淺談機(jī)械加工表面質(zhì)量的提高

摘 要:在機(jī)工加工制造過(guò)程中，工件表面質(zhì)量受多種因素的影響，工件表面質(zhì)量加工是非常重要的，本文主要針對(duì)機(jī)械表面加工存在的問(wèn)題進(jìn)行論述，并根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)提出了一些改善機(jī)械加工表面質(zhì)量的措施，希望為機(jī)械加工質(zhì)量的提高提供一些參考。

關(guān)鍵詞:機(jī)械加工 表面質(zhì)量 因素 措施

中圖分類號(hào):TH111文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0077-01

隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平的提高，對(duì)機(jī)器的使用要求也日益提高，而機(jī)械加工零件的質(zhì)量對(duì)工程起著重要的作用，如果表面質(zhì)量存在問(wèn)題，會(huì)影響產(chǎn)品的性能，會(huì)造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象，在一定層度上加快零件的老化，極易破壞零件的質(zhì)量，可見(jiàn)，表面質(zhì)量問(wèn)題是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，只有解決好這個(gè)難題，才能保證工程的順利進(jìn)行。

1 機(jī)械加工質(zhì)量分析

機(jī)械加工是一種用加工機(jī)械對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過(guò)程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)，分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工，并且不引起工件的化學(xué)或物相變化，稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工，會(huì)引起工件的化學(xué)或物相變化，稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見(jiàn)有熱處理，煅造，鑄造和焊接。

機(jī)械加工表面質(zhì)量，是指零件在機(jī)械加工后被加工面的微觀不平度，也叫粗糙度，以Ra\\Rz\\Ry三種代號(hào)加數(shù)字來(lái)表示，機(jī)械圖紙中都會(huì)有相應(yīng)的表面質(zhì)量要求，一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面時(shí)稱:鏡面。其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。一般而言，重要或關(guān)鍵零件的表面質(zhì)量要求都比普通零件要高。這是因?yàn)楸矶|(zhì)量好的零件會(huì)在很大程度上提高其耐磨性、耐蝕性和抗疲勞破損能力。

2 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素

2.1 刀具的影響

刀具幾何形狀的復(fù)映刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，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、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。

2.2 工件材料的性質(zhì)的影響

在對(duì)塑性材料進(jìn)行加工的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生塑性變形，這是由于刀具對(duì)金屬發(fā)生擠壓造成的，在運(yùn)用刀具分離切屑和工件的時(shí)候，會(huì)造成工件表面的細(xì)小撕裂，這也會(huì)增加工件表面的粗糙度。一般來(lái)說(shuō)，韌性越好的材料，塑性變形會(huì)越大，加工后表面就容易粗糙。對(duì)脆性材料進(jìn)行加工的時(shí)候，由于材料質(zhì)地較脆，切屑會(huì)呈現(xiàn)顆粒狀碎裂，切屑的碎裂和崩裂同樣會(huì)在材料加工表面留下許多細(xì)小的斑點(diǎn)，表面就會(huì)變得粗糙。

2.3 磨削加工對(duì)表面粗糙度的影響

磨削加工表面形成的粗糙原因，與切削加工表面粗糙度的形成非常的相似，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:砂輪的粒度、砂輪的硬度、砂輪的修整磨削速度、磨削徑向進(jìn)給量與光磨次數(shù)工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量冷卻潤(rùn)滑液。

2.4 表面層殘余應(yīng)力影響

表面層殘余應(yīng)力的產(chǎn)生一般會(huì)受到以下三個(gè)因素的影響:一個(gè)是在對(duì)材料進(jìn)行切削加工的時(shí)候，加工材料的表面金屬會(huì)發(fā)生塑性變形，正如前面提到的，塑性變形的發(fā)生和材料的韌性程度有關(guān)，表面金屬層的塑性變形會(huì)使其金屬的比容增大，表層金屬的比容加大，會(huì)造成金屬體積的膨脹，僅表層金屬膨脹，會(huì)受到里層金屬的阻止，由于金屬內(nèi)部相連而產(chǎn)生了作用力，就會(huì)在表層金屬中產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而里層金屬中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的殘余拉應(yīng)力。另一個(gè)產(chǎn)生殘余應(yīng)力的因素是切削加工中，切削區(qū)域由于摩擦而產(chǎn)生的熱量，也可能導(dǎo)致金屬膨脹產(chǎn)生殘余應(yīng)力。第三個(gè)因素來(lái)源于金屬材料本身的密度變化，由于不同金相組織的密度不同，比容也不同，當(dāng)表面金屬的金相組織發(fā)生變化時(shí)，表層金屬的比容就會(huì)相應(yīng)變化，會(huì)受到與其相連接的金屬的阻礙，殘余應(yīng)力也會(huì)產(chǎn)生。

3 提高機(jī)械加工表面質(zhì)量的措施

3.1 加強(qiáng)刀具方面的選擇

刀具在機(jī)械加工中對(duì)表面質(zhì)量的影響也是很大的，因此在刀具的選擇上要非常注意，刀具應(yīng)采用較大的刀尖圓弧半徑、較小的副偏角或合適(=0)的修光刃或?qū)捜芯俚?、精車刀等?/p>

同時(shí)，選用與工件材料適應(yīng)性好的刀具材料，以減少對(duì)刀具的磨損，這些方法都可以達(dá)到降低表面粗糙度的效果。

3.2 注意工件材料的選擇

表面粗糙度也受工作材料的影響，如果工作材料選擇不合理，制造出的產(chǎn)品表面質(zhì)量就很差，特別是材料的塑性和金相組織，對(duì)于塑性大的低碳鋼、低合金鋼材料，預(yù)先進(jìn)行正火處理以降低塑性，切削加工后能得到較小的粗糙度。因此，在機(jī)械加工過(guò)程中，也要充分考慮到工件材料的選擇。

3.3 注重切削方法的選擇

以較高的切削速度切削塑性材料可抑制積屑瘤出現(xiàn)，減小進(jìn)給量，采用高效切削液，增強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度，提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，都可獲得好的表面質(zhì)量。主要是采用精密、超精密和光整加工。選用較小的徑向進(jìn)給量，選用較大的砂輪速度和較小的軸向進(jìn)給速度，工件速度應(yīng)該低些，采用細(xì)粒度砂輪;精細(xì)修整砂輪工作表面，使砂輪上磨粒鋒利，也可達(dá)到較好的磨削效果。選擇適宜的磨削液能獲得低粗糙度表面。

3.4 減少加工表面層殘余應(yīng)力

當(dāng)零件表面存在殘余應(yīng)力時(shí)，其疲勞強(qiáng)度會(huì)明顯下降，特別是對(duì)有應(yīng)力集中或在有腐蝕性介質(zhì)中工作的零件，影響更為突出。為此，應(yīng)盡可能在機(jī)械加T中減小或避免產(chǎn)生殘余應(yīng)力。但是，影響殘余應(yīng)力產(chǎn)生的因素較為復(fù)雜?？偟恼f(shuō)來(lái)，凡能減小塑性變形和降低切削溫度的因素都能使已加工表面的殘余應(yīng)力減小。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械加工表面質(zhì)量受物理與化學(xué)的影響比較大，如何改變機(jī)械表面加工技術(shù)，生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品，是機(jī)械加工制造業(yè)比較關(guān)心的難題，而機(jī)械表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的使用時(shí)間有很大的影響，只有加強(qiáng)刀具、工件材料的選擇，同時(shí)控制切削條件與加工方法，才能使產(chǎn)品的表面質(zhì)量有所提高，生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品。只有在技術(shù)上不斷更新，不斷研究才能掌握機(jī)械加工的規(guī)律，科學(xué)的解決機(jī)械加工表面質(zhì)量問(wèn)題，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]翟道美，易廣斌.影響機(jī)械工程加工精度的因素分析[J].黑龍江科技信息，2009(5).

[2]唐少琴，高曉丁.利用SPC技術(shù)對(duì)零件加工精度的控制[J].大眾科技，2011(4).

[3]王妮娜.淺析機(jī)械加工精度[J].科技信息，2010(12).

[4]朱璇.機(jī)械加工的成形原理分析[J].科技資訊，2011(27).