隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,機(jī)械學(xué)作為機(jī)械科學(xué)中的基礎(chǔ)部分對(duì)機(jī)械工程的發(fā)展至關(guān)重要。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于代做機(jī)械學(xué)畢業(yè)論文多少錢(qián)的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　代做機(jī)械學(xué)畢業(yè)論文多少錢(qián)篇1

　　淺談機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響要素及控制的策略

　　機(jī)械零件的加工質(zhì)量，除加工精度外，表面質(zhì)量也是極其重要的一個(gè)方面。加工表面質(zhì)量，是指機(jī)器零件在加工后的表面層狀態(tài).一臺(tái)機(jī)器在正常的使用過(guò)程中，由于其零件的工作性能逐漸變壞，以致不能繼續(xù)使用，有時(shí)甚至?xí)蝗粨p壞，其原因除少數(shù)是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不周而強(qiáng)度不夠，或偶然事故引起了超負(fù)荷以外，大多數(shù)是由于磨損或受到外界介質(zhì)的腐蝕以及疲勞損壞。磨損、腐蝕和疲勞損壞，都是發(fā)生在零件的表面，或是從零件表面開(kāi)始的。

　　因此，加工表面質(zhì)量將直接影響到零件的工作性能，尤其是它的可靠性和壽命.隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)機(jī)器使用的要求越來(lái)越高，一些重要零件在高壓、高速、高溫等高要求條件下工作，表面層的任何缺陷，不僅直接影響零件的工作性能，而且還可能引起應(yīng)力集中和應(yīng)力腐蝕等現(xiàn)象，將進(jìn)一步加速零件的失效.這一切，都與加工表面質(zhì)量有很大關(guān)系，因而表面質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到各方面的重視。

　　1、表面質(zhì)量的含義

　　任何機(jī)械加工所得的表面，實(shí)際上不可能是理想的光滑表面，總是存在一定的微觀幾何形狀誤差.另外，表面材料在加工時(shí)受切削力、切削熱的影響，也會(huì)使原有的物理-機(jī)械性能發(fā)生變化。因此，加工表面質(zhì)量應(yīng)包括：

　　(1)加工表面粗糙度。是指加工表面的較小間距和微小峰谷的微觀幾何形狀誤差。它主要是由于切削加工過(guò)程中的刀痕、切削分離時(shí)的塑性變形、刀具與被加工表面的摩擦、工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)等原因造成的。

　　(2)表面層的物理---機(jī)械性能變化。表面層的材料在加工時(shí)，物理-機(jī)械性能變化主要有以下三個(gè)方面的內(nèi)容：

　　1)表面層的冷作硬化。

　　工件在機(jī)械加工過(guò)程中，表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變化，使表層的強(qiáng)度和硬度都有所提高，這種現(xiàn)象稱(chēng)表面冷作硬化.

　　2)表面層殘余應(yīng)力.

　　在切削加工過(guò)程中，由于切削變形和切削熱的影響，在加工表面會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，如果殘余應(yīng)力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生表面裂紋，表面的微觀裂紋將給零件帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。

　　3)表面層金相組織的變化。

　　工件表面經(jīng)磨削精加工時(shí)，磨削產(chǎn)生的高溫，一般可達(dá)800~1000 ℃，高的磨削溫度會(huì)燒壞工作表面，使淬火鋼件表面退火，引起表層金屬發(fā)生相變,將大大降低表面層的物理-機(jī)械性能。

　　2、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響

　　2.1 對(duì)耐磨性的影響

　　一個(gè)剛加工好的兩個(gè)接觸表面之間，最初階段只在表面粗糙的峰部接觸，實(shí)際接觸面積遠(yuǎn)小于理論接觸面積，在相互接觸的峰部有非常大的單位應(yīng)力，使實(shí)際接觸面積處產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞，引起嚴(yán)重磨損。零件磨損一般可分為三個(gè)階段：初期磨損階段;正常磨損階段;劇烈磨損階段。

　　(1)表面粗糙度對(duì)零件表面磨損的影響。

　　一般來(lái)說(shuō)，表面粗糙度值愈小，其耐磨損性愈好.但表面粗糙度值太小，潤(rùn)滑油不易儲(chǔ)存，接觸面之間容易發(fā)生分子粘接，磨損反而增加。因此，接觸面的粗糙度有一個(gè)最佳值，其值與零件的工作情況有關(guān)，工作載荷加大時(shí)，初期磨損量增大，表面粗糙度最佳值也加大。

　　(2)表面冷作硬化對(duì)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，耐磨性就愈高，這是因?yàn)檫^(guò)分的冷作硬化將引起金屬組織過(guò)度疏松，甚至出現(xiàn)裂紋和表層金屬的剝落，使耐磨性下降.

　　2.2 對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

　　金屬受交變載荷作用后產(chǎn)生的疲勞破壞，往往發(fā)生在零件表面和表面冷硬層下面，因此零件的表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度影響很大.

　　(1)表面粗糙度對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響.在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)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。

　　(2)殘余應(yīng)力、冷作硬化對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。表面層殘余拉應(yīng)力，將使疲勞裂紋擴(kuò)大，加速疲勞破壞;而表面層殘余壓應(yīng)力，能夠阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展，延緩疲勞破壞的產(chǎn)生;表面冷硬化一般伴有殘余壓應(yīng)力的產(chǎn)生，可以防止裂紋產(chǎn)生并阻止已有裂紋的擴(kuò)展，對(duì)提高疲勞強(qiáng)度有利。

　　2.3對(duì)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(zhì)就愈多，抗蝕性就愈差;表面層的殘余拉應(yīng)力，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，降低零件的耐磨性，而殘余壓應(yīng)力則能防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。

　　2.4 對(duì)配合質(zhì)量的影響

　　表面粗糙度值的大小，將影響配合表面的配合質(zhì)量.對(duì)于間隙配合，粗糙度值大會(huì)使磨損加大，間隙增大，破壞了要求的配合性質(zhì);對(duì)于過(guò)盈配合,裝配過(guò)程中一部分表面凸峰被擠平，實(shí)際過(guò)盈量減小，降低了配合件間的連接強(qiáng)度.

　　3、影響表面粗糙度的因素

　　(1)切削加工影響表面粗糙度的因素。

　　在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀是刀具幾何形狀的復(fù)映.減小進(jìn)給量 vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留面積的高度.此外，適當(dāng)增大刀具的前角，以減小切削時(shí)的塑性變形的程度，合理選擇潤(rùn)滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量，以減小切削時(shí)的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成，也是減小表面粗糙度值的有效措施。

　　(2)工件材料的性質(zhì)。

　　加工塑性材料時(shí)，由于刀具對(duì)金屬的擠壓，產(chǎn)生了塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面粗糙度值加大.工件材料韌性愈好，金屬的塑性變形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料時(shí)，其切屑呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙度增大.

　　(3)磨削加工影響表面粗糙度的因素。

　　如同切削加工時(shí)表面粗糙度的形成過(guò)程一樣，磨削加工表面粗糙度的形成，也是由幾何因素和表面金屬的塑性變形來(lái)決定的。影響磨削表面粗糙的主要因素有：

　　1)砂輪的粒度與硬度。

　　砂輪硬度應(yīng)適當(dāng)，應(yīng)使磨粒鈍后會(huì)及時(shí)脫落，露出新的磨粒來(lái)繼續(xù)切削，即具有良好的“自礪性”.砂輪的粒度愈細(xì)，即單位面積上的磨粒數(shù)愈多，則加工表面的刻痕愈細(xì)密，表面粗糙度愈低。但若粒度過(guò)細(xì)，則容易堵塞砂輪，而使工件表面塑性變形增加，從而影響表面粗糙度的降低。

　　2)砂輪的修整。

　　砂輪應(yīng)及時(shí)修整，以去除已鈍化的磨粒，保證砂輪具有微刃性和等高性。用金剛石修整砂輪相當(dāng)于在砂輪上“車(chē)削”外圓，縱向和橫向的進(jìn)給量愈小，修整出來(lái)的砂輪表面的微刃性和等高性就愈好，磨出工件表面的粗糙度也愈低.

　　3)磨削速度、徑向進(jìn)給量、光磨次數(shù)、工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量.減小磨削用量和提高砂輪速度，可以增加工件單位面積上的刻痕數(shù)，同時(shí)可降低因塑性變形造成的表面粗糙度。因?yàn)樵诟咚倌ハ飨?，磨削表面?lái)不及塑性變形，因而提高砂輪速度有利于降低表面粗糙度。增大磨削深度和提高工件速度會(huì)使塑性變形加劇，從而增高粗糙度。為了提高磨削效率，通常在開(kāi)始磨削時(shí)采用較大的磨削深度，而在磨削后期采用小的磨削深度，或進(jìn)行無(wú)進(jìn)給磨削(光磨),以降低工件表面粗糙度。

　　4)切削液.切削液對(duì)加工過(guò)程起冷卻和潤(rùn)滑作用，能降低切削區(qū)的溫度，減少刀刃與工件的摩擦，從而減少切削過(guò)程的1大作用.

　　5)工件材質(zhì)。工件材料的硬度、塑性、韌性和導(dǎo)熱性能等，對(duì)表面粗糙度有顯著的影響。工件材料太硬時(shí)，磨粒易鈍化;太軟時(shí)，砂輪易堵塞;韌性大和導(dǎo)熱性能差的材料，使磨粒早期崩落，而破壞了微刃的等高性，因而均使表面粗糙度增高.

　　4、影響加工表面層物理機(jī)械性能的因素

　　在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理機(jī)械性能產(chǎn)生變化,最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。由于磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱，比刀刃切削時(shí)更嚴(yán)重，因而磨削加工后加工表面層上述3 項(xiàng)物理機(jī)械性能的變化會(huì)很大。

　　4.1 冷作硬化及其評(píng)定參數(shù)

　　(1)金屬的冷作硬化。

　　在機(jī)械加工過(guò)程中，因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，晶粒被拉長(zhǎng)和纖維化，甚至破碎，這些都會(huì)使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高，這種現(xiàn)象稱(chēng)為冷作硬化(或稱(chēng)為強(qiáng)化)。表面層金屬?gòu)?qiáng)化的結(jié)果，會(huì)增大金屬變形的阻力，減小金屬的塑性，金屬的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化.被冷作硬化的金屬，處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，只要一有可能，金屬的不穩(wěn)定狀態(tài)就要向比較穩(wěn)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為弱化.弱化作用的大小，取決于溫度的高低、溫度持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短和強(qiáng)化程度的大小。由于金屬在機(jī)械加工過(guò)程中同時(shí)受到力和熱的作用，因此加工后表層金屬的最后性質(zhì)，取決于強(qiáng)化和弱化綜合作用的結(jié)果。評(píng)定冷作硬化的指標(biāo)有 3 項(xiàng)：即表層金屬的顯微硬度 HV、硬化層深度 h 和硬化程度 N.

　　(2)影響冷作硬化的主要因素。

　　切削刃鈍圓半徑增大，對(duì)表層金屬的擠壓作用增強(qiáng),塑性變形加劇，導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。刀具后刀面磨損增大，后刀面與被加工表面的摩擦加劇，塑性變形增大，導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。切削刃鈍圓半徑對(duì)加工硬化的影響切削速度增大，刀具與工件的作用時(shí)間縮短，使塑性變形擴(kuò)展深度減小，冷硬層深度減小。切削速度增大后，切削熱在工件表面層上的作用時(shí)間也縮短了，將使冷硬程度增加。進(jìn)給量增大，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬作用加強(qiáng)。工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴(yán)重.

　　4.2表面層材料金相組織的變化

　　(1)磨削燒傷。

　　當(dāng)被磨工件表面層的溫度達(dá)到相變溫度以上時(shí)，表層金屬發(fā)生金相組織的變化，使表層金屬?gòu)?qiáng)度和硬度降低,并伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微觀裂紋,這種現(xiàn)象稱(chēng)為磨削燒傷。在磨削淬火鋼時(shí)，可能產(chǎn)生 3 種燒傷。回火燒傷。如果磨削區(qū)的溫度未超過(guò)淬火鋼的相變溫度，但已超過(guò)馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，工件表層金屬的回火馬氏體組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火組織(索氏體或托氏體),這種燒傷稱(chēng)為回火燒傷.淬火燒傷.如果磨削區(qū)溫度超過(guò)了相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬發(fā)生二次淬火，使表層金屬出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，其硬度比原來(lái)的回火馬氏體的高，在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織(索氏體或托氏體)，這種燒傷稱(chēng)為淬火燒傷。

　　退火燒傷.如果削區(qū)溫度超過(guò)了相變溫度，而磨削區(qū)域又無(wú)冷卻液進(jìn)入，表層金屬將產(chǎn)生退火組織，表面硬度將急劇下降，這種燒傷稱(chēng)為退火燒傷。

　　磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故改善磨削燒傷有兩個(gè)途徑：一是正確選擇砂輪，合理選擇切削用量，盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生;二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件.

　　(2)表面層殘余應(yīng)力。

　　產(chǎn)生的原因是：加工時(shí)在切削力作用下，已加工表面層受拉應(yīng)力作用，產(chǎn)生伸長(zhǎng)塑性變形，表面積趨向增大，此時(shí)里層處于彈性變形狀態(tài)下。當(dāng)切削力去除后，里層金屬趨向復(fù)原，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層的限制，恢復(fù)不到原狀，因而在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，里層則為拉應(yīng)力與之相平衡.

　　(3)熱塑性變形的影響。

　　表面層在切削熱的作用下產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)基體溫度較低，因此表面層熱膨脹受基體的限制產(chǎn)生熱壓縮應(yīng)力.當(dāng)表面層的溫度超過(guò)材料的彈性變形范圍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱塑性變形(在壓應(yīng)力作用下材料相對(duì)縮短)。當(dāng)切削過(guò)程結(jié)束，溫度下降至與基體溫度一致時(shí)，因?yàn)楸砻鎸右旬a(chǎn)生熱塑性變形，但受到基體的限制產(chǎn)生了殘余拉應(yīng)力，里層則產(chǎn)生了壓應(yīng)力。

　　(4)金相組織變化的影響。

　　切削時(shí)產(chǎn)生的高溫，會(huì)引起表面層的相變.由于不同的金相組織有不同的密度，表面層金相變化的結(jié)果造成了體積的變化。表面層體積膨脹時(shí)，因受到基體的限制，產(chǎn)生了壓應(yīng)力。反之，表面層體積縮小，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。各種金相組織大馬氏體比重最小，奧氏體比重最大，磨削淬火鋼時(shí)若表面層產(chǎn)生回火現(xiàn)象，馬氏體轉(zhuǎn)化成索氏體或屈氏體(這兩種組織均為擴(kuò)散度很高的珠光體)，因體積縮小，表面層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。若表面層產(chǎn)生二次淬火現(xiàn)象，則表面層產(chǎn)生二次淬火馬氏體，其體積比里層的回火組織大，因而表層產(chǎn)生壓應(yīng)力，里層產(chǎn)生拉應(yīng)力。

　　(5)零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇。

　　選擇零件主要工作表面最終工序加工方法，須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式.在交變載荷作用下，機(jī)器零件表面上的局部微觀裂紋,會(huì)因拉應(yīng)力的作用使原生裂紋擴(kuò)大，最后導(dǎo)致零件斷裂.從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮，該表面最終工序應(yīng)選擇能在該表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工方法。

　　(6)磨削裂紋的產(chǎn)生及防止.

　　當(dāng)表面層的殘余拉應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)，零件表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋，有的磨削裂紋也可能不在工件的外表面，而是在表面層下成為肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷.裂紋的方向常與磨削方向垂直或成網(wǎng)狀，裂紋的產(chǎn)生常與燒傷同時(shí)出現(xiàn)。磨削裂紋的產(chǎn)生與材料及熱處理工序有很大的關(guān)系，磨削硬質(zhì)合金時(shí)，由于其脆性大，抗拉強(qiáng)度低以及導(dǎo)熱性差，所以特別容易產(chǎn)生裂紋.磨削含碳量高的淬火鋼時(shí)，由于其晶界脆弱,也容易產(chǎn)生磨削裂紋。工件在淬火后如果存在殘余應(yīng)力，則即使在正常的磨削條件下也可能會(huì)出現(xiàn)裂紋.滲碳、滲氮時(shí)如果工藝不當(dāng)，就會(huì)在表面層晶界面上析出脆性的碳化物、氮化物。當(dāng)磨削時(shí)，在熱應(yīng)力作用下就容易沿著這些組織發(fā)生脆性破壞，而出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋.由于磨削熱是產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的根本原因，因此防止產(chǎn)生裂紋的途徑，也在于降低磨削熱以及改善其散熱條件，前面所述的減輕表面熱損傷的措施，均有利于避免產(chǎn)生表面殘余拉應(yīng)力和裂紋。在磨削工序前后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)力的低溫回火處理，亦能有效地減小表面層的拉應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　由于機(jī)械加工表面對(duì)機(jī)器零件的使用性能如耐磨性、接觸剛度、疲勞強(qiáng)度、配合性質(zhì)、抗腐蝕性能及精度的穩(wěn)定性等有很大的影響，因此對(duì)機(jī)器零件的重要表面應(yīng)提出一定的表面質(zhì)量要求.由于影響表面質(zhì)量的因素是多方面的，因此應(yīng)該綜合考慮各方面的因素，對(duì)表面質(zhì)量根據(jù)需要提出比較經(jīng)濟(jì)適用性的要求.

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