論影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取的措施分析研究 機(jī)械制造專業(yè)

試論作用機(jī)械加工表層質(zhì)量的因素及采取的措施摘要：在機(jī)械加工中，有很多因素作用工件表層質(zhì)量，如何讓工件的表層質(zhì)量達(dá)到要求，如何削弱各因素對(duì)工件表層質(zhì)量的作用，就成為加工前必須考慮的問題，通過對(duì)作用機(jī)械加工表層質(zhì)量的因素進(jìn)行分析，并提出提高工件表層質(zhì)量的措施。關(guān)鍵詞：機(jī)械加工表層質(zhì)量作用因素目錄前言…………………………41.作用機(jī)械加工表層質(zhì)量的因素…………41.1耐磨性對(duì)表層質(zhì)量的作用……………41.2疲勞強(qiáng)度對(duì)表層質(zhì)量的作用…………41.3耐蝕性對(duì)表層質(zhì)量的作用……………42．作用加工表層不細(xì)致度的工藝因素及控制措施………4

2.1切削加工………………4

2.1.1

.刀具的幾何參數(shù)、材料和刃磨質(zhì)量…………42.1.2切削條件…………5

2.1.3工藝系統(tǒng)的精度和剛度…………52.2磨削加工………………5

2.2.1砂輪………………5

2.2.2磨削用量…………5

2.3削弱機(jī)械加工表層不細(xì)致度的加工方法……………52.3.1超精密切削………………………5

2.3.2超精加工…………52.3.3珩磨………………6

2.3.4研磨………………63.作用加工表層層物理機(jī)械性可以的因素………………63.1

作用零件表層層物理力學(xué)性可以的工藝因素及控制措施………6

3.1.1.表層層的加工硬化………………6

3.1.2.表層殘余應(yīng)力……………………6

3.1.3.表層層的金相組織變化——磨削燒傷…………63.2作用磨削燒傷的因素………………6

3.2.1磨削用量…………63.2.2砂輪特性…………63.2.3冷卻方法…………64.作用機(jī)械加工精度的主要因素…………74.1加工原理偏差…………74.2刀具、夾具的制造偏差及磨損………74.3工藝系統(tǒng)受熱變形引起的偏差………75.機(jī)械加工表層質(zhì)量對(duì)零件讓用性可以的作用…………75.1表層質(zhì)量對(duì)耐磨性的作用……………7

5.2表層質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的作用……………………75.3表層質(zhì)量對(duì)配合性質(zhì)的作用…………86．提高機(jī)械加工精度的渠道………………86.1減少原始偏差………………………86.2均分原始偏差………………………87．提高機(jī)械加工工件表層質(zhì)量的措施………8制定合理的工藝規(guī)程……………………88．結(jié)論…………………………89．參考文獻(xiàn)…………………9前言機(jī)器由機(jī)械零件裝配而成，機(jī)器的失效是個(gè)別零件的失效造成的，其根本原因是零件喪失了其應(yīng)具備的讓用性可以。而研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，零件的失效大都從表層開始，零件表層質(zhì)量的高低是決定其讓用性可以好壞的重要因素。因此，正確地理解零件表層質(zhì)量內(nèi)涵，分析機(jī)械加工過程中作用加工表層質(zhì)量的各種工藝。因素，改善表層質(zhì)量、提高產(chǎn)品讓用性可以具有重要的意義。1.作用機(jī)械加工表層質(zhì)量的因素1.1耐磨性對(duì)表層質(zhì)量的作用剛完善好的零件的兩個(gè)相互表層之間，開始步驟在表層不光滑的峰部處，真實(shí)觸碰面積比理論觸碰面積小很多。在觸碰的地方有很大的單位應(yīng)力，讓其真實(shí)觸碰面積處發(fā)生塑性變形、彈性變形，形成特別大的破壞。1.2疲勞強(qiáng)度對(duì)表層質(zhì)量的作用在交變載荷的作用下，表層不細(xì)致的凹谷地方可以很常引發(fā)應(yīng)力集中，形成疲勞紋。殘存應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的作用非常強(qiáng)。表層殘存拉應(yīng)力可以讓疲勞裂紋擴(kuò)張，加快疲勞損害;但表層殘余應(yīng)力可以防止疲勞裂紋的擴(kuò)張，減慢疲勞損害的發(fā)展。1.3耐蝕性對(duì)表層質(zhì)量的作用零件的耐蝕性在相對(duì)大的程度上取決于表層不細(xì)致度。表層的殘余拉應(yīng)力會(huì)發(fā)展成應(yīng)力腐蝕開裂，削弱零件的耐磨性，而殘余壓應(yīng)力卻可以防止應(yīng)力腐蝕開裂。2

.作用加工表層不細(xì)致度的工藝因素及控制措施

2.1切削加工2.1.1

.刀具的幾何參數(shù)、材料、刃磨質(zhì)量

刀具的幾何參數(shù)中對(duì)表層不細(xì)致度作用相對(duì)大的主要是副偏角、主偏角、刀尖圓弧半徑。在一定的條件下，縮小副偏角、主偏角、刀尖圓弧半徑都可以削弱表層不細(xì)致度。此外，刀具的前、后刀面、切削刃自身的不細(xì)致度直接作用加工表層的不細(xì)致度，所以，提升刀具的刃磨質(zhì)量，讓刀具上下刀面、切削刃的不細(xì)致度值必小于工件的不細(xì)致度值。

2.1.2切削條件市場

相對(duì)切削條件關(guān)聯(lián)的工藝因素，可以分為切削用量、冷卻潤滑情況。恰當(dāng)選用切削液，對(duì)工件可以作用到冷卻、潤滑，減少被加工材料的變形、摩擦，削弱切削區(qū)溫度，壓制積屑瘤、鱗刺的生成，是削弱表層不細(xì)致度值有用渠道。

2.1.3工藝系統(tǒng)的精度及剛度

要想獲得相對(duì)削弱的表層不細(xì)致度，要求工藝系統(tǒng)擁有充足的運(yùn)動(dòng)精度和剛度。

2.2磨削加工

2.2.1砂輪

1）

粒度磨粒越細(xì)，單位面積上磨粒數(shù)越多。然而磨粒過細(xì)，砂輪就容易堵塞，磨削性可以削弱，磨削力、磨削溫度削弱，反而提升表層不細(xì)致度，甚至發(fā)生燒傷情況。

2）

硬度砂輪的硬度要恰當(dāng)，太軟，磨粒容易掉落，讓不細(xì)致度提高；太硬，磨鈍了的磨粒又不容易掉落，堵塞砂輪，提升工件的塑性變形，也會(huì)讓工件表層變不細(xì)致。

2.2.2磨削用量

1）加強(qiáng)砂輪轉(zhuǎn)速，可以夠削弱表層不細(xì)致度。

2）提升工件轉(zhuǎn)速，塑性變形提升，表層不細(xì)致度值也提升。

3）若工件的材料硬度太強(qiáng)，磨粒容易磨鈍，不易增強(qiáng)表層質(zhì)量；若工件的塑性、韌性很大，變形大，容易堵塞砂輪，也不會(huì)擁有比很小表層不細(xì)致度值。

2.3削弱機(jī)械加工表層不細(xì)致度的加工方法

2.3.1超精加工

超精加工是一種由切削過程過渡到摩擦拋光過程的加工方法，可以獲取比很高加工表層不細(xì)致度（Ra=0.01~0.1um）。

2.3.2珩磨

珩磨是利用珩磨工具（細(xì)粒度油石或油條）對(duì)工件表層施加一定的力量，同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，切削工件上極小余量精加工方法。2.3.3研磨

研磨是用研磨工具（研棒或研套）和研磨劑從工件表層去一樣極薄金屬的精加工方法，可以得到比很高的表層質(zhì)量和加工精度。2.3.4拋光

拋光加工是用涂敷有拋光膏的布輪、皮輪等軟性工具，利用機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)作用剔除工件表層微觀不平處的峰頂，以獲得光亮、平整表層的加工方法。作用加工表層層物理機(jī)械性可以的因素3.1

作用零件表層層物理力學(xué)性可以的工藝因素

機(jī)械加工過程，在切削力和切削熱的作用下，工件表層相對(duì)深度內(nèi)的表層沿徑向形成剪切滑移，晶格扭曲，晶粒拉長并纖維化，金相組織形成變化，導(dǎo)致材料物理、機(jī)械性可以不同于基體材料，形成變質(zhì)層，進(jìn)而作用零件表層質(zhì)量。3.2作用磨削燒傷的因素：

3.2.1磨削用量當(dāng)磨削深度變強(qiáng)時(shí)，工件表層的溫度則顯著提升，容易誘發(fā)燒傷，所以磨削深度不可以太大；同時(shí)增強(qiáng)工件轉(zhuǎn)速、砂輪轉(zhuǎn)速，既可以夠削弱工件表層燒傷，又可以夠增加生產(chǎn)率；提升工件的縱向進(jìn)給速度，磨削區(qū)表層溫度削弱，燒傷減弱，為了彌補(bǔ)縱向進(jìn)給速度提升而導(dǎo)致表層不細(xì)致度值提升，可采用很寬砂輪進(jìn)行磨削加工。

3.2.2砂輪特性為了削弱磨削區(qū)溫度，減少燒傷，應(yīng)采取硬度很軟、組織疏松、粗粒度、結(jié)合劑彈性好的砂輪。

3.2.3冷卻方法采取切削液可以準(zhǔn)確的削弱切削區(qū)溫度，可以避免燒傷?，F(xiàn)在，通用地冷卻方法效果比很差，事實(shí)上沒有多少切削液進(jìn)去磨削區(qū)，相比最可靠的冷卻方法有內(nèi)冷卻、高壓大流量冷卻法、噴霧冷卻潤滑法、浸油砂輪等。4.作用機(jī)械加工精度的主要原因4.1加工原理偏差加工過程因?yàn)檫x取了相似的加工方法,相似的傳動(dòng)或相似的刀具輪廓而形成的加工偏差。4.2刀具、夾具的制造偏差及磨損刀具偏差對(duì)其加工精度的作用隨刀具的品類差異所以差異。普通刀具的制造偏差,對(duì)加工精度不會(huì)有作用;夾具的制造偏差是定位偏差、夾緊偏差、夾具的安裝偏差、確立偏差、分度偏差、夾具的磨損構(gòu)成。夾具的磨損會(huì)形成工件的定位偏差。4.3工藝系統(tǒng)受熱變形引起的偏差機(jī)械加工過程當(dāng)中,工藝系統(tǒng)在很多熱源的作用下形成不同程度的熱變形。因?yàn)楣に囅到y(tǒng)熱源布局的不勻稱性和各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、材料的不同,讓工藝系統(tǒng)很多部分的變形形成差異,進(jìn)而損害了刀具和工件的精確位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系,形成加工偏差。尤其是精密加工,熱變形引起的加工偏差占總加工偏差的百分之四十～百分之七十。盡管在切削加工中傳入刀具的熱量只有百分之三至百分之五,但是因?yàn)榈毒叩某叽绾蜔崛萘啃?有很高的溫升,所以引起刀具的熱伸長并有加工偏差。粗加工時(shí)刀具的熱變形對(duì)加工精度的作用可忽略不計(jì);對(duì)于加工要求很高的零件,刀具的熱變形對(duì)加工精度作用很大,讓加工表層形成形狀偏差。例如用高速鋼刀具車削時(shí),刃部的溫度高達(dá)七百攝氏度～八百攝氏度,刀具熱伸長量可以至零點(diǎn)零三毫米～零點(diǎn)零五毫米。5.機(jī)械加工表層質(zhì)量對(duì)零件讓用性可以的作用

在機(jī)械加工中，零件加工表層形成微觀不平、殘余應(yīng)力各種不足，雖只在零件極薄的表層層中，但非常大作用著機(jī)械零件的精度、耐磨性、配合性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度等，然后繼續(xù)作用機(jī)械的讓用性可以和讓用壽命。

5.1表層質(zhì)量對(duì)耐磨性的作用零件的耐磨性不只和材料、潤滑條件有聯(lián)系，而且還和零件的表層質(zhì)量有關(guān)。因此，并不是表層不細(xì)致度值越小越耐磨，表層不細(xì)致度和初期磨損量有一個(gè)最佳值。

5.2表層質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的作用

在交變載荷作用下，零件表層微觀不平、劃痕等都會(huì)引起應(yīng)力集中而形成疲勞裂紋造成零件的疲勞破壞。實(shí)驗(yàn)表明，可以承受交變載荷的零件，削弱比很簡單形成應(yīng)力集中部位的表層不細(xì)致度，可以很好提升零件的疲勞強(qiáng)度。表層的加工硬化可以阻礙疲勞裂紋的出現(xiàn)，然而硬化程度過大反而會(huì)削弱疲勞強(qiáng)度。

5.3表層質(zhì)量對(duì)配合性質(zhì)的作用

對(duì)于間隙配合，如表層不細(xì)致，會(huì)讓配合表層快速磨損而提升配合間隙，削弱配合精度，尤其對(duì)液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)的元件，會(huì)讓泄露量提升，使得機(jī)器不可以正常工作；相很于過盈配合而言，假如表層不細(xì)致度值過大，裝配時(shí)配合表層的波峰會(huì)被擠平，削弱了實(shí)際過盈量，削弱了配合件的連接強(qiáng)度，進(jìn)而作用了配合的可靠性。所以，可以配合要求的表層平常都要求有適當(dāng)小的表層不細(xì)致度，要求越高，要求的表層不細(xì)致度值越小。6.提高機(jī)械加工精度的渠道6.1減少原始偏差它在查明形成加工偏差的主要因素之后，想辦法加強(qiáng)或削弱這些因素。比如細(xì)長軸的車削，采用了大走刀反向車削法，基本完全消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若再輔之以彈簧頂尖，則可以更好消除熱變形引起的熱伸長。6.2均分原始偏差在加工中，因?yàn)槊骰蛘呱系拦ば蚱畹拇嬖?，往往產(chǎn)生這個(gè)工序的加工偏差，或者因?yàn)楣ぜ牧闲钥梢愿淖?，及其上道工序工藝改變，?dǎo)致原始偏差發(fā)生很大的變化，這樣原始偏差的變化，對(duì)本工序的作用主要有以下兩種情況：偏差復(fù)映，引起本工序偏差;定位偏差擴(kuò)大，引起本工序偏差。解決這個(gè)難題，最好的方法是采取分組調(diào)整均分偏差的方法。