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机械加工表面质量对零件使用性能的影响

2014-11-26 17:03| 编辑:电工学习网| 查看: 9400| 评论: 0

  1、影响耐磨性
  粗糙度值大的表面间结合时,由于实际接触面积小,接触应力很大,易磨损,耐磨性差。但粗糙度值过小可能使结合表面间发生分子粘接,并会破坏润滑油膜,造成干摩擦而引起剧烈磨损。因此,就磨损而言,存在一最优表面粗糙度值,此值与零件的工作载荷有关(见图1)。如机床导轨面的粗糙度值,一般以Ra 1.6μm~0.8μm为好。
  加工硬化了的表面,硬化到一定程度能使耐磨性有提高,但硬化程度再大反会使结晶组织出现过度变形,甚至产生裂纹或剥落,使磨损加剧,耐磨性反而降低(见图2)。

图1 磨损量——Ra关系
图2 磨损量——硬化关系

  2、影响疲劳强度
  交变载荷作用时,表面粗糙度、划痕及微裂纹等均会引起应力集中,从而降低疲劳强度;加工表面粗糙度的纹路方向对疲劳强度也有较大影响,当纹路方向与受力方向垂直时,疲劳强度明显降低。一般加工硬化则可提高疲劳强度,但硬化过度则会所得其反。
  残余应力对疲劳强度影响也较大:残余应力为压应力时,可部分抵消交变载荷施加的拉压力,阻碍和延缓裂纹的产生或扩大,从而提高疲劳强度;但为拉应力时,则会大大降低疲劳强度。
  滚压加工,可减小粗糙度值、强化表面层,使表层呈压应力状态,从而有利于防止产生微裂纹,提高疲劳强度。如:中碳钢零件经滚压加工后,其疲劳强度可提高30%~80%。
  3、影响耐蚀性
  表面粗糙度值大的表面,腐蚀性物质(气体、液体)容易渗透到表面的凸凹不平处,从而产生化学或电化学作用而被腐蚀。
  表面微裂纹处容易受腐蚀性气体或液体的浸蚀。如零件表面有残余压应力,能阻止微裂纹的扩展,从而可在一定程度上提高零件的耐蚀性。
  4、影响配合质量
  影响配合质量的最主要因素是表面粗糙度。对于间隙配合表面,经初期磨损后,间隙会有所增大。表面粗糙度值越大,初期磨损量越大,严重时会影响密封性能或导向精度。对于过盈配合,表面粗糙度值越大,两配合表面的凸峰在装配时易被挤掉,造成过盈量减小,从而可能影响过盈配合的连接强度。
  此外,表面质量对运动平稳性和噪音等也有影响。

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