面質量的含義
評價零件是否合格的質量指標除了機械加工精度外，還有機械加工表面質量。機械加工表面質量是指零件經過機械加工后的表面層狀態。機械加工表面質量又稱為表面完整性，其含義包括兩個方面的內容。
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，即機械加工表面的微觀幾何形狀誤差。其評定參數主要有輪廓箅術平均偏差Ra或輪廓微觀不平度十點平均高度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。它主要是由機械加工過程中的低頻振動引起的，應作為工藝缺陷設法消除。
（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，取決于表面形成過程中所采用的機械加工方法及其切削運動的規律。
（4）傷痕。
傷痕是指在機械加工表面個別位置上出現的缺陷，如砂眼、氣孔、裂痕、劃痕等，它們大多隨機分布。
2.表面層的物理力學性能
表面層的物理力學性能主要指以下三個方面的內容：
（1）表面層的加工冷作硬化。
（2）表面層金相組織的變化。
（3）表面層的殘余應力。
由于表面粗糙度是衡量機械加工表面質量重要而又直觀的指標，因此我們著重介紹表面粗糙度的相關內容。
(二）機械加工表面質量對零件使用性能的影響
1。機械加工表面質量對零件耐磨性的影響
零 件的耐磨性是零件的一項重要性能指標，當摩擦副的材料、潤滑條件和加工精度確定之后，零件的表面質量對耐磨性將起關鍵性的作用。由于零件表面存在著表面粗 糙度，當兩個零件的表面幵始接觸時，接觸部分集中在其波峰的頂部，因此實際接觸面枳遠遠小于名義接觸面積，并且表面粗糙度越大，實際接觸面積越小。在外力 作用下，波峰接觸部分將產生很大的壓應力。當兩個零件做相對運動時，開始階段由于接觸面積小、壓應力大，在接觸處的波峰會產生較大的彈性變形、塑性變形及 剪切變形，波峰很快被磨平，即使有潤滑油存在，也會因為接觸點處壓應力過大，油膜被破壞而形成干摩擦，導致零件接觸表面的磨損加劇。當然，并非表面粗糙度 越小越好，如果表面粗糙度過小，接觸表面之間儲存潤滑油的能力變差，接觸表面容易發生分子膠合、咬焊，同樣也會造成磨損加劇。
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。但如果硬化程度過大，表面層金屬組織會變脆，出現微觀裂紋，甚至會使金屬表面組織剝落而加劇零件的磨損。
2。機械加工表面質量對零件疲勞強度的影響
表面粗糙度對承受交變載荷的零件的疲勞強度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度波谷處容易引起應力集中，產生疲勞裂紋。表面粗糙度越大，表面劃痕越深，其抗疲勞破壞能力越差。
表面層殘余壓應力對零件的疲勞強度影響也很大。當表面層存在殘余壓應力時，能延緩疲勞裂紋的產生、擴展，提高零件的疲勞強度；當表面層存在殘余拉應力時，對審件則容易引起晶間破壞，產生表面裂紋而降低其疲勞強度。
表面層的機械加工硬化對零件的疲勞強度也有影響。適度的機械加工硬化能阻止已有裂紋的擴展和新裂紋的產生，提高零件的疲勞強度；但加工硬化過于嚴重，會使零件表面組織變脆，容易出現裂紋，從而使疲勞強度降低。
3，機械加工表面質量對零件耐腐蝕性能的影響
表面粗糙度對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而使零件發生化學腐蝕和電化學腐蝕。
表面層殘余壓應力對零件的耐腐蝕性能也有影響。殘余壓應力使表面組織致密，腐燭性介質不易侵人，有助于提高表面的耐腐蝕能力；殘余拉應力對零件耐腐蝕性能的影響則相反。
4，機械加工表面質量對零件間配合性質的影響
相 配零件間的配合性質是由過盈量或間隙量來決定的。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，從而降低了配合質量，影響 了配合的穩定性；在過盈配合中，如果配合表面的粗糙度大，則裝配時表面波峰被擠平，使得實際有效過盈量減小，降低了配合件的連接強度，影響了配合的可靠 性。因此，對有配合要求的表面應規定較小的表面粗糙度值。
在過盈配合中，如果表面硬化嚴重，將可能造成表面層金屬與內部金屬脫落的現象，從而破壞配合性質和配合精度。
表面層殘余應力會引起零件變形，使零件的形狀、尺寸發生改變，因此它也將影響配合性質和配合精度。
5，機械加工表面質量對零件其他性能的影響
表 面質量對零件的使用性能還有一些其他影響。如對間隙密封的液壓缸、滑閥來說，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；對于滑動零件，減小表面粗糙度能使摩擦系數降低、運動靈活性升高，減少發熱和功率損失；表面層的殘余應力會使零件在使用過程中繼續變形，失 去原有的精度，機器工作性能惡化等。
總之，提高機械加工表面質量，對于保證零件的性能、提高零件的使用壽命是十分重要的。
|
