超级精加工.pptx
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1、请翻开书244页表面质量对使用性能的影响表面质量对使用性能的影响 表面质量对零件使用性能,如如耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性、配合质量等都有一定程度的影响 所学过的真空泵,除了以上四个性能外,还需要考虑哪个因素?气密性 防止裂纹,安全可靠性 拉应力改为压应力,会比较理想 原则:尽量买原材料原则:尽量买原材料 例如冷轧钢、冷拔钢 因为它们经过冷处理,都是压应力 压应力不会产生裂纹,拉应力会产生裂纹1 耐磨性耐磨性 零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和润滑条件有关,在这些条件已确定的情况下,零件的表面质量就起决定性作用。如果表面质量差,即摩擦副差,则越磨越差 汽缸表面质量要达到汽缸表面质量要达
2、到 寿命可以从寿命可以从2000小时增加到小时增加到8000小时小时 国内的产品的长期寿命不如国外,因为表面粗糙度降低了 德国等国家的制造水平高,产品质量好,寿命长 1)表面粗糙度对初期磨损量影响2)表面粗糙度的纹路方向对零件耐磨性的影响3)表面层的物理机械性能对耐磨性的影响 会提高一部分耐磨性,但是表面硬度仅限于表面一层,很快磨损,表面下的组织疏松2 耐疲劳性耐疲劳性 在交变载荷下,零件上应力集中区最容易产生和发展成疲劳裂纹,导致疲劳损伤。例如 弹簧设计 耐疲劳零件要考虑此因素3耐腐蚀性耐腐蚀性 零件在潮湿的空气中或在腐蚀性介质中零件在潮湿的空气中或在腐蚀性介质中工作时,会发生化学腐蚀或电化
3、学腐蚀。工作时,会发生化学腐蚀或电化学腐蚀。表面质量好,则提高零件的耐腐蚀性表面质量好,则提高零件的耐腐蚀性 表面有裂纹,会增加应力腐蚀的敏感性表面有裂纹,会增加应力腐蚀的敏感性不锈钢,能够有比较好的耐腐蚀性不锈钢,能够有比较好的耐腐蚀性4 配合质量配合质量表面质量影响也很大表面质量影响也很大 粗糙度太大,起始磨损较严重,从而配合粗糙度太大,起始磨损较严重,从而配合间隙增大,降低配合质量。间隙增大,降低配合质量。控制加工表面质量的途径控制加工表面质量的途径 机械加工是拉应力,容易造成裂纹机械加工是拉应力,容易造成裂纹 车刨铣等,表面都是波纹状的,造成车刨铣等,表面都是波纹状的,造成波峰波谷,引
4、起裂纹波峰波谷,引起裂纹 例如磨削,磨如果不好,表面烧伤,例如磨削,磨如果不好,表面烧伤,会引起裂纹;表面有残余应力,也会会引起裂纹;表面有残余应力,也会产生裂纹产生裂纹 产生裂纹与产生裂纹与材料材料,热处理热处理、加工方加工方法法有关有关残余拉应力,容易产生裂纹车铣磨刨钻,总是存在拉应力裂纹只要有一两毫米的,材料的性质受到很大影响主要影响主要影响:应力集中,裂纹伸长扩张应力集中,裂纹伸长扩张 强度强度计算计算提高冷却效果提高冷却效果1)采用高压大流量冷却。这样不但能增强冷却作用,而且还可对砂轮表面进行冲洗,使其空隙不易被切屑堵塞2)加装空气挡板3)采用内冷却,砂轮是多孔隙能渗水的,冷却液引到
5、砂轮中心孔后靠离心力的作用甩出,从而使冷却液可以直接冷却磨削区,起到有效的冷却作用磨削用量的选择磨削用量的选择 提高工件速度和采用小的切深能够有效地减小残余拉应力和消除烧伤、裂纹等磨削缺陷。改善砂轮的磨削性能改善砂轮的磨削性能 一般选择的砂轮应使在磨削过程中具有自锐能力自锐能力(即砂轮磨钝后自动破碎产生新的锋利的切削刃或自动从砂轮粘结剂处脱落的能力),使砂粒不致因磨损而出现小平面,同时磨削时砂轮不致产生粘屑堵塞现象。关键的问题关键的问题 是如何把拉应力转化为压应力,即把波是如何把拉应力转化为压应力,即把波峰波谷压平峰波谷压平 冷轧钢管就是压出来的,效果比较好,冷轧钢管就是压出来的,效果比较好,
6、强度很高,因为它就是压应力。强度很高,因为它就是压应力。尽量减少机加工,能买则买尽量减少机加工,能买则买 价格便宜,一般的钢的价格便宜价格便宜,一般的钢的价格便宜 高强度的合金钢,价格迅速上涨高强度的合金钢,价格迅速上涨 为何上涨,需求量大,人们普遍注意到为何上涨,需求量大,人们普遍注意到减少机加工的好处减少机加工的好处 譬如我们举的例子,加工长轴譬如我们举的例子,加工长轴256页页 拉应力变成压应力,可以提高产品寿命拉应力变成压应力,可以提高产品寿命和各方面物理机械性能。和各方面物理机械性能。就是提高对表面粗糙度的要求就是提高对表面粗糙度的要求无油立式压缩机无油立式压缩机 仅仅就是提高气缸的
7、粗糙度,从仅仅就是提高气缸的粗糙度,从1.6到到0.4 把把活塞环活塞环的寿命提高从的寿命提高从2000小时到小时到8000小时小时 (并不是气缸寿命)并不是气缸寿命)活塞环的材料活塞环的材料 先是活塞环填到气缸先是活塞环填到气缸表面,然后活塞环自表面,然后活塞环自己与自己对磨。己与自己对磨。材料是聚四氟乙材料是聚四氟乙烯,材料比较软,烯,材料比较软,自润滑材料自润滑材料 活塞环的润滑活塞环的润滑就是自己跟自己对磨,如果坑坑哇哇,则没有多久就磨掉了。表面质量高的,可以坚持很久才磨掉。要采取镜面加工要采取镜面加工 降低表面粗糙度的要求,减小表面粗糙度 控制磨削参数控制磨削参数 与机床的质量、砂轮
8、的材料、切削的用与机床的质量、砂轮的材料、切削的用量有关系量有关系常规的方法常规的方法 思路:思路:想办法磨削提高质量想办法磨削提高质量其他办法(257页)采用采用超精加工超精加工、珩磨珩磨等光整等光整加工方法作为最终加工工序加工方法作为最终加工工序 砂轮高速磨已经达到极致了,要想别的办法 换一个思路:用其他的材料,比砂轮用其他的材料,比砂轮更细的材料,慢慢的磨,于是就产生了其更细的材料,慢慢的磨,于是就产生了其他的加工方法他的加工方法非常光洁非常光洁 请翻开书请翻开书377页页金刚石超精密切削 天然单晶金刚石有着一系列优异的特天然单晶金刚石有着一系列优异的特点,如硬度极高,耐磨性和强度高,导
9、热点,如硬度极高,耐磨性和强度高,导热性能好,与有色金属材料的化学亲和性小,性能好,与有色金属材料的化学亲和性小,抗粘接性好,摩擦系数低,能磨出极锋锐抗粘接性好,摩擦系数低,能磨出极锋锐的刃口,能实现超薄切削厚度和得到超光的刃口,能实现超薄切削厚度和得到超光滑的镜面。因此,虽然它的价格昂贵,但滑的镜面。因此,虽然它的价格昂贵,但仍被公认为理想的、不能替代的超精密切仍被公认为理想的、不能替代的超精密切削刀具材料。削刀具材料。金刚石车削主要用于铜、铝及其合金等软金属零件的精密加工。这些材料不像钢件那样可以采用精密磨削和研磨得到很高的加工精度,对软质金属采用磨削加工,由于磨粒的嵌入和表面容易划伤,很
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