機(jī)械加工表面質(zhì)量

一、 加工表面質(zhì)量的概念

加工表面質(zhì)量包含以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：

1、加工表面的幾何形貌

（1）表面粗糙度

（2）表面波紋度

（3）表面紋理方向

（4）表面缺陷

2、表面層材料的物理力學(xué)性能

（1）表面層的冷作硬化

（2）表面層殘余應(yīng)力

（3）表面層金相組織變化

機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

1、影響耐磨性

粗糙度值大的表面間結(jié)合時(shí)，由于實(shí)際接觸面積小，接觸應(yīng)力很大，易磨損，耐磨性差。但粗糙度值過小可能使結(jié)合表面間發(fā)生分子粘接，并會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜，造成干摩擦而引起劇烈磨損。因此，就磨損而言，存在一最優(yōu)表面粗糙度值，此值與零件的工作載荷有關(guān)（見圖1）。如機(jī)床導(dǎo)軌面的粗糙度值，一般以Ra 1.6μm～0.8μm為好。

加工硬化了的表面，硬化到一定程度能使耐磨性有提高，但硬化程度再大反會(huì)使結(jié)晶組織出現(xiàn)過度變形，甚至產(chǎn)生裂紋或剝落，使磨損加劇，耐磨性反而降低（見圖2）。

2、影響疲勞強(qiáng)度

交變載荷作用時(shí)，表面粗糙度、劃痕及微裂紋等均會(huì)引起應(yīng)力集中，從而降低疲勞強(qiáng)度；加工表面粗糙度的紋路方向?qū)ζ趶?qiáng)度也有較大影響，當(dāng)紋路方向與受力方向垂直時(shí)，疲勞強(qiáng)度明顯降低。一般加工硬化則可提高疲勞強(qiáng)度，但硬化過度則會(huì)所得其反。

殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度影響也較大：殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)，可部分抵消交變載荷施加的拉壓力，阻礙和延緩裂紋的產(chǎn)生或擴(kuò)大，從而提高疲勞強(qiáng)度；但為拉應(yīng)力時(shí)，則會(huì)大大降低疲勞強(qiáng)度。

滾壓加工，可減小粗糙度值、強(qiáng)化表面層，使表層呈壓應(yīng)力狀態(tài)，從而有利于防止產(chǎn)生微裂紋，提高疲勞強(qiáng)度。如：中碳鋼零件經(jīng)滾壓加工后，其疲勞強(qiáng)度可提高30%～80%。

3、影響耐蝕性

表面粗糙度值大的表面，腐蝕性物質(zhì)（氣體、液體）容易滲透到表面的凸凹不平處，從而產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)作用而被腐蝕。

表面微裂紋處容易受腐蝕性氣體或液體的浸蝕。如零件表面有殘余壓應(yīng)力，能阻止微裂紋的擴(kuò)展，從而可在一定程度上提高零件的耐蝕性。

4、影響配合質(zhì)量

影響配合質(zhì)量的最主要因素是表面粗糙度。對(duì)于間隙配合表面，經(jīng)初期磨損后，間隙會(huì)有所增大。表面粗糙度值越大，初期磨損量越大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響密封性能或?qū)蚓?。?duì)于過盈配合，表面粗糙度值越大，兩配合表面的凸峰在裝配時(shí)易被擠掉，造成過盈量減小，從而可能影響過盈配合的連接強(qiáng)度。

此外，表面質(zhì)量對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和噪音等也有影響。