6.2～6.3加工表面质量、质量工程及ISO9000（课件）- 《 机械加工技术》同步教学（清华版·2017）

单元六　机械加工质量 导　　读 模块一　机械加工精度 模块二　加工表面质量 模块三 质量工程及ISO9000 模块二　机械加工表面质量 一、影响切削加工表面粗糙度的工艺因素及改善措施 1.表面粗糙度的形成 (1)与刀具几何角度有关的因素——几何原因　在理想的切削条件下，刀具相对工件作进给运动时，在加工表面上遗留下来的切削层残留面积(见图，形成理论粗糙度。 图7-25　切削层残留面积 a) 和f对的影响　b)、κ和f对的影响 模块二　机械加工表面质量 (2)与被加工材料性质和切削机理有关的因素——物理原因　切削加工后表面的实际粗糙度与理论粗糙度有较大差别，这是由于在实际切削时，刀具和工件之间产生的切削力和摩擦力使表面层金属产生塑性变形，以及积屑瘤和鳞刺都会使粗糙度值增大。 (3)其它原因　如切削加工条件的变化，工艺系统的振动等。 2.减小表面粗糙度的措施 (1)选择适当的刀具几何参数 1)减小刀具的主偏角κr和副偏角κ′r，以及增大刀尖圆弧半径rε，均可减小切削层残留面积，使表面粗糙度值减小。 2)适当增大前角和后角，刀具易于切入工件，金属塑性变形随之减小，同时切削力也明显减小，这会有效地减轻工艺系统的振动，从而使加工表面粗糙度值减小。 模块二　机械加工表面质量 3)增大刃倾角λs，实际工作前角也随之增大，对减小表面粗糙度值有利。 (2)合理选择切削用量 1)选择较高的切削速度v　实验表明，切削速度越高，切屑和被加工表面的塑性变形就越小，因而粗糙度值就越小。 图7-26　切削速度对表面粗糙度的影响 a)加工塑性材料　b)加工脆性材料 模块二　机械加工表面质量 2)适当减小进给量f　进给量越大，加工表面残留面积就越大，而且塑性变形也随之增大，这样表面粗糙度值就会增大。 (3)改善工件材料组织性能　工件材料组织性能对表面粗糙度的影响很大。 (4)合理选择刀具材料和提高刃磨质量　刀具材料与刃磨质量对产生积屑瘤、鳞刺等影响较大，因而影响着表面粗糙度。 模块二　机械加工表面质量 图7-27　砂轮线速度对 表面粗糙度的影响 二、影响磨削加工表面粗糙度的工艺因素及改善措施 模块二　机械加工表面质量 1.提高砂轮线速度 2.选择适当粒度的砂轮 3.精细修整砂轮工作表面 4.减小磨削深度与工件线速度 图7-28　磨削深度对表面粗糙度的影响 模块二　机械加工表面质量 图7-29　工件线速度对表面粗糙度的影响 三、影响表面层物理力学性能的工艺因素及改善措施 1.表面层的加工硬化 模块二　机械加工表面质量 (1)切削力　切削力越大，塑性变形越大，加工硬化越严重。 (2)切削温度　切削温度越高，软化作用越大，使硬化程度降低。 (3)切削速度　当切削速度很高时，刀具与工件接触时间很短，被切金属变形速度很快，会使已加工表面金属塑性变形很不充分，因而产生的加工硬化也就相应较小。 (1)合理选择刀具的几何参数　尽量采用较大的前角和后角，并在刃磨时尽可能减小切削刃口圆角半径。 (2)使用刀具时，应合理限制其后刀面的磨损程度。 (3)合理选择切削用量　采用较高的切削速度、较小的进给量和较小的背吃刀量。 (4)合理使用切削液。 (5)采用合理的热处理工艺，适当提高被加工材料的硬度。 模块二　机械加工表面质量 2.表面金相组织变化与磨削烧伤 (1)合理选择磨削用量　减小磨削深度ap可以降低工件表面温度，有利于避免或减轻烧伤，但会影响生产率。 (2)合理选择砂轮并及时修整　砂轮硬度太高，自锐性不好，磨削温度就高。 图7-30　一般冷却方法 模块二　机械加工表面质量 (3)改进冷却方法，提高冷却效果　使用切削液可提高冷却效果，避免烧伤。 图7-31　内冷却砂轮结构 1—锥形盖　2—冷却液通孔 3—砂轮中心腔 4—有径向小孔的薄壁套 模块二　机械加工表面质量 3.表面层的残余应力 (1)冷态塑性变形引起的残余应力　在切削力作用下，已加工表面层金属会产生强烈的塑性伸长变形，此时基体金属层受到影响而处于弹性伸长变形状态。 (2)热态塑性变形引起的残余应力　工件加工表面在切削热作用下产生热膨胀，此时表层金属温度高于基体温度，因此表层产生热压应力。 (3)金相组织变化引起的残余应力　切削时产生的高温会引起表面层金属金相组织的变化。 模块二　机械加工表面质量 图7-32　题7-6图 模块二　机械加工表面质量 图7-33　题7-7图 模块二　机械加工表面质量 图7-34　题7-8图 1) 在车床上车孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。 模块二　机械加工表面质量 2) 在车床三爪自定心卡盘上车孔时，引起内孔和外圆的同轴度误差、端面和外圆的垂直度误差。 模块三 质量工程及ISO9000 5.7.1 质量管理的发展史 1. 工业时代以前的质量管理 这时期