制造工艺学问答题 机械工艺学 Sky出品(华理的学弟学妹们,膜拜你(4)

2、对配合精度的影响

粗糙度：动配合表面，粗糙度太大则会降低配合精度。静配合表面，粗糙度使实际过

盈量减少，从而降低结合强度。因此表面粗糙度的选取应与加工精度相适应。

3、对疲劳强度的影响

影响疲劳强度的主要因素：应力集中。

粗糙度：谷部容易形成应力集中，从而大大降低零件疲劳强度。不同的材料，对应

力集中的敏感程度不同，所以对于不同的材料，表面粗糙度对疲劳强度的

影响也不一样。

表面残余应力：残余压应力有利，而残余拉应力不利。

冷硬：适当的冷硬有利于疲劳强度的提高，但冷硬过度反而造成疲劳裂纹，降低疲

劳强度。

4、对耐腐蚀的影响

腐蚀的种类：化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。

粗糙度：凹谷处容易发生化学腐蚀，而峰与峰之间容易发生电化学腐蚀，所以粗糙

度越小，耐腐蚀性越好。

表面残余应力：引起应力腐蚀，降低耐腐蚀性。

表面冷硬、金相组织变化：引起表面残余应力，降低零件耐腐蚀性。

5、对接触刚度的影响

粗糙度：粗糙度越大，接触刚度越低。

3、表面粗糙度产生的原因？机械加工中降低表面粗糙度的措施？ 粗糙度产生的原因:

1、切削过程中刀刃在工件表面留下的残留面积。

2、切削过程的物理因素引起的粗糙度。

（1）积屑瘤

（2）鳞刺

（3）过渡刃圆弧部分近刀尖处的切削厚度很小，当进给量小到一定程度时，造成部分金

属未能被切除而与刀刃产生挤压，使粗糙度增大。

（4）付切削刃对残留面积的积压使粗糙度增大。

（5）切脆性材料时，产生崩碎切屑，切屑崩碎时的裂纹深入到已加工表面下，使粗糙度增大。

3、刀刃与工件位置的微幅振动。

措施：

对几何因素主要考虑减小残留面积的高度，可采取的措施有：减小进给量；减小刀具主、

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副偏角；增大刀尖圆弧半径。

物理方面的因素与工件材料性质及切削机理密切相关，可从以下几方面考虑：

（1）工件材料的性质

材料的韧性越大，则粗糙度越大。一般来说经过调质后得到的索氏体、屈氏体组织，加工后表面粗糙度可较小。

（2）切削用量

切削速度对粗糙度的影响最大。积屑瘤、鳞刺在一定速度范围产生，只要合理选择速度范围，就可避免该现象。其次，高速切削时被加工材料的性质对粗糙度的影响越小。

f>0.1mm/r时，随f的减小，残留面积的高度减小，粗糙度减小；f<0.1mm/r，塑性变形的影响占主导地位，此时f的减小将不能使粗糙度减小，反而使其增大。

（3）刀具材料和几何参数

应使刀具材料与工件材料的亲和力小。一般硬质合金优于高速刚刀具。

刀具几何参数方面，中低速切削时随前角的增加，粗糙度下降，高速切削时（v>50m/min） 前角对粗糙度无影响。过小的后角增加后刀与已加工表面的摩擦。刃倾角的大小会影响刀具的实际前角，因此都会对表面粗糙度产生影响。

（4）切削液

作用：减小界面摩擦，使切削温度降低，从而减少了切削过程中的塑性变形，抑制

积屑瘤、鳞刺的产生，提高表面质量。

4、什么是积屑瘤、鳞刺？消除积屑瘤和鳞刺的措施有哪些？

积屑瘤： 指在加工中碳钢时，在刀尖处出现的小块且硬度较高的金属粘附物。

鳞刺：低速、塑性材料切削时，在已加工表面上出现的周期性的鳞片状毛刺称为鳞刺。 消除积屑瘤和鳞刺的措施：

（1）改用更低或较高的切削速度并配合较小的进给量。

（2）中、低速切削时加大前角和适当加大后角

（3）使用性能优良的切削液，如动、植物油，极压乳化液或极压切削液等。

（4）必要时对工件材料先正火、调质等热处理以提高硬度，降低塑性和韧性。

5、什么是表面冷硬？产生的原因及影响因素有哪些？

表面冷硬：工件因切削加工而产生塑性变形时，表层金属得到强化的现象。

原因：表层金属在发生强烈的塑性变形时，金属的晶格被拉长、扭曲、破碎，拉长后的晶

粒间表面的相互聚合力增加，从而提高了抵抗进一步变形的能力；晶格被扭曲，增加了晶格间的相互干涉，也阻碍了进一步塑性变形，同时滑移平面的小碎粒也起阻碍进一步滑移的作用。（是冷硬和回复作用的综合结果。）

影响表面冷硬的因素：所有影响表层塑性变形程度、切削温度、热作用时间的因素都将影

响表面冷硬程度。

（1）切削用量

在一般常用的切削速度区间，随着切削速度的提高，工件表层的塑性变形程度逐渐减

小而温度逐步升高，强化作用减弱而回复作用增大，因而表面冷硬随切削速度的提高而减轻。

进给量减小时塑性变形程度随之减小，故表面冷硬有所减小。但进给量过小，使塑性变形程度增加，表面冷硬又会有所增加。

（2）刀具

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增大前角、减小刃口圆弧半径、减小后刀面磨损均能减小切削过程表层金属的塑性变形而使表面冷硬减小。

（3）工件材料

塑性越大、强化指数越大表面冷硬就越严重。

含碳量越高、强度越高则冷硬程度越小。

有色金属的熔点低，容易回复，故冷硬程度相对结构钢小。

6、什么是磨削烧伤？磨削烧伤的种类？控制措施？

磨削烧伤: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。

磨削烧伤的种类：回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤。

控制措施：

（1）控制磨削用量。

减小磨削深度，提高工件线速度、纵向进给量都能减轻磨削烧伤。

（2）合理选择砂轮并控制修整参数。

提高磨粒硬度、改用粒度较粗的砂轮、修整砂轮时适当增大导程和深度、选用较软的砂轮都可提高砂轮的切削性能。

（3）采用间断磨削。

在砂轮圆周上割出若干条轴向狭槽。

（4）提高冷却效果。

采用高压大流量冷却，采用内冷却砂轮等。

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