板件平面銑削加工精度分析及防范措施

王玉玲

摘要：通過對影響加工精度的原因進行分析，制定可行的工藝措施，在實際生產(chǎn)中具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：平面銑削;加工精度分析;防范措施

在機械加工制造中，產(chǎn)品質(zhì)量的提高對于增強市場競爭能量是非常重要的。一個機械產(chǎn)品的制造過程包括零件制造、整機裝配等一系列的工作。零件的加工實質(zhì)是零件表面的成形過程，這些成形過程是由不同的加工方法來完成的，如車削、銑削、磨削等技術(shù)，這種機械冷加工技術(shù)在機械制造過程中占有一定的重要地位。而對于常用的板件切削加工中，厚度在8-30mm的低碳鋼板件平面銑削加工占有一定比例，對其加工精度要求高。雖然其加工方式簡單，但由于加工過程存在的各種因素，致使銑削加工后的精度不高，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.板件加工后主要缺陷

機械零件的加工精度，主要取決于工件、刀具、機床及加工者采用的加工工藝方法等幾個重要因素，一般來說，板件平面銑削在加工中主要表現(xiàn)出以下缺陷：表面粗糙度低、變形后致平面度超差。平面銑削加工產(chǎn)生變形的原因主要有熱變形和應(yīng)力變形。

2.產(chǎn)生的原因

2.1切削過程的分析

切削層金屬經(jīng)過一系列復(fù)雜的過程變成切屑，在這一過程中出現(xiàn)一系列的物理現(xiàn)象，如變形、切削力、切削熱、刀具磨損等。切削層金屬經(jīng)過復(fù)雜的變形后于工件基體材料分離形成了切屑。這一過程中產(chǎn)生的變形可劃分為桑區(qū)域，叫第一變形區(qū)、第二變形區(qū)、第三變形區(qū)。

2.2內(nèi)應(yīng)力變形

在切削過程中第三變形區(qū)的特點是已加工表面纖維化與加工硬化，它是在已加工表面嚴重變形層內(nèi)，金屬晶格拉長、擠緊、扭曲甚至碎裂而使表面層組織硬度提高的現(xiàn)象，硬化層表面上會出現(xiàn)細微的裂紋，并在表層內(nèi)產(chǎn)生了殘余拉應(yīng)力，產(chǎn)生變形。

2.3切削熱的形成

切削熱是切削過程中切削區(qū)的變形和摩擦所消耗的能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的熱。包括剪切去變形功形成的熱，切屑于前刀面摩擦功形成的熱，已加工表面于刀具摩擦功形成的熱。這些切削熱又分別通過切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)傳熱，但整個工件的溫度升高很快，造成工件的熱變形。

2.4切削方式的影響

逆銑時銑刀切入工件時的切削速度方向與工件的進給方向相反，刀齒在工件表面上打滑，產(chǎn)生擠壓和摩擦，使這段表面產(chǎn)生嚴重的冷硬層，至滑行到一定程度時，刀齒方能切下一次金屬層。下一個刀齒切入時，又在冷硬層上擠壓滑行，使刀齒容易磨損，同時使工件表面粗糙度增大，此外，逆銑加工時，當(dāng)接觸角大于一定數(shù)值時，垂直銑削分力向上，易引起振動。

3.防范措施

3.1工件的夾緊引起的振動

在板件平面銑削加工中，利用數(shù)控專用磁力臺吸附工件，可有效降低工件切削過程中的振動對表面粗糙度的影響。

3.2雙面分層銑削減少變形

實驗表面，在銑削要素中，銑削深度對工件變形影響最大，對板件零件的加工采用上下兩面去除余量均等的原則，進行輪流加工，加工時采用余量依次遞減的原則，輪流的次數(shù)越多，其應(yīng)力釋放越徹底，工件加工后的變形越小。

3.3合理使用冷卻液

合理選用切削液可以改善切屑、工件與刀具間的摩擦情況，抑制積屑瘤的成長，從而降低切削力和切削溫度，減小工件熱變形，減少刀具磨損，改善已加工表面質(zhì)量。

3.4適當(dāng)改善切削刀具幾何參數(shù)

在幾何參數(shù)中，前角增大，切削變形減少，摩擦減少，產(chǎn)生的熱量少，切削溫度低，但前角進一步增大，因刀具的散熱體積減少，切削溫度不會進一步降低。

刀尖圓弧半徑加大，切削區(qū)塑形變形加大，切削溫度升高，但大圓弧半徑又改善了刀尖處的散熱條件，所以增大刀尖圓弧半徑，有利于刀尖處局部切削溫度的降低。

在切削加工過程中隨著切屑與前刀面間的溫度和壓力的增加，摩擦力也增大，使近前刀面切屑中塑形變形層流速減慢，產(chǎn)生“滯流”現(xiàn)象，越貼近前刀面的金屬層流速越低，當(dāng)溫度和壓力增加到一定程度時，滯流層中底層與前刀面產(chǎn)生了粘結(jié)，該粘結(jié)層經(jīng)過劇烈的塑形變形使硬度提高這樣層層增加形成積屑瘤，由于積屑瘤不穩(wěn)定，脫落時容易引起振動破壞表面加工質(zhì)量。

所以在加工中將粗、精加工工序刀具分開，選擇適當(dāng)?shù)牡毒邘缀螀?shù)，提高工件的表面加工質(zhì)量。

4.結(jié)論

通過對引起加工精度低的原因進行分析，進一步明確了熱變形、內(nèi)應(yīng)力變形和工件的振動是引起加工精度不高的主要因素，因此從工件的裝夾、加工工藝方法、刀具的幾何參數(shù)入手，制定相應(yīng)的防范措施，可有效提高工件的加工精度，在實際生產(chǎn)中具有積極的指導(dǎo)作用。

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