磨削烧伤的检测方法

磨削烧伤的检测方法

可能形成网状裂纹，它会导致齿面剥落．这当然是绝对不允许的。用硬度测试法鉴别磨削烧伤的方法，并用超声波硬度计进行了实验，证明该方法简单易行，可以广泛应用于磨削加工中。

磨削烧伤及其常用检查方法

在机械类产品中，很多重要零部件如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等，在热处理之后均需经过磨削加工。相比之下，磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其它加工方法，所转化热量的大部分会进入工件表面，因此容易引起加工面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下，工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层（即回火层），并伴随出现很大的表面残余应力，甚至导致出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。

零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。为此，生产企业一方面通过执行正确、科学的工艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面，加强对零部件的检验，及时发现不合格工件，并判断正在进行的磨削工艺状况。

但长期以来，对工件表面磨削烧伤的检验，除了最简单的目测法外，就是采用已延续多年的传统方法——酸洗法，即在被检零部件表面涂上酸液或将其浸入盛有按规定配制的酸液槽中。之后（或在把工件取出后）根据表面呈现的不同颜色，对磨削烧伤的程度作出相应的判断。一般地说，若色泽没有变化，就表明情况正常；而当颜色变成灰色，则说明已有烧伤情况存在，随着色泽变得越来越深，表示工件表面因温度更高，引起的磨削烧伤更为严重。

酸洗法具体如下：This is only a suggestion from my collegue ( Dino Calvanelli ) to find the

burns on the gears此为有关过烧检测的建议:

Clean each sample (part) to be inspected (free of

dirt,oil,grease,fingermarks,protective coatings,etc.).清洗产品，确保无灰尘、油污、手印、表面覆盖物等。

Etch sample by immersing for 15/30" in a 5% solution (by volume) of Nitric acid in distilled water or alcohol.将产品浸在5%(体积比)的溶液(硝酸:水或硝酸:酒精)中腐蚀15至30秒，

Rinse the sample in water (warm water preferable).Then rinse in acetone or

alcohol.在温水中漂洗/冲洗产品，然后用丙酮或酒精中漂洗/冲洗。

Re-etch the sample by immersing for 15/30" in a 3% solution (by volume) of

Hydrochloric acid in acetone or alcohol.再将产品浸在3%(体积比)的溶液(盐酸:丙酮或盐酸:酒精)中腐蚀15至30秒，

Uniformly agitate the solution to avoid a spotty etching condition.均匀的摇动溶液以避免片面的点腐蚀。

If immersion is not convenient,etch with a cotton swab.

Immediately after the second etch,rinse the sample in water.第二次腐蚀后立即在水中漂洗/冲洗产品。

If the part is to be used or preserved ,neutralize any remaining

acid by immersing in a weak alkaline solution such

as 5% solution of sodium bicarbonate in water.如产品需使用或保存，用弱碱溶液中和残留的酸质，如5%的碳酸钠溶液。

Finally ,rinse the sample in alcohol and dry with an air blast.最后，用酒精漂洗/冲洗产品并用空气吹干。

Repetition of the above sequence may be necessary to develop proper

contrast.为获得最合适的检测状态，有必要重复上述步骤。

Etch times are for general cases;longer times may be required to obtain accurate results.腐蚀次数基于一般状态；为获得准确的结果，需要更长的次数。

Examine the sample for tempering and rehardening under adeguate

light.在明亮的灯光下检测产品。

Low power magnification (up to 10x) may be used to aid the examination.

使用低倍放大以帮助检测

Areas of the tooth surface where overheating has occurred ,appear brown or black on a light brown or gray

background.在褐色或灰色灯光下，齿面过烧的部分将显示为棕褐色或黑色。

Areas where untempered martensite has formed appear as white areas

surrounded by black,tempered areas.

未回火的马氏体处会形成白色区域，并被黑色的回火区域包围。

传统检查方法虽然简单易行，但有着很大的局限性，主要是工件表面经酸液浸蚀，即使为无问题的零部件，也不能再予以使用。传统方法执行的实际上是一种破坏性检查。

从以上描述可知，酸洗法本质上属于定性检查，难以对磨损烧伤程度做出定量的说明。

鉴于上面两点，采取传统方法时，只能采用抽检的方式，且样本很小，欲对所执行的工艺过程作出较确切的评价并予以改进是很困难的。

理论表明，酸洗法检验只能反映因金相组织结构变化引起的硬度下降这种情况，对于工件表面存在的残余应力则无法反映，故在全面揭示磨削烧伤的程度上显得不足。

另一方面，由于使用了酸液，企业增加了消除环境污染的负担；传统检查方法的规范化可靠性水平较低，更难以制定可操作性强的评定标准。

一种新颖、高效的磨削烧伤检测方法——磁弹法

（1）工作原理

磁弹法即BN法（Barkhansen Noise Method），是以1919年发现的物理学Barkhansen效应为基础开发的一种测试方法，它能有效地对磨削烧伤进行测试。近年来，利用磁弹法研制的测试仪器已在零部件表面磨削烧伤检测中逐步得到应用，并充分显现出优越性。

众所周知，出现磨削烧伤的那些零部件，主要由铁磁性材料制成，在正常情况下，其磁序（体现在多晶体的磁畴结构里）呈有规则的排列。但如前所述，磨削烧伤后产生的金相

组织变化及可能出现的很大残余应力都将引起磁畴结构内的磁序变化。Barkhausen效应指出，矫顽（磁）力，即改变被颠倒极性所需要的磁场强度是与铁磁性材料晶格结构错位和残余应力等的程度有关的。利用BN法探测被检零部件表面磨削烧伤的机理就在于此。

在BN法基础上开发的检测仪器的工作原理中，“门”形电感线圈形成的磁场在被测钢件中所产生的效应取决于工件表面磨削烧伤的实际状况，而由此在工件周围所形成的磁场又会使测头在测试区域的感应线圈中产生相应的电信号，而这一信号直接与工件磨削烧伤的程度有关。测试仪器的工作过程：由电感线圈引起相应的作用磁场，通过被检工件，进而在传感头中产生对应的检测信号（称为B信号），该B信号经过放大和滤波等处理环节，最后被显示和输出。

磨削烧伤的物理表现主要是因表面金相组织结构变化而产生的回火层所引起的硬度下降，以及在表面出现的残余应力（拉应力）。检测仪器对它们都能作出敏感的反映。随着被检工件表面硬度值Rc由高向低变化，检测仪器输出的相应B信号幅值将由小到大，即硬度低对应的检测信号高，硬度高对应的检测信号低。由仪器对表面残余应力的反应可见，当残余应力由小到大，即由负（压应力）向正（拉应力）变化时，检测仪器输出的相应B信号幅值将由低向高变化。

（2）评定特征值mp及其定标

上述由仪器特殊设计的激磁电路和传感装置产生的检测信号，乃是Barkhansen磁弹法效应的一种量化表达，以特征值mp（magnetoelastic parameter）标志。mp与被检测工件表面的变异状态，如残余应力成比例，其数值能在仪器的屏幕上显示、输出。但利用mp来反映工件磨削烧伤的程度从本质上来说是一种比较测量的方式，为了能够真正地对其做准确的定量描述，还必须解决“定标”的问题。定标包括二项内容：①确定不合格品的界限。有目的地制作一批样品，其中包括有一些磨削烧伤程度不同的工件，利用酸洗法按用户的评定标准对它们作出不同的判断后，将介于合格/不合格临界状态的若干工件通过仪器求得相应的mp值，然后取其平均值作为不合格的界限；②进行校准。校准就是找出特征值mp与采用酸洗法确认的磨削烧伤程度之间的相关性。具体来说，就是需确定一个相关系数MAGN，并利用仪器控制面板上的拨盘予以设置，MGAN值的范围从0到99，一般尾数取5或0。为此，可在前面的样品中找二根表面状态差异较大的工件，选定工件上的某一位置，在检测仪器上的MGAN取值间隔为5或10时，以静态方法读出二组对应的mp 值，如MGAN为30时在二个工件上测出2个mp值，在MGAN为40时又得到2个，直到MGAN=90。两两相减后必然能得到一个最大值，以这时的MGAN值作为相关系数，在面板上予以设置。

注意：在实际执行“定标”时，也可先利用第一项中的样件求得相关系数MGAN，然后再找出不合格品界限。否则，在前一项操作中，会由于任意设置的MGAN（一般取50或60）给界限值带来一些偏差。

应用实例

尽管在汽车行业中，不少场合都可以采用这种以BN法为基础研制的磨削烧伤测试仪器，但相比之下，对发动机凸轮轴中各挡凸轮的检测是用的最多的。这一方面是因凸轮乃承重件，工作条件差；另一方面是由于凸轮圆周方向不同曲率半径的特点可能会造成磨削过程中表面状态的差异，在这种情况下，出现磨削烧伤的机率会增大。

磨削烧伤测试仪器是一种高效率半自动检测设备，很适合于在批量生产条件下的汽车发动机厂、内燃机厂使用。首先，针对不同的凸轮轴，需配备一根精确加工的轴向定位器，其纵向开有一排缺口，每个缺口对应一个被检凸轮。在开始测量前，必须仔细调整其在机体上的位置，在确保传感器支臂嵌入任一缺口时，测头正好对准相应凸轮，此时就可以利用带捏手的螺钉，把轴向定位器固定在机体上。操作者在启动设备后，被测工件即在驱动顶尖带

动下开始旋转，此时，操作者只要简单地提起传感器支臂上的手柄，使传感器沿着机身上的一圆柱导轨移动，当到达第一个被检凸轮时，轻轻地放入手柄。在手柄嵌入定位器缺口的同时，测头在测力弹簧作用下压在凸轮表面，随着工件的回转实施动态检测。期间，连续输出的BN信号会在设备一侧的控制柜显示屏上以曲线形式呈现。当完成一周的测试后，操作者再次提起传感器支臂上的手柄，使测头脱离第一个被检凸轮，移动至下一个进行测量，直到全部凸轮测毕，返回起点。

尽管只是一台半自动设备，但操作便捷，效率很高，检查一个工件，如一根四缸发动机的凸轮轴，包括装卸也不到2分钟。

目前，以磁弹法原理为基础研制的这类新型磨削烧伤检测仪器已经产品化，在很多行业得到了成功的应用。针对不同被测工件的特征和各个用户的需要，这类新型检测仪器可设计、制造成不同的型式，有逐点测量的静态方式，也有上述那种连续动态测量方式。至于仪器能探测的深度，取决于实际被检工件材料的导电率、导磁率以及所确定的激磁频率。仪器都配两种激磁频率，3～15kHz和70～200kHz。按磁弹法原理研制的这类新型仪器的检查深度一般范围为0.01～1.5mm，但通常工件表面磨削烧伤发生的深度是0.02～0.2mm。

国内在这方面虽然刚刚起步，但已经采用的场合除了上述汽车发动机行业的凸轮轴外，还有轴承行业中的套圈，显示了相当广阔的前景。

1)损伤的原因

(1)热处理的影响

a)残余奥氏体磨削时残余奥氏体由于砂轮磨削时产生的热和压力而转变，同时可能伴随出现表面回火和磨削裂纹。残余奥氏体量应控制在30％以内。

b)渗层碳浓度渗层碳浓度过高，在渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化物。由于这种物质极硬，在磨削过程中可能出现局部过热倾向和发生表面回火。

渗层碳浓度过高，会使轮齿表面产生过多的残余奥氏体．从而导致烧伤和裂纹。因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％-0.95％范围以内。

c)碳化物分布及形态碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于lμm；碳化物形态应为球状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。

d)脱碳热处理时．表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在齿面上就会产生一层薄的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火。

e)回火在保证硬度的前提下，回火温度尽可能高一些，回火时间尽可能长一些。这样可以提高渗碳淬硬表面的塑性，而且使残余应力得以平衡或降低．改善表面应力的分布状况。这样可以降低出现磨齿裂纹的机率，从而提高磨齿效率。

f)变形应尽可能减少热处理变形．这样可以减小磨齿余量。若热处理变形过大，如果磨齿操作不是在齿圈径向圆跳动最大处开始磨削，则每次磨削在这些点上去除的磨削余量将是不正常的，从而导致烧伤及裂纹。

(2)磨削条件的影响磨齿时砂轮的切削速度很高，砂轮与轮齿的接触面积又很小，产生的热量可能在接触区域形成很高的温度，从而导致磨齿损伤。

a)磨齿余量磨齿余量过大会产生过多的磨削热，从而导致磨齿损伤。应尽可能减小磨齿余量，为此必须：

①减少热处理变形。

②淬火后按齿田精确找正，然后加工定位基准，以便齿面余量分布均匀。

③磨前采用硬质合金滚刀半精滚齿，去除热处理变形，

b)切削规范磨齿时产生的热量大致与砂轮单位时间内切除的金属量成正比，因此为了避免磨齿损伤，必要时适当减少切深，降低展成进给量或纵向进给量。

c)砂轮

①砂轮的选择渗碳钢硬度高，砂粒易磨钝，为了避免砂粒磨钝而产生大量磨削热，砂轮硬度宜选软些，以便磨钝的砂粒及时脱落，保持砂轮的自锐性。

宜选择组织较软的砂轮。组织较软的砂轮气孔多，其中可以容纳切屑．避免砂轮堵塞，又可将冷却液或空气带入磨削区域，从而使磨削区域温度降低。

在保证齿面粗糙度要求的前提下，宜选择较粗粒度的砂轮，以达到较高的去除量比率。

②砂轮的平衡及修整砂轮必须精细地平衡，以便砂轮工作时处于良好的平衡状态。

砂轮必须及时修整以保持其锋利。影响砂轮修整频次的因素很多．包括被磨材料的纯度和类型、冷却液的净度等。修整砂轮的金刚石支座必须牢固。若金刚石表面上有0.5－0.6mm 的磨损量，标志金刚石已磨钝了，应及时更换。

③严格控制砂轮传动系统及砂轮心轴的间隙。砂轮传动带松紧调整合适。

d)冷却液磨削上艺中，冷却的控制是一个重要因素。

①冷却必须有效充分，冷却液必须喷到磨削区域；流量一般为40～45L／min，以实现充分冷却；压力一般为0.8～1.2N／mm2，以冲去粘在砂轮上的切屑；

②保持冷却液的纯净，妥善地过滤，以清除冷却液的切屑、磨粒等脏物；冷却液的容器要足够大，以免掺入过多的气体或泡沫，

③防止冷却液的温度急剧升高或降低，一般控制冷却系统的容积和工作间的室温，就足以控制冷却液的温度，然而在特殊储况下应当使用散热器

2)磨齿损伤的检查

(1)可采用硝酸腐蚀法检查烧伤。

(2)磨齿后必须检查是否产生裂纹。可用下列方法之一进行检查：

a)磁粉探伤，

b)荧光渗透探伤，

c)着色渗透探伤。

3)磨齿损伤对承载能力的影响

齿面的烧伤和裂纹，在轮齿承受脉冲负荷时将影响其疲劳强度和使用寿命，甚至造成齿轮早期失效。

烧伤将导致齿面过早地磨损。沿齿长方向的裂纹会导致齿根疲劳断齿，这是绝对不允许的。

沿齿高方向的裂纹会导致单方向断裂。这种裂纹是最常见的。当裂纹深度较浅时．可采用硬质合金滚刀将裂纹去除，再重新磨齿。当沿齿高方向和沿团长方向的裂纹同时出现时，可能形成网状裂纹，它会导致齿面剥落．这当然是绝对不允许的。

机械制造技术基础考试复习试题及答案全解(相关)

一、名词解释 1.六点定位原理：采用六个按一定规则布置的支承点，并保持与工件定位基准面的接触，限制工件的六 个自由度，使工件位置完全确定的方法。 2.过定位：也叫重复定位，指工件的某个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制。 3.加工精度：零件加工后的实际几何参数和理想几何参数符合程度。加工误差：零件加工后的实际参数 和理想几何参数的偏离程度。 4.原始误差：由机床，刀具，夹具，和工件组成的工艺系统的误差。 5.误差敏感方向：过切削刃上的一点并且垂直于加工表面的方向。 6.主轴回转误差：指主轴瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。 7.表面质量：通过加工方法的控制，使零件获得不受损伤甚至有所增强的表面状态。包括表面的几何形 状特征和表面的物理力学性能状态。 8.工艺过程：在生产过程中凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等使其成为成品或半成品的过 程。 9.工艺规程：人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产这些工艺文件即为工 艺规程。 10.工序：一个工序是一个或一组工人在一台机床（或一个工作地），对同一工件（或同时对几个）所连续 完成的工艺过程。 11.工步：在加工表面不变，加工刀具不变，切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。 12.定位：使工件在机床或夹具中占有准确的位置。 13.夹紧：在工件夹紧后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 14.装夹：就是定位和夹紧过程的总和。 15.基准：零件上用来确定点线面位置是作为参考的其他点线面。 16.设计基准：在零件图上，确定点线面位置的基准。 17.工艺基准：在加工和装配中使用的基准。包括定位基准、度量基准、装配基准。 二、简答题 1.什么是误差复映，减少复映的措施有哪些 误差复映：指工件加工后仍然具有类似毛坯误差的现象（形状误差、尺寸误差、位置误差） 措施：多次走刀；提高工艺系统的刚度。 2.什么是磨削烧伤影响磨削烧伤的因素有哪些 磨削烧伤：当被磨工件的表面层的温度达到相变温度以上时，表面金属发生金相组织的变化，使表面层金属强度硬度降低，并伴随有残余应力的产生，甚至出现微观裂纹的现象。 影响因素：合理选择磨削用量；工件材料；正确选择砂轮；改善冷却条件。 3.什么是传动链误差提高传动链传动精度的措施有哪些 传动链误差：指传动链始末两端传动元件间相对传动的误差。 措施：缩短传动链；降速传动，末节大降速比；提高传动元件的制造精度和装配精度；误差补偿装置。4.减少工艺系统受热变形的措施 减少发热和隔热；改善散热条件；均衡温度场；改进机床机构；加快温度场的平衡；控制环境温度。 5.什么是工艺系统的刚度误差产生的原因 工艺系统刚度：垂直作用于工件加工表面（加工误差敏感方向）的径向切削分力与工艺系统在该方向的变形之间的比值。 原因：在机械加工过程中，机床、夹具、刀具、和工件在切削力的作用下，都将分别产生变形y机、y夹、

淬火钢磨削烧伤

10804020136 张庆宇 一、磨削烧伤机理： 磨削烧伤，是指由于磨削时的瞬时高温使工件表层局部组织发生变化，并在工件表面的某些部分出现氧化变色的现象。当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好，很容易在工件表面（从几十um到几百um）发生二次淬火及高温回火。如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种的AC1点，在冷却液的作用下二次淬火马氏体，而在表层下由于温度梯度大，时间短，只能形成高温回火组织，这就使在表层和次表层之间常山拉应力，而表层为一层薄而脆的二次淬火马氏体，当承受不了时，将产生裂纹。磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度，烧伤严重时还会出现裂纹。淬火钢零件的磨削烧伤主要有良种形式： 二、在磨削淬火钢时，可能产生以下3种烧伤： 1.回火烧伤 如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，止推面表层金属的回火马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这种烧伤称为回火烧伤。 2.淬火烧伤 如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属发生二次淬火，使表层金属出现二次淬火马氏体组织，其硬度比原来的回火马氏体的高，在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织（索氏体或托氏体），这种烧伤称为淬火烧伤。 3.退火烧伤 如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，

表层金属将产生退火组织，表面硬度将急剧下降，这种烧伤称为退火烧伤。在曲轴成形磨削中，多属于此种烧伤。 三、判别磨削烧伤的方法主要有： 1）观色法 随着磨削区温度的升高，工件表面氧化膜的厚度就不同，因而会呈现出黄、草黄、褐、紫等不同的“回火色”。但表面没有烧伤色并不意味着表层没有烧伤。此判别法准确性较低。 2）酸洗法 利用钢件不同的金相组织对酸腐蚀有不同的敏感性，以轴承钢为例，正常回火马氏体酸洗后呈灰色，发生二次淬火烧伤时酸洗后呈白色。生产中常用此法作抽检。 3）金相组织法 通过观察表层金相组织的变化来判别烧伤类别。此判别法准确度高。 4）显微硬度法 工件表层金相组织变化必然导致其显微硬度的变化，因此，观察其硬度变化，可判断烧伤类别及测定变质层深度。缺点是需要制作试件。 四、消减磨削烧伤与裂纹的工艺途径 1、正确选用砂轮，例如可采用颗粒较粗、较软、组织较疏松的砂轮；砂轮磨损后应及时修整。若砂轮的粒度越细、硬度越高时自砺性差，则磨削温度也增高。砂轮组织太紧密时磨屑堵塞砂轮，易出现烧伤。砂轮钝化时，大多数磨粒只在加工表面挤压和摩擦而不起切削作用，使磨削温度增高，故应及时修整砂轮。 2、改善磨削时的冷却条件，如采用内冷却方法；设法使冷却液渗透到磨削区中。

套圈磨削烧伤分析与预防措施示范文本

套圈磨削烧伤分析与预防措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

套圈磨削烧伤分析与预防措施示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1.烧伤产生机理 轴承套圈在磨加工中，由于磨粒对工件的切削、刻划 和摩擦作用，使金属表面产生塑性变形，由工件内部金属 分子间相对位移产生内摩擦而发热；砂轮切削时，相对于 工件的速度很高，与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热， 又因为每颗磨料的切削都是瞬间的，其热量生成也在瞬 间，又不能及时传散，所以在磨削区域的瞬时温度较高， 一般可达到800～1500℃，如果散热措施不好，很容易造 成工件表面的烧伤，也就是在工件的表层（一般有几十微 米到击败微米）发生二次淬火及高温回火，破坏了工件表 面的组织，肉眼可以看出严重的烧伤。表面出现严重的焦 黄色或黑色氧化膜，轻微的烧伤则要用稀释的酸性溶液来

浸蚀才能观察出来，烧伤部位呈黑色。烧伤会降低工件的使用寿命。 2.预防烧伤方法 由于烧伤是磨削区域产生大量的热量而又未及时散发造成的，因此避免烧伤必须减小热量的产生，加速热量的散发，也就是减小磨削时的内、外摩擦，且使工件得到充分有效的冷却。对冷却液来讲，其成分浓度要合适，流量、压力要充分，确实起到清洗作用（冲刷砂轮及工件的摩擦，冷却和润滑作用）。 减少摩擦热的产生，终究是要减少磨削时的内、外摩擦，这要综合考虑以下几方面的因素：减小磨削厚度，使金属塑性变形减小，内摩擦减小，从而减少磨削热；提高工件转速，工件磨削表面通过磨削区域的时间缩短，可减少磨削热的聚积，从砂轮特性来讲，磨料硬度高，则切削性能好，可减少发热，但磨料硬度不可太硬，组织不能太

机械制造技术基础习题和答案第二章起

机械制造技术基础习题 第二章制造工艺装备 一、单选题 1.定位基准是指（） [A]:机床上的某些点、线、面[B]:夹具上的某些点、线、面 [C]:工件上的某些点、线、面[D]:刀具上的某些点、线、面 正确答案：C 2.工序基准定义为（） [A]:设计图中所用的基准[B]:工序图中所用的基准 [C]:装配过程中所用的基准[D]:用于测量工件尺寸、位置的基准 正确答案：B 3.工件采用心轴定位时，定位基准面是（） [A]:心轴外圆柱面[B]:工件圆柱面 [C]:心轴中心线 [D]:工件外圆柱面 正确答案：B 4.机床夹具中，用来确定工件在夹具中位置的元件是（） [A]:定位元件[B]:对刀—导向元件[C]:夹紧元件[D]:连接元件 正确答案：A 5.工件以圆柱面在短V形块上定位时，限制了工件（）个自由度。 [A]:5[B]:4[C]:3[D]:2 正确答案：D 6.加工大中型工件的多个孔时，应选用的机床是（） [A]:卧式车床[B]:台式钻床[C]:立式钻床[D]:摇臂钻床 正确答案：D 7.在一平板上铣通槽，除沿槽长方向的一个自由度未被限制外，其余自由度均被限制。此定位方式属于（） [A]:完全定位[B]:部分定位[C]:欠定位[D]:过定位 正确答案：B 8.属于展成法加工齿形的刀具是（）

[A]:盘状模数铣刀[B]:指状模数铣刀[C]:成形砂轮[D]:滚刀 正确答案：D 9.多联齿轮小齿圈齿形加工方法一般选用（） [A]:滚齿[B]:插齿[C]:剃齿[D]:珩齿 正确答案：B 10.布置在同一平面上的两个支承板相当于的支承点数是（） [A]:2个[B]:3个[C]:4个[D]:无数个 正确答案：B 二、判断题 1.不完全定位在零件的定位方案中是不允许的。（）正确答案：错误 2.粗基准在同一尺寸方向可以反复使用。（）正确答案：错误 3.轴类零件常用两中心孔作为定位基准，遵循了互为基准原则。（）正确答案：错误 4.可调支承一般每件都要调整一次，而辅助支承可每批调整一次。（）正确答案：错误 5.采用六个支承钉进行工件定位，则限制了工件的6个自由度。（）正确答案：正确 6.在切削加工中，进给运动只能有一个。（）正确答案：错误 第三章金属切削过程及控制 一、单选题 1.切削加工时，对表面粗糙度影响最大的因素是（） [A]:刀具材料 [B]:进给量 [C]:切削深度 [D]:工件材料 正确答案：B 2.磨削表层裂纹是由于表面层（）的结果。 [A]:残余应力作用 [B]:氧化 [C]:材料成分不匀 [D]:产生回火 正确答案：A 3.纵车外圆时，不消耗功率但影响工件精度的切削分力是（） [A]:进给力 [B]:背向力 [C]:主切削力 [D]:总切削力 正确答案：B 4.前刀面上出现积屑瘤对（）有利。 [A]:精加工 [B]:半精加工 [C]:光整加工 [D]:粗加工 正确答案：D

2015机械制造技术基础真题加解析

2015机械制造技术基础真题完整版 一.判断题（1'×10）。 1.工序是工艺规程的基本单元。 2.连接两个执行机构之间的传动链均为内传动链。 3.γ的增大会使刀具的前刀面摩擦增大。 4.粗加工阶段主要是完成次要表面的加工。 5.用等公差法来分配封闭环的公差，没有考虑到各个零件的加工难度，尺寸的大小。 6.滚动轴承作为主轴轴承的情况，对于工件回转类机床，起作用的是轴承内圈外滚道的圆度误差。 7.过定位和欠定位都是绝对不允许的。 8.积屑瘤是在中等速度下产生，因此精加工常用高速度加工。 9.v K的值越小越好。 10.刀具后角可以为负值。 二．单选题（2'×20）。 1.哪个选项不是影响加工余量的因素。（） A .本工序的公差 B.前一工序遗留的a H C.前一工序的公差 D.前一工序的粗糙度 2.减少磨削烧伤的方法。（） A.工件的旋转速度增加 B.减少砂轮的粗糙度 C.增加砂轮的硬度 D.增大砂轮的粒度 3.影响冷作硬化的因素。（）

A.刃口圆弧半径增大，对表面挤压增大，冷作硬化程度减小 B.刃口圆弧半径增大，对表面挤压减小，冷作硬化程度减小 C.刃口圆弧半径增大，对表面挤压增大，冷作硬化程度增大 D.刃口圆弧半径增大，对表面挤压减小，冷作硬化程度增大 4.影响切削力的因素从大到小（ ） A.v f p --a B.f v a p -- C v a f p -- D.p a v --f 5.铸铁，青铜等工件应选什么毛坯。（ ） A.锻件 B.铸件 C.型材 D.焊接件 6.减少误差复映的方式有哪种。（ ） A.多次走刀 B.降低刀具的刚度 C.降低接触刚度 D.降低工件的刚度 7.夹紧力的确定中哪项正确。（ ） A.装配精度 B.夹紧机构 C.安全系数 D.方向，作用点，大小 8. 变形系数ε=（ ） A.ch c a a B.ch c l l C.c c l a D.ch ch l a 9.自然热电偶测量出的是哪里的温度。（ ） A.平均切削温度 B.温度场 C.刀具某点温度 D.工件某点温度 10.安装的定义是什么。（ ） A.一个工序在零件的几次装夹下完成。 B.工件在机床上所占有的一个位置所完成的那部分工作。 C.将工件固定在既定的位置上，保证机械加工的正常运行。 D.工件在机床应准确的占有合适的位置。

磨削烧伤的小常识

磨削烧伤的小常识 ●王春雷 磨削时瞬时的大量磨削热聚积在磨削区（850～1500℃）软化工件表面，使其塑性增加，有利于磨屑的形成，但对被磨工件表面质量、磨料和机床等也有不利的影响。对工件的影响主要表现在工件表面质量和加工精度两方面。 磨削烧伤有多种不同的分类方法。根据烧伤外观不同，可分为全面烧伤（整个表面被烧伤）、斑点状烧伤（表面上出现分散的烧伤斑点）、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤；按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤；还可根据烧伤深度分为浅烧伤（烧伤厚度＜0.005mm、中等烧伤（烧层厚度在0.005～0.01mm之间）、深度烧伤（烧伤层厚度＞0.01mm）。在生产中最常见的是斑点状的或周期的线条状烧伤。 由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用，从而在零件表面生成氧化膜。又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同，因此呈现出多种颜色。所以，人们通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度。随烧伤的加强，颜色一般呈现白、黄、褐、紫、兰（青）的变化。值得注意的是：烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象，而当零件表面颜色不变时，其表面组织也可能已发生了烧伤变化，这类烧伤通常不易鉴别，所以对零件使用性能危害更大。目前，人们为了更好地控制烧伤的程度，已根据表面组织的变化时烧伤进行了分级，一般从0～8共分九级，其中，0级最轻，8级烧伤最严重。 磨削的高温会使工件表面层金相组织发生变化。当磨削温度未超过工件的相变温度时，工件表面层的变化主要决定于金属塑性变形所产生的强化和因磨削热作用所产生的恢复这两个过程的综合作用，磨削温度可以促使工件表面层冷作硬化的恢复；如果磨削温度超过了工件金属的相变临界温度，则在金属塑性变形的同时，还可能产生金属组织的相变，就形成了磨削烧伤。烧伤现象将引起工件表面机械性能下降，主要是降低工件硬度和耐磨性。磨削烧伤可分为两类：第一类是指工件磨削温度尚未达到工件材料的临界温度，仅仅使工件表面层产生回火现象，这时表面层金相组织出现回火层。第二类是指工件磨削温度超过工件材料的临界温度，在通过磨削区时由于急速冷却而产生二次淬火现象，此时表面层的金相组织由回火层和二次淬火形成的索氏状、托氏体组成。更高的瞬时磨削温度在磨削过程和冷却过程中造成工件表面层与母体金属很大的温度差，形成很大的热应力。如果热应力超过材料的强度，就会使工件产生磨削裂纹，特别是在工件冷却过程中，如果表面层与母体金属有较大的温度差，那么表面层就会形成很大的拉应力，并保持拉伸残余应力，甚至产生表面裂纹。裂纹的存在，哪怕是十分细小的微裂纹，也会极大地降低工件的疲劳强度，大大缩短工件的使用寿命。由以上所述可以看到，影响磨削烧伤的主要因素是磨削瞬间温度的高低，而磨削裂纹和残余应力的起因则为被磨工件表面层的温度梯度，磨削温度使砂轮中的磨粒在加工时反复承受磨削热所形成的的温度应力，对磨粒的强度和磨性都有不利的影响。对树脂结合剂和橡胶结合剂来讲，过高的磨削温度会导致树脂和橡胶碳化，加速磨具的磨损。磨削温度还会引起磨削区内强烈的化学反应，致使磨粒很快磨损而失去切削的能力。高的磨削温度会使所用机床产生热变形，从而影响机床精度。 由于磨削烧伤的实质是：在磨削加工时磨粒起切削、刻划和摩擦作用，大多数磨粒是负前角进行切削，并在较高的磨削速度条件下，使得表面层有很高的温度，产生磨削烧伤。磨削烧伤的原理是磨削温度高，烧伤与温度有十分密切的关系。因此一切影响温度的因素，都在一定程度上对烧伤有影响：（1）砂轮进给速度V f。当V f增大时，烧伤程度增加。（2）砂轮速度Vs。Vs增大时，烧伤程度增加。（3）工件回转速度V w。当V w增大时，烧伤程度减轻。其次冷却液的质量以及冷却位置、压力；砂轮组织的均匀性，硬度粒度的选择及修整状态，如修出砂轮的微刃情况和微刃的保持情况，机床本身的进给均匀性和振动刚性，工件的余量及几何精度，工艺曲线的安排等情况都会影响到烧伤。

磨削烧伤、工件裂纹

磨削烧伤 1. 磨削烧伤的分类 磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）形成零件层组织发生局部变化，并在表面的某些部分出现氧化变色，这种现象称为磨削烧伤。磨削烧伤对零件质量性能影响很大，在实际加工过程中应尽量避免。 磨削烧伤有多种不同的分类方法。根据烧伤外观不同，可分为全面烧伤（整个表面被烧伤）、斑状烧伤（表面上出现分散的烧伤斑点）、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤；按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤；还可根据烧伤深度分为浅烧伤(烧伤厚度＜0.05mm)、中等烧伤(烧伤层厚度在0.005~0.01mm之间)、深度烧伤(烧伤层厚度＞0.01mm)。在生产中，最常见的是均匀的或周期的线条状烧伤。 由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用，而在零件表面生成氧化膜。又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同；因此呈现出多种颜色。所以，人们通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度。对钢件来说，随烧伤的加强，颜色一般呈现白、黄、褐、紫、兰(青)的变化。不同磨削深度下，加工表面的烧伤颜色和氧化膜厚度。 值得注意的是：烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象，而当零件表面颜色不变时，其表面组织也可能已发生了烧伤变化，这类烧伤通常不易鉴别，所以对零件使用性能危害更大。目前，人们为了更好地控制烧伤的程度，已根据表面组织的变化时烧伤进行了分级，一般从0-8共分九级，其中，0级最轻，8级烧伤最严重。 1.烧伤产生机理 轴承套圈在磨加工中，由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用，使金属表面产生塑性变形，由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热；砂轮切削时，相对于工件的速度很高，与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热，又因为每颗磨料的切削都是瞬间的，其热量生成也在瞬间，又不能及时传散，所以在磨削区域的瞬时温度较高，一般可达到800～1500℃，如果散热措施不好，很容易造成工件表面的烧伤，也就是在工件的表层（一般有几十微米到击败微米）发生二次淬火及高温回火，破坏了工件表面的组织，肉眼可以看出严重的烧伤。表面出现严重的焦黄色或黑色氧化膜，轻微的烧伤则要用稀释的酸性溶液来浸蚀才能观察出来，烧伤部位呈黑色。烧伤会降低工件的使用寿命。 2.预防烧伤方法 由于烧伤是磨削区域产生大量的热量而又未及时散发造成的，因此避免烧伤必须减小热量的产生，加速热量的散发，也就是减小磨削时的内、外摩擦，且使工件得到充分有效的冷却。对冷却液来讲，其成分浓度要合适，流量、压力要充分，确实起到清洗作用（冲刷砂轮及工件的摩擦，冷却和润滑作用）。 减少摩擦热的产生，终究是要减少磨削时的内、外摩擦，这要综合考虑以下几方面的因素：减小磨削厚度，使金属塑性变形减小，内摩擦减小，从而减少磨削热；提高工件转速，工件磨削表面通过磨削区域的时间缩短，可减少磨削热的聚积，从砂轮特性来讲，磨料硬度高，则切削性能好，可减少发热，但磨料硬度不可太硬，组织不能太细，否则磨钝的磨料不易脱落，磨料间微孔易塞实而使砂轮降低切削性能，并增加工件与砂轮的接触面积，在工件表面强烈挤压，摩擦导致温度增高。因此为避免烧伤且保证磨料效率、工件精度，在粗磨时刻采用硬度低、组织号大的砂轮，选用较大的磨削厚度；在终磨时选用较硬的，组织号较小的砂轮，保证有效修整砂轮，并选用较小的磨削厚度；对于磨削强度高、硬度高和导热性差的材料，易采用较小的进给量，提高工件转速，可有效避免烧伤。 3.烧伤种类 在实际生产中有以下具体因素可造成烧伤： （1）工艺系统振动、机床振动和液压系统压力不稳。在振动瞬间会增大磨削量，造成烧伤，此时烧伤沿工件表面呈振纹分布，也叫振纹烧伤。

磁弹法检查零部件表面磨削烧伤的新方法

磁弹法检查零部件表面磨削烧伤的新方法 作者：大众动力总成有限公司朱正德 磨削烧伤及其常用检查方法 在机械类产品中，很多重要零部件如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等，在热处理之后均需经过磨削加工。相比之下，磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其它加工方法，所转化热量的大部分会进入工件表面，因此容易引起加工面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下，工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层(即回火层)，并伴随出现很大的表面残余应力，甚至导致出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。 零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。为此，生产企业一方面通过执行正确、科学的工艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面，加强对零部件的检验，及时发现不合格工件，并判断正在进行的磨削工艺状况。 但长期以来，对工件表面磨削烧伤的检验，除了最简单的目测法外，就是采用已延续多年的传统方法——酸洗法，即在被检零部件表面涂上酸液或将其浸入盛有按规定配制的酸液槽中。之后(或在把工件取出后)，根据表面呈现的不同颜色，对磨削烧伤的程度作出相应的判断。一般地说，若色泽没有变化，就表明情况正常；而当颜色变成灰色，则说明已有烧伤情况存在，随着色泽变得越来越深，表示工件表面因温度更高，引起的磨削烧伤更为严重。 传统检查方法虽然简单易行，但有着很大的局限性，主要是工件表面经酸液浸蚀，即使为无问题的零部件，也不能再予以使用。传统方法执行的实际上是一种破坏性检查。 从以上描述可知，酸洗法本质上属于定性检查，难以对磨损烧伤程度做出定量的说明。

磨削烧伤的检测方法

磨削烧伤的检测方法 可能形成网状裂纹，它会导致齿面剥落．这当然是绝对不允许的。用硬度测试法鉴别磨削烧伤的方法，并用超声波硬度计进行了实验，证明该方法简单易行，可以广泛应用于磨削加工中。 磨削烧伤及其常用检查方法 在机械类产品中，很多重要零部件如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等，在热处理之后均需经过磨削加工。相比之下，磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其它加工方法，所转化热量的大部分会进入工件表面，因此容易引起加工面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下，工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层（即回火层），并伴随出现很大的表面残余应力，甚至导致出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。 零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。为此，生产企业一方面通过执行正确、科学的工艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面，加强对零部件的检验，及时发现不合格工件，并判断正在进行的磨削工艺状况。 但长期以来，对工件表面磨削烧伤的检验，除了最简单的目测法外，就是采用已延续多年的传统方法——酸洗法，即在被检零部件表面涂上酸液或将其浸入盛有按规定配制的酸液槽中。之后（或在把工件取出后）根据表面呈现的不同颜色，对磨削烧伤的程度作出相应的判断。一般地说，若色泽没有变化，就表明情况正常；而当颜色变成灰色，则说明已有烧伤情况存在，随着色泽变得越来越深，表示工件表面因温度更高，引起的磨削烧伤更为严重。 酸洗法具体如下：This is only a suggestion from my collegue ( Dino Calvanelli ) to find the burns on the gears此为有关过烧检测的建议: Clean each sample (part) to be inspected (free of dirt,oil,grease,fingermarks,protective coatings,etc.).清洗产品，确保无灰尘、油污、手印、表面覆盖物等。 Etch sample by immersing for 15/30" in a 5% solution (by volume) of Nitric acid in distilled water or alcohol.将产品浸在5%(体积比)的溶液(硝酸:水或硝酸:酒精)中腐蚀15至30秒， Rinse the sample in water (warm water preferable).Then rinse in acetone or alcohol.在温水中漂洗/冲洗产品，然后用丙酮或酒精中漂洗/冲洗。 Re-etch the sample by immersing for 15/30" in a 3% solution (by volume) of Hydrochloric acid in acetone or alcohol.再将产品浸在3%(体积比)的溶液(盐酸:丙酮或盐酸:酒精)中腐蚀15至30秒， Uniformly agitate the solution to avoid a spotty etching condition.均匀的摇动溶液以避免片面的点腐蚀。 If immersion is not convenient,etch with a cotton swab. Immediately after the second etch,rinse the sample in water.第二次腐蚀后立即在水中漂洗/冲洗产品。 If the part is to be used or preserved ,neutralize any remaining

磨削烧伤检查

磨削烧伤检查 2#酸洗液配制 合成:将5L浓度为69%~71%的工业硝酸缓缓注入酒精中,稀释成100L溶液,搅拌均匀,混合成酸洗溶液。3#酸洗液配制 合成:10L浓度为36%~38%的工业盐酸缓缓注入甲醇中,配制成100L溶液, 搅拌均匀。 4#中和液配制 合成:1Kg的碳酸钠加入100Kg水中，搅拌均匀，混合成中和液（碳酸钠与水的重量比为0.01:1）。加入足够的酚酞指示液，目视观察溶液的中和点（浅粉红色）。当溶液不在为浅粉红色时，需将溶液废弃。 酸洗程序： 1.清洗液：粗磨或精磨完了的零件上残留的可溶乳剂要用1#热水快速漂洗，再放在60~66C°的1# 清洗液中清洗至少5分钟。如果是超精研零件表面有油污时，可先用特殊的1#清洗液清洗煤油清洗后，再按正常程序进行。 2.酸洗液：将零件浸入2#酸洗液中，并且上下搅动，直到磨削面都变成黑色（不要超过10秒）。通 常腐蚀的时间为3~5秒，如果一定要超过10秒钟零件才能变黑，就要更换溶液。 3.自来水漂洗：将酸洗后的零件立即用流动的自来水冲洗。 4.2#酸洗液：将零件浸入3#酸洗液上下搅动。通常搅动的时间为10秒钟（但不要超过20秒钟）， 如果一定要超过20秒钟，就要更换溶液。 5.自来水漂洗：酸洗后的零件用流动的自来水冲洗。 6.中和液：将零件浸入中和液中搅动2~5秒钟。 7.自来水漂洗：将中和后的零件再用流动的自来水冲洗。 8.防锈：酸洗完了的零件应立即浸入专用防锈水中，取出仔细检查烧伤。 9.酸洗检验员检验后，将结果记录在“轴承零件表面酸洗检查记录”中。 酸洗结果的观察及解释： 1.中度的灰色:意味着正常的磨加工表面。 2.黑色或深色区域：意味着表面存在再回火烧伤。 3.亮色或白色区域：意味着表面存在再淬火烧伤，在任何情况下均不可接受。特例：非常浅的表面 再淬火烧伤如经过二次酸洗可以除去，则可以接受。在接受批量前，请再二次酸洗有代表性的产品后，根据结果判定。 4.当目视判断有困难时，可进行二次酸洗。 其他要求： 1.对于NSK产品，应保留一粒酸洗实验品和酸洗的检查记录，发货时随产品发给客户。 编制： 批准： TER-QS201510001

什么是磨削烧伤

完整的解释下，什么是磨削烧伤，磨削烧伤对硬度的影响是什么？对金相组织是什么？怎么样避免磨削烧伤？ 悬赏分：50 |提问时间：2010-12-10 12:20 |提问者：642347315 完整的解释下，什么是磨削烧伤，磨削烧伤对硬度的影响是什么？对金相组织是什么？怎么样避免磨削烧伤？对于实际的操作中Cr5 Cr3冷轧辊辊身淬火后，精磨时的注意项。我知道问题有点多，也有点难度，有回答尽量回答把，我一定高分献上 推荐答案 一、磨削烧伤，是指由于磨削时的瞬时高温使工件表层局部组织发生变化，并在工件表面的某些部分出现氧化变色的现象。 二、磨削烧伤会降低材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度，烧伤严重时还会出现裂纹。淬火钢零件的磨削烧伤主要有良种形式： 1、回火烧伤，指当磨削区温度显著地超过钢的回火温度但仍低于相变温度时，工件表层出现回火屈氏体或回火索氏体软化组织的情况。 2、淬火烧伤，当磨削区温度超过相变温度Ac1时，工件表层局部区域就会变成奥氏体，随后受到冷却液及工件自身导热的急速冷却作用而在表面极薄层内出现二次淬火马氏体，次表层为硬度大为降低的回火索氏体，这就是二次淬火烧伤。 三、判别磨削烧伤的方法主要有： 1、观色法，随着磨削区温度的升高，工件表面氧化膜的厚度就不同，因而会呈现出黄、草黄、褐、紫等不同的“回火色”。但表面没有烧伤色并不意味着表层没有烧伤。此判别法准确性较低。 2、酸洗法，利用钢件不同的金相组织对酸腐蚀有不同的敏感性，以轴承钢为例，正常回火马氏体酸洗后呈灰色，发生二次淬火烧伤时酸洗后呈白色。生产中常用此法作抽检。 3、金相组织法，通过观察表层金相组织的变化来判别烧伤类别。此判别法准确度高。 4、显微硬度法，工件表层金相组织变化必然导致其显微硬度的变化，因此，观察其硬度变化，可判断烧伤类别及测定变质层深度。缺点是需要制作试件。 四、磨削裂纹，在磨削渗碳钢、工具钢、淬火高碳钢、硬质合金等工件时，容易在表层出现细微的裂纹。磨削裂纹一般很浅(0.03~0.05mm)，严重时可达 0.25~0.5mm，其延伸方向大体与磨削速度方向垂直或呈网状分布。磨削裂纹的产生与磨前各加工过程所产生的缺陷，如材料表层中存在网状碳化物、非金属夹杂、组织疏松、成分偏析、晶界上的淬火变形等有关；裂纹通常与烧伤相伴而生。当工件表层的残余拉应力超过材料的抗拉强度时，就会产生磨削裂纹。磨削裂纹通常用荧光物质法、铁粉法及稀硝酸腐蚀法进行检查。 五、磨削烧伤机理： 当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好，很容易在工件表面（从几十um到几百um）发生二次淬火及高温回火。如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种

磨削烧伤

磨削烧伤 作者：JEFFERY A . BADGER and ANDREW TORRANCE Understanding the causes of grinding burn helps alleviate the problem. 了解磨削烧伤的起因有利于减少此类问题的产生。 Grinding burn is a tern loosely used to describe any type of thermal damage that occurs to the workpiece during grinding. Often, the grinding engineer simply looks for workpiece discoloration to determine whether or not there is a problem. 磨削烧伤，一般用来形容工件在研磨加工过程中造成的任何一种热损伤。通常情况下，磨床工程师只简单地通过查看工件表面的污损来决定此工件是否有问题。 There are several different types of thermal damage. Some are strictly cosmetic, some inhibit grinding performance and some lead to immediate fracturing of the workpiece. 热损伤有多种不同的类型，一些确切地说是表面损伤，一些是会影响磨削性能的，还有一些能直接导致工件的断裂。 A workpiece’s ability to tolerate the grinding temperature is dependent on its composition, heat treatment and form. Hardened tool steel, for example, can normally tolerate an arc-of-cut”hot spot” of 650 ℃without experiencing problems. But the same hot-spot temperature could cause an intricately shaped 52100-grade part to crack. Additionally, the amount of hard carbides in tool steel can determine whether a workpiece burns or not. A high percentage of carbides can blunt the wheel, making it grind too hot. 在研磨加工过程中，工件能承受的温度取决于它的成分，热处理以及形状。例如：淬硬工具钢，在通常情况下，能承受切入弧的高温点为650 ℃而不会产生问题。但是，同样的高温点却能使由52100钢铸的复杂型工件破裂。另外，工具钢中硬质碳化物的含量能决定一个工件是否会被烧伤，含较高碳化物的能硬化砂轮，从而使其能承受更高的磨削温度。 The changes that occur during grinding also must be taken into account. For example, the surface of a workpiece that has been gently ground (and, therefore, under low temperatures) will be left in a state of compressive residual stress. This is caused by the plastic deformation at the surface of the workpiece by the abrasive grits. Like shot peening, this can enhance the workpiece’s mechanical properties, with the most notable improvement being to fatigue life. 我们必须考虑到研磨加工过程中出现的变化。例如：经过轻微研磨（低温情况下）的工件表面将处于有压缩残余应力的状态中。这是工件由研磨粒在工件表面产生的塑型变形造成的。像用锤敲击一样，这能够提高工件的机械效能，最明显的表现就是增加使用寿命。 However, as production rates increase, the are-of-cut temperature tends to rise. This can cause parts to lose strength, suffer tensile stresses or even crack. 然而，随着生产率的提高，切入弧的温度随之上升，这会使工件失去效能，变软，甚至断裂。

机械制造工程学作业

绪论 思考下列问题: 1．机械制造工业的发展历史和现状。 2．机械制造工业在国民经济中的地位作用。 3．本课程的主要任务和要求。 第1章 金属切削加工的基础知识 一、简答题 1. 试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义，并分析它们的异同点和用途。 2. 为什么基面、切削平面必须定义在主切削刃上的选定点处？ 3. 试述刀具的标注角度与工作角度的区别，为什么横向切削时，进给量f 不能过大。 4. 试分析图2-1所示钻孔时的切削层公称厚度、公称宽度及与进给量、背吃刀量的关系。 5. 何谓直角切削和斜角切削？各有何特点？ 6. 刀具切削部分材料必须具备那些性能？为什么？ 7. 试按下列条件选择刀具材料或编号。 ⑴ 45钢锻件粗车； ⑵ HT200铸件精车； ⑶ 低速精车合金钢蜗杆； ⑷ 高速精车调质钢长轴； ⑸ 中速车削淬硬钢轴； ⑹ 加工冷硬铸铁。 A. YG3X B. W18Cr4V C. YT5 D. YN10 E. YG8 F. YG6X G . YT30 二、分析计算题 1. 试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度o γ、o α、r K 、r K '、o α'（要求标出假定主运动方向c v 、假定进给运动方向f v 、基面r P 和切削平面s P ） 图2-2 图2-3 图2-1

2. 绘制图2-3所示ο45弯头车刀的正交平面参考系的标注角度（从外缘向中心车端面）：ο15=o γ， ο0=s λ，ο8=o α，ο45=r K ， ο6='o α。 3. 设外圆车刀的ο15=o γ，ο5=s λ，ο8=o α，ο45=r K ，求f γ，p γ，f α 及p α。 4. 如图2-4所示，镗孔时工件内孔直径为mm 50φ，镗刀的几何角度为ο10=o γ，ο0=s λ，ο8=o α， ο75=r K 。若镗刀在安装时刀尖比工件中心高mm h 1=，试检验镗刀的工作后角o α。 图2-4 图2-5 5. 如图2-5所示的车端面，试标出背吃刀量p a 、进给量f 、公称厚度D h 、公称宽度D b 。又若 mm a p 5=，r mm f /3.0=，ο45=r K ，试求切削面积D A 。 第2章 金属切削过程的基本规律 一、简答题 1.何谓积屑瘤？积屑瘤在切削加工中有何利弊？如何控制积屑瘤的形成？ 2. 车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括r K 、s λ、o γ、o α）？简述理由。 3. 试说明被吃刀量p a 和进给量f 对切削温度的影响，并与p a 和f 对切削力的影响相比较，两者有何不同？ 4. 增大刀具前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越大切削温度越低？ 5. 刀具磨损有几种形式？各在什么条件下产生？ 6. 何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？粗加工和精加工所选用的耐用度是否相同，为什么？ 7. 何谓工件材料切削加工性？改善工件材料切削加工性的措施有那些？ 8. 切削液的主要作用是什么？切削加工中常用的切削液有哪几类？如何选用？ 9. 前角和后角的功用分别是什么？选择前后、角的主要依据是什么？ 10. 为什么高速钢刀具随主偏角的减小，刀具耐用度会提高？ 11. 选择切削用量的原则是什么？为什么说选择切削用量的次序是先选p a ，再选f ，最后选c v ？

长安大学机械制造技术基础复习题2019(2)

1．金属切削加工的基本知识 1．何谓切削用量三要素?它们是怎样定义的? 切削用量是指切削速度，进给量f（或进给速度）和切削深度 切削速度是切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。即在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。进给量是工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量。切削深度指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。 2.．金属切削过程的本质是什么?切削过程中的三个变形区是怎样划分的?各 变形区有何特征? 金属切削本质是一种挤压过程，切削金属受刀具挤压而产生以滑移为主的塑性变形 第Ⅰ变形区：即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。第Ⅱ变形区：靠近前刀面处，切屑排出时受前刀面挤压与摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。第Ⅲ变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因 3. 影响加工表面粗糙度的因素有哪些?如何减小表面粗糙度? 工件材料的性质，加工塑性材料时，材料的韧性越好，金属的塑性变形越大，加工表面就越粗糙，加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切削的崩碎而加工表面留下许多的小麻点，使表面粗糙度加大。（3）切削用量的影响，加工塑性材料时，若切削速度处在产生积屑瘤和鳞刺的范围内，加工表面将很粗糙，若不在，则影响明显下降；进给量越大，则表面粗糙度就越大；背吃刀量越大，则产生的塑性变形越大，表面粗糙度就越大 4. 影响切削力的因素有哪些?它们是怎样影响切削力的? 5.试阐述已加工表面的形成过程。 6.切削力是怎样产生的?为什么要研究切削力? 7.切屑的种类有哪些，其变形规律如何? 带状切屑,剪切滑移尚未达到断裂程度,加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小，刀具前角较大.;节状切屑,局部剪切应力达到断裂强度;粒状切屑,剪切应力完全达到断裂强度;崩碎切屑,未经塑性变形即被挤裂 8.各切削分力分别对加工过程有何影响? 9.切削热是怎样传出的?影响切削热传出的因素有哪些? 10.试分析圆周铣削与端面铣削的切削厚度、切削宽度、切削层面积和铣削 力，以及它们对铣削过程的影响。 11.试分析圆周铣削时，顺铣和逆铣的优缺点。 12.拉削有什么主要特点? 13.齿轮刀具主要类型有哪些? 2．金属切削加工机床与各种加工方法 1.举例说明什么叫表面成形运动，什么叫简单运动、复合运动?用相切法形成 发生线时需要两个成形运动是否是复合运动?为什么? 2.．在车削中，工件上有哪几个表面？

磨削烧伤及其解决方案

磨削烧伤及其解决方案 张国耀 （郑州超微磨料具有限公司河南郑州450001） 摘要：鉴于磨削过程中工件烧伤的问题一直困扰着产品的质量问题，从磨削烧伤的形成的机理、磨削烧伤的检查方法、磨削烧伤的分级、磨削烧伤的避免措施、磨削烧伤的影响因素、磨削烧伤解决方法。让我们从基础对磨削烧伤形成认识、到对磨削烧伤的解决方法形成一整套的方案，其中：砂轮的选择在磨削烧伤过程中非常重要。以避免我们生产中避免烧伤、遇到烧伤而找到合理的解决方法。适用于外圆磨烧伤、内圆磨烧伤、平面磨烧伤、端面磨烧伤、无心磨烧伤等磨削方式。 关键词：磨削烧伤烧伤砂轮的选择烧伤解决方法烧伤原理烧伤级别 一、定义：磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般为900－1500℃）到相变温度以上时， 形成零件表层金相组织发生变化（大多表面的某些部分出现氧化变色），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。 二、磨削烧伤机理： 当磨削表面产生高温时，如果散热措施不好，很容易在工件表面（从几十um到几百um）发生二次淬火及高温回火。如果磨削工件表面层的瞬间温度超过钢种的AC1点，在冷却液的作用下二次淬火马氏体，而在表层下由于温度梯度大，时间短，只能形成高温回火组织，这就使在表层和次表层之间产生拉应力，而表层为一层薄而脆的二次淬火马氏体，当承受不了时，将产生裂纹。 三、损伤的原因： (1)热处理的影响 a)残余奥氏体磨削时残余奥氏体由于砂轮磨削时产生的热和压力而转变，同时可能伴随 出现表面回火和磨削裂纹。残余奥氏体量应控制在30％以内。 b)渗层碳浓度渗层碳浓度过高，在渗层组织中容易形成网状碳化物或过多的游离碳化 物。由于这种物质极硬，在磨削过程中可能出现局部过热倾向和发生表面回火。渗层碳浓度过高，会使工件表面产生过多的残余奥氏体．从而导致烧伤和裂纹。因此，表面碳浓度增加，则降低了磨削性能，一般表面碳浓度应控制在0.75％-0.95％范围以内。 c)碳化物分布及形态碳化物分布应均匀，粒度平均直径不大于lμm；碳化物形态应为球 状、粉状或细点状沿网分布，不允许有网状或角状碳化物。 d)脱碳热处理时．表面或环境保护不当会产生表面氧化，这样在工件上就会产生一层薄 的脱碳层，这层软的脱碳层会引起砂轮过载或过热，从而造成表面回火。 e)回火在保证硬度的前提下，回火温度尽可能高一些，回火时间尽可能长一些。这样可 以提高渗碳淬硬表面的塑性，而且使残余应力得以平衡或降低．改善表面应力的分布状况。这样可以降低出现工件裂纹的机率，从而提高磨削工件的效率。 f)变形应尽可能减少热处理变形．这样可以减小磨削余量。若热处理变形过大，如果磨