汽车零件机械加工质量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,第,4,章汽车零件机械加工质量,掌握零件机械加工精度包括的内容,了解零件机械加工误差的主要影响因素及应对,了解零件机械加工表面质量的形成及其影响因,素和应对措施,【学习目标】,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,机械加工质量及其内容,影响汽车产品质量的主要因素包括：,零,件的材料、零件的加工制造、产品的装配与,调试,等。,其中，汽车零件加工质量是影响汽车产,品工作性能、使用寿命和可靠性等的重要质,量指标，是保证产品质量的基础。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,尺寸精度,形状精度,位置精度,（通常形状误差限制在位置公差内，,位置公差限制在尺寸公差内）,表面粗糙度,波度,纹理方向,伤痕,（划痕、裂纹、砂眼等）,加工精度,表面质量,表面几何形状精度,表层加工硬化,表层金相组织变化,表层残余应力,机械加工质量内容：,加工精度、表面质量。,表面缺陷层,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.1,机械加工精度及其内容,4.1.1,机械加工精度（简称加工精度）概念,一、加工精度,加工精度是指零件加工后的实际几何参数,（尺,寸、形状、表面间的相对位置）,与理想几何参数相,符合的程度。,越接近，精度越高，反之越低。,二、加工误差,加工误差是指加工过程中由于各种因素的影,响，加工后的零件实际几何参数与理想的几何参数,之间的差异。,加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差,越大加工精度越低，反之精度越高，但相对加工成,本也高，生产效率相对较低。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、尺寸精度,指加工后零件表面本身（如直径、长度）或表,面之间相对位置（如表面间的距离）的实际尺寸与,理想零件尺寸之间的符合程度。,即尺寸公差。,二、形状精度,指加工后零件表面本身的实际形状与理想零件,表面形状相符合的程度。,即形状公差：,三、位置精度,指零件加工后各表面间实际位置与理想零件各,表面间位置的符合程度。,即位置公差：,4.1.2,机械加工精度具体内容,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,4.2.1,机床误差,一、主轴误差,1,主轴回转运动误差,实际加工过程中，主轴,回转轴心线的位置随时都在,变动，即存在运动误差。,其运动误差表现为三种,形式：,径向跳动,、,轴向窜动、,差、角度摆动误差，,如右图,所示。,主轴回转误差的三种基本形式,a),径向跳动误差,b),轴向窜动误差,c),角度摆动误差,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,2.,主轴旋转轴线与导轨的平行度误差,如果车床主轴旋转轴线与导轨在水平面内不平,行时，工件表面将被加工成圆锥体。如果车床主轴,旋转轴线与导轨在垂直面内不平行时，工件将被加,工成双曲线回转体。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,二、导轨误差,1,导轨在水平面内的直线度误差,为误差敏感方向，使工件加工后产生圆柱度误差,（鞍形或鼓形）。,机床导轨在水平面内的直线度误差,对加工精度的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,2,导轨在垂直面内的直线度误差,在纵向车削中，为非敏感方向，其误差可忽,略；但在刨、铣削加工中，如导轨出现中凹，则易,使工件产生凹形。,机床导轨在垂直面内的直度误差对加工精度的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,3,两导轨间的平形度误差,导轨会发生扭曲。刀尖相对于工件在水平和垂,直两个方向上发生,偏移，会使加工出,的工件产生圆柱度,误差（呈鞍形、鼓,形或锥度等）。,机床导轨扭曲对工件形状的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,三、传动链误差,指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。,例如,，车螺纹时，要求主轴与传动丝杠的转速,比恒定，即工件转一周，刀具应移动一个导程，这,种运动关系是由刀具与工件间的传动链来保证的。,由于传动链中各传动元件都有,制造误差,、,装配误差,和,磨损,，会破坏正确的运动关系，使工件产生螺距,误差。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,4.2.2,刀具误差,一、刀具制造误差对加工精度的影响,刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同,而不同。如,定尺寸刀具,（如钻头、铰刀、孔拉）；,成形刀具,（成形车、铣刀、砂轮；齿轮模数铣刀）；,展成刀具,（齿轮滚刀、插齿刀；花键滚刀等）。,加工时，刀具切削刃的几何形状及有关尺寸误,差会影响工件的加工精度。,对于一般刀具（如车、镗、铣刀等），其制造,误差对工件的加工精度无直接影响，但刀具的刃磨质,量对加工精度影响较大。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,一、刀具磨损对工件加工精度的影响,任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生,磨损，并由此引起工件尺寸和形状的改变。车刀磨,损将使工件产生锥度；成形刀具加工时，会造成工,件的形状误差。,刀具磨损过程：,初期快，中期慢，,后期快。,如图所示。,a,）刀具的尺寸磨损,b,）刀具的磨损过程,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,工艺系统：,是指由机床、夹具、工件、刀具所,组成的一个弹性系统。,在切削加工过程中，由于切削力、传动力、惯,性力、夹紧力以及重力的作用，工艺系统会产生弹,性变形，从而破坏了刀具与工件之间的准确位置，,使之产生加工误差。,工艺系统刚度：,指在外力作用下，工艺系统抵,抗变形的能力。工艺系统的刚度随切削力着力点位,置的变化而变化,4.2.3,工艺系统的受力变形及其对加工精度的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、机床刚度及其对加工精度的影响,机床刚度取决于机床各零部件的刚度，零部件的刚,度又与其结构尺寸和制造、装配质量有关。如零件间的,接触刚度、连接刚度、零件间的间隙等，都是影响机床,刚度的主要因素。,如车床刚度较差，用两顶尖顶住粗而短的光轴进行,车削时，在切削力作用下，尾座刚度较小而,“,让刀,”,变,形,4.2.3,工艺系统的受力变形及其对加工精度的影响,大，切削薄；但主轴箱刚,度相对大变形小，切削厚。,工件会产生双曲线圆柱度,误差而成为鞍形，如图所,示。,两顶尖顶住短而粗的光轴进行车削时,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、工件刚度及其对加工精度的影响,工件刚度及其受力变形与工件本身的几何形状、,尺寸、装夹方式有关。,1,工件在两顶尖间装夹车削相对细长的光轴,在切削力作用下，工件因弹性变形而出现,“,让,刀,”,现象。随刀具的进给，在工件全长上切削深度,将,会由多变少，然后再由少变多，结果使零件产生腰,鼓形，如图所示。,a,）工件在两顶尖间装夹,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、工件刚度及其对加工精度的影响,2,工件在卡盘中悬臂装夹车削,工件形状将成喇叭形，如图,b,）所示。,3,工件装夹在卡盘上并用后顶尖顶住车削,加工后的工件成,“,鸡腿形,”,，如图,c,）所示。,b),工件悬臂装夹,c,）工件一端夹一端顶,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,三、夹紧力引起的加工误差,1,夹紧力作用点和方向不当引起的误差,工件在安装时，由于工件刚度较低或夹紧力作,用点和方向不当，会引起工件产生相应的变形，造,成加工误差。如图所示。,夹紧不当引起加工误差,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,2,薄壁件夹紧变形引起的误差,对于薄壁筒形工件，其径向刚度很差，当被夹,紧在机床夹具中时，在径向夹紧力的作用下，工件,会发生变形，对加工精度的影响甚大。如图所示。,薄壁件夹紧变形引起的误差,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2,影响机械加工精度的主要因素,四、刀具刚度及其对加工精度的影响,1,钻孔时,钻孔刀具刚度的影响钻头的径向刚度很低，钻,孔时钻头受力后易引起轴线弯曲、偏斜，将导致被,加工孔的尺寸、形状、相互位置产生误差。,2,镗孔时,不同的镗孔方式加工，受镗孔刀杆刚度的影,响，将使镗孔产生不同误差。如后图所示。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一般情况下，悬臂梁式镗孔比有导向和前、后双导向装,置的镗孔误差影响要大些。,不同镗孔形式,a,）镗刀杆无导向,b,）镗刀杆后导向,C,）镗刀杆前、后双导向,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,3,磨内孔时刀杆刚度的影响,磨削加工直径较,小的深长内孔时，磨,刀杆直受到限制，如,悬臂较长，在磨削力,作用下，会使内孔产,生锥度误差，如图所,示。,悬臂磨细长内孔误差示意,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,五、复映误差,指毛坯加工余量不均，材料硬度变化导致切削,力大小变化而引起的加工误差。,如图所示，工,件的毛坯外形虽然,具有粗略的零件形,状，但它在尺寸、,形状以及表面层材,料硬度均匀性上都,有较大的误差。,毛坯形状误差的复映,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,减小切削用量、补偿工艺系统有关部件的受力变,形、提高工艺系统刚度等。,减小切削用量是一种比较消极的办法，补偿受力,变形也往往由于结构限制或加工调整过于复杂而,受到限制。,根本的解决办法是提高工艺系统的刚度，特别是,提高工艺系统中薄弱环节的刚度。,六、控制工艺系统受力变形的主要措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,六、控制工艺系统受力变形的主要措施,对薄壁套类零件的加,工，可采用另加刚性开,口夹紧环或改用端面轴,向夹紧等措施，如图示。,细长轴类零件的车削加,工，采用中心架、跟刀,架或前后支承架等措施。,对工件薄弱部分增加辅,助支承。,提高薄壁零件加工,刚度的措施,端面轴向夹紧,开口夹紧环,工件,工件,1,提高工件加工时的刚度,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,2,提高刀具的刚度,提高刀具的刚度，除从刀具材料、结构和热处,理等方面采取相应措施外，还可采用以下措施：,钻孔时采用,钻套,提高钻头的导向刚度。,镗孔时，采用,导向支承,或,专用镗模,以提高镗刀的,刚度；,采用具有对称刃口的镗刀块（如,浮动镗刀）,代替,单头刀刃，以提高镗刀杆在加工时的刚度。,六、控制工艺系统受力变形的主要措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,3,提高机床和夹具的刚度,加工中使用的机床和夹具，由较多数量的零件,组成，提高它们的刚度除了提高其组成零件本身的,刚度外，还应着重提高各有关组成零件的接触刚度,和连接刚度。,六、控制工艺系统受力变形的主要措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,热变形：,指机械加工过程中，工艺系统要产生,热量；工艺系统受热而引起的变形。,一、工艺系统的热源,1,切削热,2,摩擦热和传动热,3,环境热,4.2.4,工艺系统的热变形及其对加工精度的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,No,Image,No,Image,工艺,系统,热源,切削热,摩擦热,传动热,外,部,热,源,内,部,热,源,环境热,辐射热,切削层弹、塑性变形、,刀面与切屑和已加工,面的摩擦,机床运动摩擦、液压,传动、电机温升等,阳光、照明、,取暖设备等,环境温度,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、工件均匀受热,工件的热变形是由切削热引起的，热变形情况与,加工方法和受热是否均匀有关。,在车、磨外圆时工件均匀受热而产生热伸长，,冷却后收缩，产生尺寸或形状误差。,当工件能够自由伸长时，工件的热变形主要影响,尺寸精度，否则工件还会产生圆柱度误差；加工,螺纹时产生螺距误差。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,三、工件不均匀受热,当工件进行铣、刨、磨等平面的加工时，工件,单侧受热，上下表面温升不等，从而导致工件向上,凸起，中间切去的材料较多，冷却后被加工表面呈,凹形，造成形状误差，如图所示。,a),磨削前的薄板工件,b),磨削时热膨胀形状,c),磨削后薄板工件上平面形状,工件不均匀受热时的变形,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,减少工件热变形的主要措施：,采用有效的冷却措施，例如在切削区给以充足的,切削液。,提高切削速度，使大部分切削热量来不及传给工,件，而是被切屑带走。,在接近零件尺寸要求之时，减小吃刀量；粗、精,加工分开，减少切削热和磨削热。,对某些加工方法，夹紧工件时，考虑对其热变形,伸长受阻而被顶弯进行补偿。如在外圆磨床磨削,轴类零件时，采用弹性顶尖等。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,三、刀具热变形,刀具热变形的热源主要是切削热，尽管这部分,热量很小（占总热量的,3%,5%,），但因刀具体积,小，热容量小，因此刀具的工作表面易被加热到很,高温度。,减少刀具热变形对加工精度影响的措施：,减小刀具伸出长度；,改善散热条件；,改进刀具角度以减小切削热；,合理选用切削用量；,充分冷却等。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,四、机床热变形：,不同类型的机床因其结构与工作条件的差异而使热,源和变形形式各不相同。,磨床的主要热源是砂轮主轴的摩擦热及液压系统的,发热；而车、铣、钻、镗等机床的主要热源则是主轴箱。,机床热变形形态如图所示。,a),车床受热变形形态示意,b,）铣床受热变形形态示意,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,减小机床热变形的措施：,1.,机床设计时采用热对称结构及热补偿结构；,2.,切削前，让机床高速空运转几分钟，使其迅,速达到热平衡后，再投入切削；,3.,在机床上设置可控制的热源给机床局部加热，,使其较快达到热平衡状态，并保持机床在整个加工,过程中热平衡状态稳定；,4.,充分冷却和强制冷却，控制环境温度、隔离,外部热源等方法。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2.5,工件内应力引起的变形,内应力：,是指当外部载荷去掉以后，仍残留在,工件内部的应力。,它是由于在冷、热加工中，金属内部相邻的宏,观或微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生的。,具有内应力的零件，其内部组织有强烈的要恢,复到一个稳定的没有内应力的倾向和状态。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、内应力产生的原因,1,毛坯制造中产生的内应力,如图示的铸件壁厚不均匀。,2,冷校直时产生的内应力,如图所示。,3,切削加工产生的内应力,在切削加工形成的力,和热的作用下，使被加工,表面产生塑性变形，也能,引起内应力，并在加工后,引起工件变形。,不同壁厚的铸件,薄壁,薄壁,厚壁,冷校直及产生的内应力状态,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、减小或消除内应力的措施,1,采用适当的热处理工序,对铸、锻、焊接件，常进行退火、正火或人工,时效处理后再进行机械加工。对重要零件，在粗加,工和半精加工后还要进行时效处理。,2,给工件足够的变形时间,对精密零件粗精加工应分开；大型零件，粗、,精加工一般安排在一个工序内进行，故粗加工后先,将工件松开，使其自由变形，再以较小夹紧力夹紧,工件进行精加工。,3,合理设计零件结构,零件结构要简单，壁厚要均匀。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.2.6,其他原因,一、试切法调整引起的误差,1,测量误差,测量器具误差、测量温度变化、测量力以及视,觉偏差等引起的误差。,2,微量进给的影响,刀具的实际进给量与手轮转动刻度数总要偏大,或偏小，造成加工误差。,3,切削厚度的影响,切削厚度薄，工件让刀小，反之则大。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、按定程机构调整,在半自动、自动机床和自动线上，广泛应用行,程挡块、靠模及凸轮等机构来保证加工精度。这些,机构的制造精度和磨损，以及与其配合使用的离合,器、行程开关、控制阀等的灵敏度成了影响调整误,差的主要因素。,三、用样板或样件调整,在各种仿形机床、多刀机床和专用机床的加工,中，常采用样件或样板来调整刀具、机床与工件之,间的相对位置，因此样件或样板本身的制造误差、,安装误差、对刀误差就成了影响调整误差的主要因,素。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.3,表面质量的形成及主要影响因素,表面粗糙度,表面波度,伤痕（缺陷）,表面加工纹理,加工表面几何形状特征,4.3.1,机械加工表面质量的内容,一、表面微观几何形状特征,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、表面微观几何形状特征,表面粗糙度：,已加工面微观几何形状误差。,表面波度：,宏观几何形状误差与表面粗糙度之间的周期,性几何形状误差。,a,）波度,b,）表面粗糙度,零件加工表面的粗糙度与波度,R,Z,H,R,Z,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、表面微观几何形状特征,伤痕（缺陷）,指砂眼、夹杂、,气孔、裂纹、,划痕等。,表面加工纹理,指刀痕方向，,取决于加工,方法。,表面加工纹理,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、表层金属的力学物理性能和化学性能,机械加工切削力和切削热的综合作用，被加工,表面层的力学物理性能和化学性能都有一定的变化，,主要表现为：,因加工表面层的塑性变形所引起的,表面加工硬化。,由切削或磨削热所引起,表面层金相组织的变化。,因切削加工引起的,表面层残余应力。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,1,几何因素的影响,与刀具对工件运动快慢、吃刀量、刀尖形状有关。,车削残留刀痕,a,）尖刀切削,b,）圆弧刀切,削,4.3.2,表面粗糙度的形成及影响因素,一、切削加工的表面粗糙度,2,塑性变形的影响,切削过程中存在,金属塑性变形，易形,成积屑瘤、磷刺、振,动、摩擦、切削刃不,平等、切屑划伤等。,3,工艺系统振动的,影响,易形成波纹。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,积屑瘤：,在中、低速切削塑性金属材料时，因,高温、高压和摩擦阻力，在前刀面接触的刀尖处，,形成形状不规则、硬度很高的硬块。,它能代替切削刃,切削工件，使工件表,面产生沟状划痕，粗,糙度值增大。,如图所示。,积屑瘤,刀具,切屑,工件,积屑瘤,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、磨削加工的表面粗糙度,影响因素有,3,个：,1,磨削用量的影响,增大磨削深度和工件的线速度，将使塑性变形,加剧，使表面粗糙度值增大。,2,砂轮的粒度与修整的影响,砂轮粒度越细，单位表面磨粒越多，磨削刻痕,越细，表面粗糙度值越小。但粒度不宜过细。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,3,砂轮硬度的影响,砂轮硬度：,是指磨粒在磨削力作用下从砂轮上,脱落的难易程度。,砂轮太硬，磨粒不易脱落，磨钝的磨粒会使工,件表面粗糙度值增大；砂轮太软，磨粒易脱落，磨,粒间隔增大，表面粗糙度值也会增大。,砂轮硬度常在中软范围内选取，一般情况下，,被加工材料硬的选较软的砂轮，反之选较硬的砂轮。,二、磨削加工的表面粗糙度,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,1,表面层的加工硬化,加工硬化：,加工时，工件表面层金属受切削力作用产生,强烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶粒间产生滑移剪切，晶粒,被拉长、纤维化甚至碎化，从而使得一定深度的表面层硬度,增加，塑性降低的现象。,影响表面层加工硬化的主要因素：,进给量增加，刀具前角减小时，切削力增大，使加工硬,化严重。,金属材料塑性越大，导热性越好，加工后的强化现象越,严重。,切削速度很高，变形速度很快时，塑性变形不充分，因,此硬化程度可减小甚至会完全消失。这种现象称作,弱化,。,改善措施：,再结晶退火。,三、表面层物理力学性能和化学性能的,影响因素及其改善措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,2,表面层残余应力,指机械加工中力和热的作用，使加工后的工件,表面层及其与基体材料的交界处仍残留的弹性应力。,表面残余应力的产生的原因：,冷态塑性变形引起的残余应力；,热态塑性变形引起的残余应力；,金相组织变化引起的残余应力。,表面残余应力易使工件表面产生裂纹和疲劳损坏。,改善措施：,适当减小切削用量，加强散热。,二、表面层物理力学性能和化学性能的,影响因素及其改善措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,3,、表面层金相组织变化,磨削烧伤：,指在磨削加工中，磨削热大量传给,工件，使工件表层温度高达,800,1200时,（超过相,变温度）,引起工件表面金相组织变化，强度、硬度,降低、表层氧化变色的现象。,磨削烧伤的危害：,破坏表层组织，严重时产生,裂纹，表面质量恶化，严重影响使用性能。必须力,求避免。,淬火钢产生磨削烧伤的三种形式：,回火烧伤，,淬火烧伤，退火烧伤。,二、表面层物理力学性能和化学性能的,影响因素及其改善措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,控制和避免磨削烧伤的措施：,减少磨削热的产,生；加速磨削热的散出（喷雾冷却、高压冷却、砂,轮内冷却）。,带空气挡板冷却喷嘴,内冷却砂轮,a,）,槽均匀分布,b,）,90,度内变距开槽,开槽砂轮,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,4.4,表面质量对零件使用性能的影响,加工表面质量对零件耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性、,配合性质等使用性能产生不同程度的影响。,摩擦消耗能量（如汽车发动机在满负荷工作时，,大约有20的功率消耗在摩擦上），而且使零件产,生磨损，缩短零件和机器的使用寿命。,零件的耐磨性与摩擦副的,材料、润滑条件,和,零,件的表面加工质量,等因素有关。,4.4.1,表面质量对零件耐磨性的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、表面粗糙度对零件耐磨性的影响,1,第阶段,-,初期磨损阶段,（磨损快）,2,第阶段,-,正常磨损阶段,（耐磨性最好，持续时,间较长，处于最佳配合和运转状态）,3,第阶段,-,急剧磨损阶段,（磨损急剧增大）,磨损过程如图示：,时间,磨,损,量,0,零件磨损过程曲线图,一般情况下，表面,粗糙度值小，耐磨,性好；但并不是越,小越耐磨。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、表面纹理方向对零件耐磨性的影响,表面纹理方向能影响金属表面的实际接触面积,和润滑液的存留情况。,轻载时，两表面的纹理方向与相对运动方向一,致时，磨损最小；,当两表面纹理方向与相对运动方向垂直时，磨,损最大。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,表面层的加工硬化，一般能提高耐磨性,0.5,l,倍。,但过度的加工硬化会使金属组织疏松，甚至出,现疲劳裂纹和疲劳剥落现象，从而使耐磨性下,降。所以零件的表面硬化层必须控制在一定的,范围之内。,三、表面层加工硬化对零件耐磨性的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,一、表面粗糙度及缺陷对零件疲劳强度的影响,在交变载荷作用下，表面微观不平的凹谷处和,表面层的缺陷处容易引起应力集中而产生疲劳,裂纹，造成零件的疲劳破坏。,减小零件表面粗糙度值可使零件的疲劳强度有,所提高。,对于一些承受交变载荷的重要零件，如曲轴的,曲拐与轴颈交界处，精加工后常进行光整加,工，以减小零件的表面粗糙度值，提高其疲劳,强度。,4.4.2,表面质量对零件疲劳强度的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,二、加工硬化对零件疲劳强度的影响,表面层的适度硬化可以在零件表面形成一个硬,化层，它能阻碍表面层疲劳裂纹的出现，从而,使零件疲劳强度提高。,零件表面层硬化程度过大，反而易于产生裂纹。,硬化程度与硬化深度应控制在一定的范围内。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,三、表面层残余应力对零件疲劳强度的影响,当表面层存在残余压应力时，能延缓疲劳裂纹的,扩展，提高零件的疲劳强度；,当表面层为残余拉应力时，容易使零件表面产生,裂纹而降低其疲劳强度。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,表面强化工艺,是指人为地在零件表面层造成压,缩残余应力，以提高零件的疲劳强度和抗腐蚀能力,的工艺方法。,主要措施有：,滚挤压加工,和,喷丸强化,。,滚挤压,汽车曲轴轴颈圆角已成为曲轴加工工艺,过程中的重要工序之一。,滚挤压,可减小表面粗糙度值，强化被滚挤压的,表面，减小切削加工时残留的刀痕等缺陷，降低了,应力集中，疲劳强度可提高60以上。,四、表面强化工艺措施,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,1,滚挤压加工形式,按滚挤压工具对工件表面施力的机构不同，分为弹,性施力（如图,a,）所示）和刚性施力机构（如图,b,）,c,）、,d,）、,e,）所示）两种。,c,）,滚挤压加工示意图,滚压加工原理图,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,2,喷丸强化,喷丸强化常用铸铁丸、钢丸、铝丸、玻璃丸等,不同材料的零件表面高速地喷射，使被丸粒打击的,表面产生塑性变形，形成冷硬层和残余压应力，达,到提高零件疲劳强度和抗腐蚀能力，延长使用寿命,的目的。,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,零件表面越粗糙，与空气的接触面积越大，也,越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与腐蚀作,用越强烈，氧化趋势也越大。,增强零件的耐腐蚀性应对措施：,减小零件表面粗糙度值，对零件表面进行抛光,等精整或光整加工。,对零件表面层造成压缩残余应力和一定程度的,强化，能使零件表面层紧密，腐蚀性物质不易,进入。,4.3.3.,表面质量对零件耐腐蚀性的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,在间隙配合中，如配合表面粗糙，则会使配合件,很快磨损而增大配合间隙，改变配合性质，降低,配合精度；,在过盈配合中，如配合表面粗糙，则装配后配合,表面的凸峰被挤平，配合件之间的有效过盈量减,小，降低配合件之间连接强度，影响配合的可靠,性。,4.3.4,表面质量对配合性质及零件其他性能的影响,第,4,章,汽车零件机械加工质量,汽车制造工艺基础,