機械制造與自動化專業畢業論文[1](編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 不同的密度,亦具有不同的比容的變化必然要受到與相連的基體金屬的阻礙,因而就有殘余應力產生。(2)工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇。選擇零件主要工作表面最終工序加工方法,須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的損壞形式。在交變載荷作用下,機器零件表面上的局部微觀裂紋,會因拉應力的作用使原生裂紋擴大,最后導致零件斷裂。從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮,該表面最終工序應選擇能在該表面產生殘余壓應力的加工方法。在切削加工過程中，刀具對工件的擠壓和摩擦使金屬材料發生塑性變形，引起原有的殘留面積扭曲或溝紋加深，增大表面粗糙度。當采用中等或中等偏低的切削速度切削塑性材料時，在前刀面上容易形成硬度很高的積屑瘤，它可以代替刀具進行切削，但狀態極不穩定，積屑瘤生成、長大和脫落將嚴重影響加工表面的表面粗糙度值。另外，在切削過程中由于切屑和前刀面的強烈摩擦作用以及撕裂現象，還可能在加工表面上產生鱗刺，使加工表面的粗糙度增加。4磨削表面層金相組織變化——磨削燒傷1．磨削表面層金相組織變化與磨削燒傷機械加工過程中產生的切削熱會使得工件的加工表面產生劇烈的溫升，當溫度超過工件材料金相組織變化的臨界溫度時，將發生金相組織轉變。在磨削加工中，由于多數磨粒為負前角切削，磨削溫度很高，產生的熱量遠遠高于切削時的熱量，而且磨削熱有60~80%傳給工件，所以極容易出現金相組織的轉變，使得表面層金屬的硬度和強度下降，產生殘余應力甚至引起顯微裂紋，這種現象稱為磨削燒傷。產生磨削燒傷時，加工表面常會出現黃、褐、紫、青等燒傷色，這是磨削表面在瞬時高溫下的氧化下膜顏色。不同的燒傷色，表明工件表面受到的燒傷程度不同。磨削淬火鋼時，工件表面層由于受到瞬時高溫的作用，將可能產生以下三種金相組織變化：1）如果磨削表面層溫度未超過相變溫度，但超過了馬氏體的轉變溫度，這時馬氏體將轉變成為硬度較低的回火索氏體或索氏體，這叫回火燒傷。2）如果磨削表面層溫度超過相變溫度，則馬氏體轉變為奧氏體，這時若無切削液，則磨削表面硬度急劇下降，表層被退火，這種現象稱為退火燒傷。干磨時很容易產生這種現象。3）如果磨削表面層溫度超過相變溫度，但有充分的切削液對其進行冷卻，則磨削表面層將急冷形成二次淬火馬氏體，硬度比回火馬氏體高，不過該表面層很薄，只有幾微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和索氏體，使表面層總的硬度仍然降低，稱為淬火燒傷。2．磨削燒傷的改善措施影響磨削燒傷的因素主要是磨削用量、砂輪、工件材料和冷卻條件。由于磨削熱是造成磨削燒傷的根本原因，因此要避免磨削燒傷，就應盡可能減少磨削時產生的熱量及盡量減少傳入工件的熱量。具體可采用下列措施：1）合理選擇磨削用量 不能采用太大的磨削深度，因為當磨削深度增加時，工件的塑性變形會隨之增加，工件表面及里層的溫度都將升高，燒傷亦會增加；工件速度增加，磨削區表面溫度會增高，但由于熱作用時間減少，因而可減輕燒傷。2）工件材料 工件材料對磨削區溫度的影響主要取決于它的硬度、強度、韌性和熱導率。工件材料硬度、強度越高，韌性越大，磨削時耗功越多，產生的熱量越多，越易產生燒傷；導熱性較差的材料，在磨削時也容易出現燒傷。3）砂輪的選擇 硬度太高的砂輪，鈍化后的磨粒不易脫落，容易產生燒傷，因此用軟砂輪較好；選用粗粒度砂輪磨削，砂輪不易被磨削堵塞，可減少燒傷；結合劑對磨削燒傷也有很大影響，樹脂結合劑比陶瓷結合劑容易產生燒傷，橡膠結合劑比樹脂結合劑更易產生燒傷。4）冷卻條件 為降低磨削區的溫度，在磨削時廣泛采用切削液冷卻。為了使切削液能噴注到工件表面上，通常增加切削液的流量和壓力并采用特殊噴嘴，并在砂輪上安裝帶有空氣擋板的切削液噴嘴，這樣既可加強冷卻作用，又能減輕高速旋轉砂輪表面的高壓附著作用，使切削液順利地噴注到磨削區。此外，還可采用多孔砂輪、內冷卻砂輪和浸油砂輪，切削液被引入砂輪的中心腔內，由于離心力的作用，切削液再經過砂輪內部的孔隙從砂輪四周的邊緣甩出，這樣切削液即可直接進入磨削區，發揮有效的冷卻作用。每個剛加工好的摩檫副的兩個接觸表面之間,最初階段在表面粗糙的峰部觸,實際接觸面積遠小于理論接觸面積,在相互接觸的部有非常大的單位應力,使實際接觸面積處產生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞,引起嚴重磨損。 在交變載荷作用,表面粗糙度的凹谷部位容易引起應力集中產生疲勞紋。表面粗糙度值愈大,表面的紋痕愈深,紋底半徑愈小,抗疲勞破壞的能力就愈差。 零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大,則凹谷中聚積腐蝕性物質就愈多。抗蝕性就愈差。表面層的殘余拉應力會產生應力腐蝕開裂,降低零件的耐磨性,而殘余壓應力則能防止應力腐蝕開裂。3．機械加工表面質量對零件使用性能的影響在機械加工中，零件的加工表面產生微觀不平、殘余應力等各種缺陷，雖然僅存于零件極薄的表面層中，卻嚴重影響著機械零件的精度、耐磨性、配合性、抗腐蝕性和疲勞強度等，從而進一步影響機械的使用性能和使用壽命。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著關鍵性的作用。由于零件表面存在著表面粗糙度，當兩個零件的表面開始接觸時，接觸部分集中在其波峰的頂部，因此實際接觸面積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。當兩個零件作相對運動時，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。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。并且表面粗糙度越大，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，零件則容易引起晶間破壞，產生表面裂紋而降低其疲勞強度。表面層的加工硬化對零件的疲勞強度也有影響。適度的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。表面粗糙度對零件耐腐蝕性能的影響很大。零件表面粗糙度越大，在波谷處越容易積聚腐蝕性介