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機械加工表面質量對機器使用性能的影響
[2018-08-31]

        金屬工件的損壞,一般是從表面層開始的。機械工件的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取決于工件表面層的質量。研究機械加工表面質量,就是為了掌握機械加工過程中各種工藝因素對加工表面質量影響的規律,并運用這些規律來控制加工過程,最終達到改善工件表面質量,提高產品使用性能的目的。


表面質量對疲勞強度的影響
       金屬受交變載荷作用后產生的疲勞破壞往往發生在零件表面和表面冷硬層下面,因此,零件的表面質量對疲勞強度影響很大。表面粗糙度對疲勞強度的影響在交變載荷作用下,表面粗糙度的凹谷不為容易引起應力集中,產生疲勞裂紋。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。


殘余應力、冷作硬化對疲勞強度的影響 
       殘余應力對工作疲勞強度的影響很大。表面層殘余應力將使疲勞裂紋擴大,加速疲勞破壞;而表面層冷作硬化能夠阻止疲勞裂紋的擴展,延緩疲勞破壞的產生。表面冷作硬化一般伴有殘余應力的產生,可以防止裂紋產生并阻止已有裂紋的擴展,對提高疲勞強度有利。


表面質量對耐磨性的影響、表面粗糙度對耐磨性的影響
        剛加工好的運動副的兩個接觸表面之間最初階段只在表面粗糙的峰部接觸,實際接觸面積遠小于理論接觸面積,在相互接觸的峰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。表面粗糙度對零件表面磨損的影響很大。一般來說,表面粗糙度有一個最佳值,其值與零件的工作情況有關,工作載荷加大時,初期磨損量增大,表面粗糙度最佳值也加大。


表面冷作硬化對耐磨性的影響
        加工表面的冷作硬化使摩擦副表面層金屬的顯微硬度提高,故一般可使耐磨性提高。但也不是冷作硬化程度愈高,耐磨性就越高,這是因為過分的冷作硬化將引起金屬組織過度疏松,甚至出現裂紋和表層金屬的剝落,使耐磨性下降。


表面質量對耐蝕性的影響
       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,抗蝕性就越差。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。


表面質量對配合質量的影響
       表面粗糙度值的大小將影響配合表面的配合質量。對于間隙配合,粗糙度值大會使磨損加大,間隙增大,破壞了要求的配合性質。對于過盈配合,裝配過程中一部分表面凸峰被擠平,實際過盈量減小,降低了配合件間的連接強度。

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