提高工件表面光潔度的方法芻議

高林

摘 要：機(jī)械零件的失效與零件加工的表面光潔度有很大關(guān)系，本文探討提高工件表面光潔度的方法。

關(guān)鍵詞：光潔度 方法 因素

機(jī)械零件在高壓力、高速、高溫等條件下工作，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、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光潔度有很大關(guān)系，因此，提高工件表面光潔度問題越來越受到各方面的重視。

一、影響工件表面光潔的因素

1.殘留面積

刀具上的主偏角和副偏角使工件被切削層材料不能完全切除，在工件已加工表面形成了間距等于進(jìn)給量的螺旋狀條紋，這就是通常所謂的“殘留面積”。殘留面積中螺旋狀條紋高度愈大，表面光潔度愈差。此外，刀刃表面不光潔也將影響加工工件表面光潔度。在切削過程中，切屑與工件分離時(shí)的塑性變形，也會(huì)對(duì)殘留面積造成擠壓。

2.積屑瘤

積屑瘤造成工件表面光潔度惡化。

（1）當(dāng)積屑瘤突出在切削刃上時(shí)，積屑瘤會(huì)刺入工件表面，在工件表面上劃出一些與切削速度方向一致的縱向溝紋。同時(shí)，積屑瘤因其外形不規(guī)則，時(shí)大時(shí)小，且時(shí)生時(shí)滅，以致切削厚度也忽大忽小。

（2）當(dāng)積屑瘤碎裂時(shí)，其碎片還會(huì)嵌入工件的已加工表面。

3.鱗刺

在較低的切削速度下，切削塑性材料時(shí)，刀具會(huì)在工件已加工表面形成與切削速度方向相垂直的橫向裂紋，并有鱗片狀毛刺出現(xiàn)，即所謂的“鱗刺”。產(chǎn)生鱗刺的主要原因是嚴(yán)重的塑性變形。當(dāng)有鱗刺出現(xiàn)時(shí)，表面光潔度會(huì)下降2～4級(jí)。

4.振動(dòng)

刀具、工件或機(jī)床部件周期性的振動(dòng)會(huì)使已加工表面出現(xiàn)條痕或布紋狀痕跡，使表面光潔度顯著下降。

二、提高工件表面光潔度的方法

1.針對(duì)殘留面積的影響采用的方法

（1）采用“副偏角=0°”的修光刀。如：大進(jìn)給的強(qiáng)力切削車刀、絞刀、浮動(dòng)鏜刀等。修光刃的長度應(yīng)大于進(jìn)給量s，一般在車刀上可?。?.2～1.8）s。

（2）增大刀尖圓弧半徑。

（3）減小進(jìn)給量s，同時(shí)提高切削速度。如有色金屬的高速鏡面車削。

（4）采用小偏角的過渡刃。過渡刃的長度應(yīng)略大于進(jìn)給量。

（5）采用寬刃精車刀或?qū)捜芯俚丁?/p>

（6）采用滾壓加工。

2.針對(duì)積屑瘤的影響采用的方法

（1）選擇切削速度時(shí)應(yīng)避開有積屑瘤生成的中速區(qū)。在切削碳素鋼時(shí)，可采用v<1～2m/min的低速（如精車絲桿、拉削等）或v>80～100m/min的高速（如用硬質(zhì)合金刀具精車或精銑）。

（2）適當(dāng)減小進(jìn)給量或切削厚度。

（3）增大前角。

（4）采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ǎ构ぜ牧系乃苄詼p小。

（5）采用潤滑性能好的切削液。

（6）提高刀具前后角刀面的光潔度。

3.針對(duì)鱗刺的影響采用的方法

在切削速度較低（v≤10m/min）時(shí)，可采取以下措施：

（1）減小切削厚度。

（2）進(jìn)一步降低切削速度。

（3）增大前角。

（4）增大后角，減小后角刀面上的刀刃寬度。

（5）采用潤滑性能好的切削液。

當(dāng)切削速度較高（如v=30m/min）時(shí)，可采取以下措施：

一是采用硬質(zhì)合金刀具，進(jìn)一步提高切削速度，進(jìn)行高速切削。

二是將工件材料作調(diào)質(zhì)處理。

三是減小前角。

4.針對(duì)振紋的影響采用的方法

（1）增大刀具的前角、主偏角、刃傾角及減小刀尖圓弧半徑，以減小徑向力。

（2）在刀具后角刀面上磨出負(fù)后角的消振棱。

（3）增大刀桿截面積及減小刀具懸伸長度，以提高刀具的剛性。

（4）采取分屑措施，合理安排切削圖形，使切屑的截面窄而厚。

（5）采用彈簧刀桿或?qū)⒌都馕恢媒档偷降稐U中心線以下。

（6）選擇切削速度時(shí)應(yīng)避開徑向力較大的中速區(qū)，同時(shí)減小切削深度，并適當(dāng)增大進(jìn)給量也有助于抑制振動(dòng)。

（7）提高機(jī)床及工件的裝夾剛性。

（8）采取特殊的消振裝置，如消振鏜桿。

三、其他影響工件表面光潔度的因素

1.刀具和切削用量

刀具主要通過刃口的鋒利程度影響工件表面光潔度，不同材料的刀具，在刃磨后，其刃口圓弧半徑的大小和保持鋒利的時(shí)間是不同的。高速鋼刀具在低速切削時(shí)表面光潔度高。硬質(zhì)合金刀具在高速切削時(shí)表面光潔度高。在切削用量上，以走刀量和切削速度的影響較大。走刀量主要影響殘留面積和塑性變形，走刀量降低，殘留面積減小，所以在選用中等以上的切削速度時(shí)，減小走刀量可提高工件表面光潔度。

2.切削方法的選擇

在加工有色金屬輕合金時(shí)，對(duì)磨削困難的工件，采用微量切削法，用微量超精車或精鏜來代替磨削。此外，為提高工件表面光潔度，可以采用滾壓加工。它是一種對(duì)零件表面進(jìn)行光整合強(qiáng)化相結(jié)合的加工工藝。還可以利用金屬材料的塑性，在常溫下使用滾壓工具對(duì)零件表面施以壓力，在滾壓的作用下，使零件表層金屬產(chǎn)生塑性變形，提高光潔度。

（作者單位：牡丹江技師學(xué)院）