切削参数变化对加工表面质量的影响ppt课件

,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,2.3,切削参数变化对加工表面质量的影响,2.3切削参数变化对加工表面质量的影响,1,表面质量,已加工表面质量：,是指零件在加工后其表面的状态。,包括：,1、,零件表面层的微观几何结构，即表面形貌,。,2、,表层金属材料性质发生变化的情况。,表面质量已加工表面质量：是指零件在加工后其表面的状态。,2,表面质量包括：,表面形貌,和,表面层材质变化,表面粗糙度,表面波度,残余应力,加工硬化,表层金相组织变化,残余应力,3,切削参数的影响,切削参数包括：,1、切削速度,v,。2、进给量,。3、切削深度,a,p,。,切削参数的影响切削参数包括：,4,1、,切削速度,对表面质量的影响,在不使用切削液的条件下，切削速度增大到一定值后，表面粗糙度随着切削速度增大而降低。,1、切削速度对表面质量的影响在不使用切削液的条件下，切削速度,5,在实际生产中，切削液的使用很好的改善了加工表面质量。,切削速度增大一定值时，其变化对表面粗糙度的影响不明显。,较大的切削速度下，都可以得到镜面。,在实际生产中，切削液的使用很好的改善了加工表面质量。,6,从图可以看出，残留应力在切削速度方向和进给方向呈现出不同的变化规律。在,切削速度方向,随着切削速度增大，残留应力由残留压应力逐渐变为残留,拉应力,；在,进给方向，,改变切削速度时，残留应力一直是残留,压应力,。,改变切削速度时，相应地改变了已加工表面所承受的塑性变形、切削温度的大小与分布情况，因而影响己加工表面的残留应力。,提高切削速度时，切削温度引起的热应力所占比重增大，因而切削速度方向的残留压应力减小而残留拉应力增大。,从图可以看出，残留应力在切削速度方向和进给方向呈现出不同的变,7,切削速度增加时，塑性变形减小，塑性变形区也缩小，因此，硬化层深度减小。,另一方面，且由于切削速度的增加，切削温度升高，回复作用增大，冷硬层随之减小。,但切削速度增加，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了。,当切削温度超过一定温度时，表面层组织将产生相变，形成淬火组织。,因此，硬化层深度及硬化程度又将增加。硬化层深度先是随切削速度的增加而减小，然后又随切削速度的增加二次增大,第一变形区（剪切滑移）,第二变形区（挤压摩擦）,第三变形区（挤压摩擦回弹）,切削速度增加时，塑性变形减小，塑性变形区也缩小，因此，硬化层,8,2、,进给量,对表面质量的影响,减少进给量可以使表面粗糙度值减少，但是有一定的上限值，其具体值由其他因素决定，比如刀具、材料、切削液等。,如右图例在进给量f5m/r时，均达到Rmax0.05m的加工表面粗糙度。,2、进给量对表面质量的影响减少进给量可以使表面粗糙度值减少，,9,改变切削深度对残余应力影响不大。,由于进给量的大小影响刀具与工件在进给方向上的相对运动速度，同时也影响刀具与工件的接触时间，当进给量增大时，已加工表面在进给方向受压而产生,塑性变形,时间缩短，从而使已加工表面的塑性变形程度降低，导致残留压应力减小。,铣削随着轴向进给量的增大，切削力随之增大，金属表层的塑性变形区域也随之增大，工件表面的切削温度升高，会使由热塑性变形引起的残余拉应力增大，从而工件表面上的残余压应力减小。,改变切削深度对残余应力影响不大。铣削随着轴向进给量的增大，切,10,当进给量比较大时，加大进给量，切削力增大，表面层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增加。,当进给量比较大时，加大进给量，切削力增大，表面层金属的塑性变,11,3、,切削深度,对表面质量的影响,背吃刀量对粗糙度的影响如图所示,在超精密加工范畴内，背吃刀量变化对加工表面粗糙度影响很小。,3、切削深度对表面质量的影响背吃刀量对粗糙度的影响如图所示,12,背吃刀量减少，表面残留应力也减少，但超过某临界值时，背吃刀量减少反而使加工表面残留应力增加。,背吃刀量减少，表面残留应力也减少，但超过某临界值时，背吃刀量,13,切削深度直接影响刀具作用于工件表面的力的大小。,当切削深度较小时，增大切削深度主要是增大了刀刃对已加工表面的挤压，由于已加工表面的弹性恢复层厚度增大也增大了后刀面对已加工表面的摩擦和挤压，因而表面残压应力增大。,当切削深度较大时,切削温度升高,热应力引起的残留拉应力增加，因而抵消了一部分残留压应力。,压应力极大值,切削深度直接影响刀具作用于工件表面的力的大小。压应力极大值,14,冷作硬化现象受切削参数一定程度的影响，同时很大程度受刀具的影响。而且采用有效的冷却润滑措施，可使加工硬化层深度减小。,在精密加工范畴内，切削速度、进给量、切削深度等切削参数变化对粗糙度的影响不明显，但是对已加工表面残留应力的影响具有不同的规律性。,在切削速度方向，随着切削速度增大，残留应力由残留压应力逐渐变为残留拉应力；在进给方向，改变切削速度时，残留应力仍然是残留压应力。,当进给量增大时，进给方向的残留压应力逐渐减小。,切削深度变化时，当切削深度为某一数值时，进给方向的残留压应力有一极大值。,冷作硬化现象受切削参数一定程度的影响，同时很大程度受刀具的影,15,切削用量选择的基本原则：,1.根据工件加工余量和粗、精加工要求，选定背吃刀量。2.根据加工工艺系统允许的切削力，其中包括机床进给系统、工件刚度及精加工时表面粗糙度要求，确定进给量。3.根据刀具耐用度，确定切削速度。,粗车：中等或较慢的,切削速度,，大的,吃刀量,，大的,进给速度,(一般要根据机床的强度、装夹的牢固程度以及零件切削时是否产生振动选择合理的吃刀量、进给量和切削速度切削速)。,精车：尽量,高的转速,，尽量,小的合理的吃刀量,(注意有的吃刀量太小表面粗糙度会很差)。进给量的选择要根据表面粗糙度要求选择,合理的进给量,，不然如果走刀速度过低，要求很差的粗糙度零件就会加大成本。,切削用量选择的基本原则：1.根据工件加工余量和粗,16,磨削烧伤,当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。,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。,裂纹通常与烧伤相伴而生。,磨削烧伤当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的,17,以平面磨削为例，磨削深度对温度影响极大，从减轻烧伤考虑，磨削深度不宜过大。,加大横向进给两对减轻烧伤有好处。,加大工件的回转速度可减少烧伤，如果因此导致粗糙的增加，可以同时提高砂轮转速。,磨削参数对烧伤的影响,以平面磨削为例，磨削深度对温度影响极大，从减轻烧伤考虑，磨削,18,磨削参数对表面残余应力的影响,磨削深度对表层残余应力的性质、数值有很大影响，呈抛物线形状。,提高砂轮速度将使表面金属产生拉伸残余应力的倾向增大。,加大工件的回转速度和进给速度，使热作用时间减少，而塑性变形因素的影响加大。产生残余拉应力的趋势减小，而产生残余压应力的趋势逐渐增大。,磨削参数对表面残余应力的影响磨削深度对表层残余应力的性质、数,19,常见的三种烧伤形式,1、,回火烧伤，指当磨削区温度显著地超过钢的回火温度但仍低于相变温度时，工件表层出现回火屈氏体或回火索氏体软化组织的情况。,2、淬火烧伤，当磨削区温度超过相变温度时，工件表层局部区域就会变成奥氏体，随后受到冷却液及工件自身导热的急速冷却作用而在表面极薄层内出现二次淬火马氏体，次表层为硬度大为降低的回火索氏体，这就是二次淬火烧伤。,3、退火烧伤，当工件表面层温度超过相变临界温度时，则马氏体转变为奥氏体。若此时无冷却液，表层金属空冷冷却比较缓慢而形成退火组织。硬度和强度均大幅度下降。这种现象称为退火烧伤。,常见的三种烧伤形式 1、回火烧伤，指当磨削区温度显著地超过,20,改善磨削烧伤的途径,磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤及裂纹主要有三个工艺途径：,1、正确选用砂轮，例如可采用颗粒较粗、较软、组织较疏松的砂轮；砂轮磨损后应及时修整。,2、改善磨削时的冷却条件，如采用内冷却方法；设法使冷却液渗透到磨削区中。,3、合理选择磨削用量，例如提高工件的转速，采用较大的横向进给量和较小的磨削深度。,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,21,thankyou！,thankyou！,22,