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【摘 要】 機械加工表面质量直接影响着机械加工件的工作性能。本文就研究机械加工表面质量的影响因素及加工规律,来提高机械加工表面质量,提出了一些切实可行的办法。
【关键词】 机械加工;表面质量;工艺因素;提高质量
机械加工表面质量的含义是指机械设备被加工之后,表面的粗糙程度。这一表面粗糙程度会影响机械加工件的工作性能,一个机械零件是否具备好的使用寿命和工作性能,这与机械零件的表面质量有绝对关系。所以,我们应该研究好机械加工表面质量的影响因素及加工规律,来提高机械加工表面质量,为高效率、高质量生产服务。
1 机械加工表面质量与产品性能
(1)对产品耐磨性的影响。一般来说,零件的表面粗糙度值小,它的磨损性能好;零件的表面粗糙度值大,磨损性能越差。但是,当表面粗糙度值太小的时候,反而会增加零件接触面之间的摩擦,造成严重磨损或损坏。所以,接触面的粗糙度值要适量,选择一个合适的粗糙度值,才会使机械零件间更好的配合工作。
(2)对产品抗疲劳强度的影响。零件金属受到力或方向的周期性变化,产生的疲劳破损不仅在零件的表层,而是到了冷硬层下面。所以,表面粗糙值越大,抗疲劳破坏的能力越差。
(3)对产品耐蚀性的影响。一般情况下,表面粗糙度值越大,抗蚀性就越差。
(4)对产品零件间配合效果的影响。当粗糙度值很大的时候,零件之间的磨损便会加大,一旦使零件处于紧密配合的状态,便磨损了零件表层,降低了零件之间的配合效果及质量。
2 机械加工表面质量受哪些因素影响
2.1材料性质
被加工工件的材料性质,对机械加工表面的质量具有重要影响。如果被加工工件是塑料材料件,那么在加工过程中容易发生塑性变形,容易在加工表面上留下很多麻点,严重影响了表面的加工质量;如果被加工工件是金属材料件,那么由于刀具也是硬质合金金属材料,在加工过程中,其切削角度、切实速度、切削温变等因素,都会影响到机械加工表面的质量等。如果想要获得较高质量的机械加工表面,那么在加工过程中,一定要掌握被加工工件的材料性质,对加工工艺进行严格控制,才能够获得较高质量的加工表面。
2.2加工技术原因
加工技术是提高机械加工表面质量的重要保证因素。因为零件加工是需要强大的技术作为支撑的,除去原材料,加工技术是对机械加工表面质量产生影响最大的因素之一。良好的技术能够在一定程度上弥补机械加工原材料身上的小缺点;但是如果技术过于落后,再好的原材料也无法保证机械零件的质量。因此,机械加工企业只有在人力资源方面拥有精、准加工技术方面的人才队伍,他们具有高质量的打磨与切削加工技术,才有利于提高加工质量,进而才能够推动企业的良好运行与和谐发展。
2.3切削加工对机械加工表面的影响
切削使用的刀具在对表面加工时,其刀具自身的形状、切削角度等因素,会给加工表面留下切削痕迹。所以,减小表面粗糙度值,要对润滑油及刀具的刃磨质量严格要求。工件材料的所属性质也影响机械加工表面质量。对于加工塑性材料、韧性材料、脆性材料,在刀具的外力作用下,会产生较强、较明显的变形或破坏,使表面粗糙。
2.4表面层冷作硬化对机械加工表面的影响
机械表面在加工过程中,因切削作用使加工品产生变形、破碎等,这会提高金属的硬度和强度。表面金属强化后,它的物理性质随之变化。冷作硬化后的金属,在相对温度下很容易发生状态转化。表层金属的质量将取决于金属最后综合作用的结果。然而,切削刀具、切削刃钝圆半径、切削速度及工件材料的塑性大小,是影响冷作硬化的主要因素。
2.5表面层材料金相组织变化
当切削热温度超出表面金属承受范围时,金属的金相组织将会出现磨削烧伤。其中,磨削烧伤包括回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤三种。我们可以通过改善冷却条件、减少磨削热的产生、正确选择砂轮等,来避免或降低磨削烧伤。
2.6表面层残余应力
表面残余应力的产生,是由金属在切削时表面产生塑性变形、切削热的产生、金属表面金相组织不同,三个方面的因素引起。加工的最后一道工序,将会对加工件表面留下物理、化学影响,从而对零件使用功能产生影响。
3 如何提高机械加工的表面质量
影响表面粗糙度的要素有切削条件、刀具、工件材料及热处理等。因此,我们应该掌握相应技术,来降低加工表面粗糙程度,提高加工零件的表面质量。那么,如何提高加工表面质量。
3.1刀具的选择与使用
为了改善加工表面的粗糙度,刀具应该采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀。如车床加工和铣床加工时要注意进给量,吃刀深度,车床转速,各导轨的间隙,主轴轴承的间隙,刀具的刃磨等因素。磨床加工时要注意各导轨的间隙,主轴的间隙,砂轮的平衡,砂轮的修整。电火花类的设备要注意电流、脉间、脉宽、步进速度的调整;还有好多设备的,最好能根据被加工的材料来选择对应的合适的刀具。
3.2工件材料方面
塑性材料和材料的金相组织可对加工表面质量造成很大影响。要根据机械零件所需选取合适的塑性材料或金相组织。比如在加工中,塑性大的低碳钢和低合金钢材料,需经过正火处理,使塑性降低,切削加工后,可以使表面粗糙程度减小。工件材料的状态,工件材料表面晶粒度大小及分布状况应该有适宜的金相组织。材料的塑性和金相组织始终影响着机加工工件的表面粗糙度。
3.3切削条件的改善
一方面提高切削速度,减小切削的进给量,另一方面采用高效切削液,使工艺系统刚度增强、机床的动态稳定性有所提高,从而获取较好的加工件表面质量。切削条件的改善可以有效提高机加工工件的表面粗糙度。
3.4加工方法的革新 第一,采用“精密”“、超精密”和“光整”的加工方法。例如采用小的径向进给量和轴向进给速度,采用高速度砂轮速。并且严格要求砂轮的细粒度及锋利程度。第二,选取合适的磨削液来降低粗糙度表面。减少加工表面层变形强化和残余应力。我们可以合理的选取切削刀具及合理的切削用量,并且采用高速度的切削和较小进给量,加上有效的运用地切削液,就可以使加工表面的变形强化。我们应当在机械加工中减少或避免残余应力的产生,因为零件表面的残余应力会使它的疲劳强度下降。使残余应力的产生条件很多,比如减小塑性变形、降低切削温度等。另外,滚压、挤孔、喷丸强化等方法经常被应用于生产中,以此来改变表面层材质变化。这些方法的运用,会使机械加工零件的表面质量提高,产品的工作性能、可靠性和产品使用寿命有大大的进步。
3.5制定合理的加工规程
合理的加工规程使零件加工有了科学的指导,它是基础保障,所以一個越是科学、合理的加工规程,越能保证一个零件的高质量,我们应建立一个合理的加工规程,加工流程要短,定位正确,定位基准与设计基准要重合,采取有效的冷却加工、精密和光加工等方式,采用精密加工、超精密加工以及光整加工,减少加工表层变形强化和残余应力,在一系列的加工程序下打造出一个粗糙度低的高质量零件。
4 提高机械加工表面质量的意义
随着经济的快速发展,工业加工技术得到了极大提高,机械的质量也得到了重视,工业的生产需要高质量的零件。在高温、高速和高压下一些重要零件会发生变化产生缺陷。加工表面质量是基础,加强表面质量可以保证机械的整体工作性能,提高零件及其机器的使用寿命,这就要求掌握机械加工是影响零件表面质量的因素,只有熟练掌握之后才能在生产中采取相应的措施,并研究各种加工工艺对表面质量影响的规律,应用规律来控制加工过程,在工艺过程中增强表面强化工序,改善表面性能,减少零件因表面质量而引起的加工质量问题,使产品的机械的使用性能提高。
5 结束语
研究机械加工表面质量,首先要分析掌握机加工的规律,更好的控制加工过程,使产品的表面质量提高,提高工件产品耐磨性、抗腐蚀性、抗疲劳破损能力,使零件的使用性能持久。其次,要研究影响机械加工表面质量的因素,通过切削加工来减小表面粗糙度值,对加工塑性材料、韧性材料、脆性材料的要注意把握影响表面粗糙度的各种因素。
参考文献:
[1]钱正艳.浅谈影响机床加工工件表面粗糙度的要素[J].装备制造技术,2010,(12).
[2]喻德生.选取合适的磨削液来降低粗糙度表面的分析[J].中国机械.201(111).
【关键词】 机械加工;表面质量;工艺因素;提高质量
机械加工表面质量的含义是指机械设备被加工之后,表面的粗糙程度。这一表面粗糙程度会影响机械加工件的工作性能,一个机械零件是否具备好的使用寿命和工作性能,这与机械零件的表面质量有绝对关系。所以,我们应该研究好机械加工表面质量的影响因素及加工规律,来提高机械加工表面质量,为高效率、高质量生产服务。
1 机械加工表面质量与产品性能
(1)对产品耐磨性的影响。一般来说,零件的表面粗糙度值小,它的磨损性能好;零件的表面粗糙度值大,磨损性能越差。但是,当表面粗糙度值太小的时候,反而会增加零件接触面之间的摩擦,造成严重磨损或损坏。所以,接触面的粗糙度值要适量,选择一个合适的粗糙度值,才会使机械零件间更好的配合工作。
(2)对产品抗疲劳强度的影响。零件金属受到力或方向的周期性变化,产生的疲劳破损不仅在零件的表层,而是到了冷硬层下面。所以,表面粗糙值越大,抗疲劳破坏的能力越差。
(3)对产品耐蚀性的影响。一般情况下,表面粗糙度值越大,抗蚀性就越差。
(4)对产品零件间配合效果的影响。当粗糙度值很大的时候,零件之间的磨损便会加大,一旦使零件处于紧密配合的状态,便磨损了零件表层,降低了零件之间的配合效果及质量。
2 机械加工表面质量受哪些因素影响
2.1材料性质
被加工工件的材料性质,对机械加工表面的质量具有重要影响。如果被加工工件是塑料材料件,那么在加工过程中容易发生塑性变形,容易在加工表面上留下很多麻点,严重影响了表面的加工质量;如果被加工工件是金属材料件,那么由于刀具也是硬质合金金属材料,在加工过程中,其切削角度、切实速度、切削温变等因素,都会影响到机械加工表面的质量等。如果想要获得较高质量的机械加工表面,那么在加工过程中,一定要掌握被加工工件的材料性质,对加工工艺进行严格控制,才能够获得较高质量的加工表面。
2.2加工技术原因
加工技术是提高机械加工表面质量的重要保证因素。因为零件加工是需要强大的技术作为支撑的,除去原材料,加工技术是对机械加工表面质量产生影响最大的因素之一。良好的技术能够在一定程度上弥补机械加工原材料身上的小缺点;但是如果技术过于落后,再好的原材料也无法保证机械零件的质量。因此,机械加工企业只有在人力资源方面拥有精、准加工技术方面的人才队伍,他们具有高质量的打磨与切削加工技术,才有利于提高加工质量,进而才能够推动企业的良好运行与和谐发展。
2.3切削加工对机械加工表面的影响
切削使用的刀具在对表面加工时,其刀具自身的形状、切削角度等因素,会给加工表面留下切削痕迹。所以,减小表面粗糙度值,要对润滑油及刀具的刃磨质量严格要求。工件材料的所属性质也影响机械加工表面质量。对于加工塑性材料、韧性材料、脆性材料,在刀具的外力作用下,会产生较强、较明显的变形或破坏,使表面粗糙。
2.4表面层冷作硬化对机械加工表面的影响
机械表面在加工过程中,因切削作用使加工品产生变形、破碎等,这会提高金属的硬度和强度。表面金属强化后,它的物理性质随之变化。冷作硬化后的金属,在相对温度下很容易发生状态转化。表层金属的质量将取决于金属最后综合作用的结果。然而,切削刀具、切削刃钝圆半径、切削速度及工件材料的塑性大小,是影响冷作硬化的主要因素。
2.5表面层材料金相组织变化
当切削热温度超出表面金属承受范围时,金属的金相组织将会出现磨削烧伤。其中,磨削烧伤包括回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤三种。我们可以通过改善冷却条件、减少磨削热的产生、正确选择砂轮等,来避免或降低磨削烧伤。
2.6表面层残余应力
表面残余应力的产生,是由金属在切削时表面产生塑性变形、切削热的产生、金属表面金相组织不同,三个方面的因素引起。加工的最后一道工序,将会对加工件表面留下物理、化学影响,从而对零件使用功能产生影响。
3 如何提高机械加工的表面质量
影响表面粗糙度的要素有切削条件、刀具、工件材料及热处理等。因此,我们应该掌握相应技术,来降低加工表面粗糙程度,提高加工零件的表面质量。那么,如何提高加工表面质量。
3.1刀具的选择与使用
为了改善加工表面的粗糙度,刀具应该采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀。如车床加工和铣床加工时要注意进给量,吃刀深度,车床转速,各导轨的间隙,主轴轴承的间隙,刀具的刃磨等因素。磨床加工时要注意各导轨的间隙,主轴的间隙,砂轮的平衡,砂轮的修整。电火花类的设备要注意电流、脉间、脉宽、步进速度的调整;还有好多设备的,最好能根据被加工的材料来选择对应的合适的刀具。
3.2工件材料方面
塑性材料和材料的金相组织可对加工表面质量造成很大影响。要根据机械零件所需选取合适的塑性材料或金相组织。比如在加工中,塑性大的低碳钢和低合金钢材料,需经过正火处理,使塑性降低,切削加工后,可以使表面粗糙程度减小。工件材料的状态,工件材料表面晶粒度大小及分布状况应该有适宜的金相组织。材料的塑性和金相组织始终影响着机加工工件的表面粗糙度。
3.3切削条件的改善
一方面提高切削速度,减小切削的进给量,另一方面采用高效切削液,使工艺系统刚度增强、机床的动态稳定性有所提高,从而获取较好的加工件表面质量。切削条件的改善可以有效提高机加工工件的表面粗糙度。
3.4加工方法的革新 第一,采用“精密”“、超精密”和“光整”的加工方法。例如采用小的径向进给量和轴向进给速度,采用高速度砂轮速。并且严格要求砂轮的细粒度及锋利程度。第二,选取合适的磨削液来降低粗糙度表面。减少加工表面层变形强化和残余应力。我们可以合理的选取切削刀具及合理的切削用量,并且采用高速度的切削和较小进给量,加上有效的运用地切削液,就可以使加工表面的变形强化。我们应当在机械加工中减少或避免残余应力的产生,因为零件表面的残余应力会使它的疲劳强度下降。使残余应力的产生条件很多,比如减小塑性变形、降低切削温度等。另外,滚压、挤孔、喷丸强化等方法经常被应用于生产中,以此来改变表面层材质变化。这些方法的运用,会使机械加工零件的表面质量提高,产品的工作性能、可靠性和产品使用寿命有大大的进步。
3.5制定合理的加工规程
合理的加工规程使零件加工有了科学的指导,它是基础保障,所以一個越是科学、合理的加工规程,越能保证一个零件的高质量,我们应建立一个合理的加工规程,加工流程要短,定位正确,定位基准与设计基准要重合,采取有效的冷却加工、精密和光加工等方式,采用精密加工、超精密加工以及光整加工,减少加工表层变形强化和残余应力,在一系列的加工程序下打造出一个粗糙度低的高质量零件。
4 提高机械加工表面质量的意义
随着经济的快速发展,工业加工技术得到了极大提高,机械的质量也得到了重视,工业的生产需要高质量的零件。在高温、高速和高压下一些重要零件会发生变化产生缺陷。加工表面质量是基础,加强表面质量可以保证机械的整体工作性能,提高零件及其机器的使用寿命,这就要求掌握机械加工是影响零件表面质量的因素,只有熟练掌握之后才能在生产中采取相应的措施,并研究各种加工工艺对表面质量影响的规律,应用规律来控制加工过程,在工艺过程中增强表面强化工序,改善表面性能,减少零件因表面质量而引起的加工质量问题,使产品的机械的使用性能提高。
5 结束语
研究机械加工表面质量,首先要分析掌握机加工的规律,更好的控制加工过程,使产品的表面质量提高,提高工件产品耐磨性、抗腐蚀性、抗疲劳破损能力,使零件的使用性能持久。其次,要研究影响机械加工表面质量的因素,通过切削加工来减小表面粗糙度值,对加工塑性材料、韧性材料、脆性材料的要注意把握影响表面粗糙度的各种因素。
参考文献:
[1]钱正艳.浅谈影响机床加工工件表面粗糙度的要素[J].装备制造技术,2010,(12).
[2]喻德生.选取合适的磨削液来降低粗糙度表面的分析[J].中国机械.201(111).