機(jī)械加工過(guò)程中的冷加工處理探究

夏添+裴斐

摘 要：機(jī)械冷加工工藝在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)廣泛應(yīng)用，對(duì)我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)起著不可估量的作用，但在應(yīng)用過(guò)程出現(xiàn)很多弊端，本文就機(jī)械加工過(guò)程中的冷加工處理進(jìn)行了分析和探討，重點(diǎn)對(duì)機(jī)械冷加工工藝做了進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：機(jī)械冷加工;機(jī)械加工;機(jī)械制造

冷加工通常指金屬的切削加工，用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料層切去成為切屑，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。任何切削加工都必須具備3個(gè)基本條件：切削工具、工件和切削運(yùn)動(dòng)。切削工具應(yīng)有刃口，其材質(zhì)必須比工件堅(jiān)硬。不同的刀具結(jié)構(gòu)和切削運(yùn)動(dòng)形式構(gòu)成不同的切削方法。用刃形和刃數(shù)都固定的刀具進(jìn)行切削的方法有車(chē)削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉削和鋸切等;用刃形和刃數(shù)都不固定的磨具或磨料進(jìn)行切削的方法有磨削、研磨、珩磨和拋光等。

一、機(jī)械加工工藝分析

機(jī)械冷加工主要包括磨削、刨削、鉆削、車(chē)削、拉削、銑削等。另一種機(jī)械冷加工方式是壓力加工，就是指在低于再結(jié)晶溫度下使金屬產(chǎn)生塑性變形的加工工藝，主要有沖壓、冷鍛、冷軋、冷擠壓、冷拔等方式，這種加工工藝的器件變形抗力比較大，不僅可以使金屬成形而且還提高了加工器件的強(qiáng)度和硬度。就我國(guó)的機(jī)械加工工藝現(xiàn)狀而言，機(jī)械加工工藝雖然在不斷發(fā)展著，改進(jìn)著，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上一些發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的步伐，在整體和局部上都存在一定的差距，這些差距主要表現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不完善、科研和創(chuàng)新能力低導(dǎo)致生產(chǎn)投入的不健全、產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)不夠系統(tǒng)性。因此我國(guó)要不斷完善機(jī)械加工工藝，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)建立有力的支撐。

二、金屬冷加工的優(yōu)缺點(diǎn)分析

在強(qiáng)化金屬的同時(shí)可以獲得所需的形狀， 可以獲得很好的尺寸公差和表面粗糙度，有些金屬只能進(jìn)行有限程度的冷加工，因?yàn)樗鼈冊(cè)谑覝叵卤憩F(xiàn)為脆性，冷加工削弱了延展性、導(dǎo)電性和耐腐蝕性。但因冷加工而導(dǎo)致的導(dǎo)電性減小的程度小于其他強(qiáng)化加工的影響，所以冷加工也被用來(lái)強(qiáng)化導(dǎo)電材料，如銅絲。如果各向異性的特性和殘余應(yīng)力控制得當(dāng)?shù)脑?huà)，它們也會(huì)帶來(lái)好處。如果控制不當(dāng)，就會(huì)大大削弱材料性能。 由于冷加工的效果會(huì)在高溫下降低甚至消失，所以對(duì)于那些工作在高溫環(huán)境下的部件來(lái)說(shuō)，不適用冷加工強(qiáng)化。冷加工會(huì)導(dǎo)致一些不需要的效果。比如延展性的降低以及殘余應(yīng)力的增加。由于冷加工或加工硬化的機(jī)制是增加了位錯(cuò)密度，因此任何可以重新排列或消除位錯(cuò)的處理方法都可以消除冷加工的效果。加工退火是一種熱處理方法，用來(lái)消除部分或全部冷加工效果。加工退火分為三個(gè)階段：恢復(fù)（Recovery），再結(jié)晶（Recrystallization）和晶粒長(zhǎng)大（Grain Growth）?；謴?fù)發(fā)生在較低溫度。它可以消除殘余應(yīng)力而不改變位錯(cuò)密度。再結(jié)晶發(fā)生在中等溫度。加熱超過(guò)一定溫度后，含有非常低的位錯(cuò)密度的新晶粒會(huì)在晶界上生成。由于位錯(cuò)數(shù)量大幅減少，再結(jié)晶的金屬因此會(huì)強(qiáng)度降低，延展性升高。加熱溫度繼續(xù)升高，就到了晶粒長(zhǎng)大階段。在這個(gè)階段中，所有冷加工的效果都被消除。所以這個(gè)階段是不希望達(dá)到的。

三、機(jī)械加工過(guò)程中的冷加工處理對(duì)策

為避免冷卻液所引發(fā)的的皮膚病，要用肥皂水或水乳劑替換礦物油;冷卻液的組成要具備合理的要求，不得含有過(guò)多的刺激物或雜質(zhì)，有機(jī)酸含量要小于10%，游離堿不得超過(guò)0.2%～0.25%。機(jī)床上應(yīng)設(shè)置防護(hù)擋板，防止冷卻液飛濺。為消除磨光與拋光時(shí)所產(chǎn)生的粉塵，主要用局部抽風(fēng)裝置，并盡可能把磨石全部罩住或采用濕式研磨法。機(jī)械加工車(chē)間好發(fā)生眼、手指等外傷，車(chē)間應(yīng)有合理的照明?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中所用到的機(jī)械設(shè)備種類(lèi)繁多，各具特點(diǎn)的同時(shí)，也具有很多共性，因此，可從檢驗(yàn)、安裝、使用、維護(hù)保養(yǎng)、作業(yè)環(huán)境等方面來(lái)預(yù)防機(jī)械作業(yè)人身傷害事故的發(fā)生。安裝安全防護(hù)裝置，達(dá)到機(jī)械設(shè)備本質(zhì)安全化。其中設(shè)置防護(hù)裝置要以操作人員的操作位置所在平面為基準(zhǔn)，凡高度在2m之內(nèi)的所有傳動(dòng)帶、聯(lián)軸節(jié)、轉(zhuǎn)軸、帶輪、傳動(dòng)鏈、齒輪、飛輪、鏈輪、電鋸等危險(xiǎn)零部件及危險(xiǎn)部位，都必須設(shè)置防護(hù)裝置，并且防護(hù)裝置要安裝牢固，性能可靠，保證足夠的剛度和強(qiáng)度，要合乎機(jī)械設(shè)備的操作條件，不影響正常的生產(chǎn)作業(yè)，要經(jīng)久耐用，不影響設(shè)備的調(diào)整、修理、潤(rùn)滑和檢查等，要具有防止危險(xiǎn)的功能。機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)，必須考慮檢查和維修的方便性，必要時(shí)應(yīng)隨設(shè)備供應(yīng)專(zhuān)用檢查，維修工具或裝置。為防止運(yùn)行中的機(jī)器設(shè)備或零部件超過(guò)極限位置，應(yīng)配置可靠的限位裝置。機(jī)器設(shè)備應(yīng)設(shè)置可靠的制動(dòng)裝置，以保證接近危險(xiǎn)時(shí)能有效地制動(dòng)。機(jī)器設(shè)備的氣、液傳動(dòng)機(jī)械，應(yīng)設(shè)有控制超壓、防止泄漏等裝置。機(jī)器設(shè)備在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中易于甩出的部件，應(yīng)設(shè)計(jì)防止松脫裝置，配置防護(hù)罩或防護(hù)網(wǎng)等安全裝置。機(jī)器設(shè)備的操作位置高出地面2m以上時(shí)，應(yīng)配置操作臺(tái)、欄桿、扶手、圍板等。機(jī)械設(shè)備的控制裝置應(yīng)裝在使操作者能看到整個(gè)設(shè)備的操作位置上，在操縱臺(tái)處不能看到所控制設(shè)備的全部時(shí)，必須在設(shè)備的適當(dāng)位置裝設(shè)緊急事故開(kāi)關(guān)。各類(lèi)機(jī)器設(shè)備都必須在設(shè)計(jì)中采取防噪聲措施，使機(jī)器噪聲低于國(guó)家規(guī)定的噪聲標(biāo)準(zhǔn)。凡工藝過(guò)程中產(chǎn)生粉塵、有害氣體或有害蒸氣的機(jī)器設(shè)備，應(yīng)盡量采用自動(dòng)加料、自動(dòng)卸料裝置，并必須有吸入、凈化和排放裝置。設(shè)計(jì)機(jī)器設(shè)備時(shí)，應(yīng)使用安全色。易發(fā)生危險(xiǎn)的部位，必須要有安全警告提示。安全色和標(biāo)志應(yīng)保持清晰、顯眼、持久。機(jī)器設(shè)備中產(chǎn)生高溫、極低溫、強(qiáng)輻射線(xiàn)等部位，應(yīng)有屏護(hù)措施。

四、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械加工車(chē)間中有害氣體排出少，危害的主要來(lái)源是器件切削時(shí)所用的冷卻液和礦物油對(duì)機(jī)械作業(yè)者的傷害。一般的冷卻液是由油酸或禁酸、礦物油和氫氧化鈉等組成的乳狀試劑。在機(jī)床作業(yè)時(shí)，冷卻液也會(huì)隨之離心轉(zhuǎn)動(dòng)，濺到皮膚上，引起了粉刺等皮膚疾病。機(jī)械冷加工工藝指的是切削加工工藝，因此被切削的器件和裝夾工具之間存在著相對(duì)高速的運(yùn)動(dòng)，如果防護(hù)措施做的不到位，操作者的操作規(guī)程不規(guī)范，人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失難免會(huì)造成。機(jī)械冷加工的這個(gè)特點(diǎn)不得不引起機(jī)械加工工作者的高度重視。

參考文獻(xiàn)：

[2]林琳.關(guān)于機(jī)械加工中的鈦合金材料的設(shè)計(jì)[J].企業(yè)文化，2015.

[3]姚旭.超硬材料刀具的加工對(duì)策探究[J].科技大觀，2014.