機(jī)械制造質(zhì)量分析和控制新方法

張大全

摘要：當(dāng)今世界是飛速發(fā)展的世界，不管是經(jīng)濟(jì)、政治、文化三大方面的進(jìn)步，在技術(shù)行業(yè)，外在的、內(nèi)在的也在隱形的發(fā)展中。機(jī)械行業(yè)，制造技術(shù)中的各種各樣的加工技術(shù)雖然各有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是隨著時(shí)代的步伐，要不斷地發(fā)現(xiàn)新方法、新技術(shù)才能穩(wěn)固機(jī)械制造行業(yè)的地位，才能確保機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，才能滿足世界在這方面的需求。

關(guān)鍵詞：機(jī)械;制造;新方法;新技術(shù);發(fā)展

一、磨削加工新方法、新技術(shù)

（一）砂帶拋光法

砂帶磨削作為一門新技術(shù)，因其加工效率高，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，使用成本低，操作安全方便等特點(diǎn)，而廣受青睞。在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展非常迅速，與傳統(tǒng)的車削、銑削、砂輪磨削產(chǎn)生了激烈競(jìng)爭(zhēng)。砂帶磨削的生產(chǎn)率比銑削高10倍，比砂輪磨削高4-10倍。

1、砂帶

砂帶是特殊形態(tài)的多刀、多刃的切削工具，其切削功能主要由粘附在基底上的磨粒來(lái)完成。作為一顆磨粒的切削行為，可以比喻為一般切削加工刀具的微型體的切削行為。砂帶屬一種單層磨料的磨具，是砂帶磨削的主體，它由磨料、粘結(jié)劑、基體材料三要素組成，在具有可撓性且極為平坦的布料或紙料基體表面上，平整地排列著長(zhǎng)徑立起的磨粒，靠粘結(jié)劑和基體材料保持可撓性和彈性。作為涂附磨具的主要品種，其性能是由各部分要素綜合形成的，由于這些要素的組成各異，使得砂帶這種涂附磨具的性能可滿足不同的工件材料在不同的加工條件下進(jìn)行磨削加工的要求，同時(shí)也形成了砂帶磨削區(qū)別于砂輪磨削的諸多優(yōu)點(diǎn)。

2、砂帶磨削

砂帶磨削正是利用砂帶，按照待加工工件的要求，在一定的機(jī)械裝置上，以相應(yīng)的接觸方式，并在一定的壓力作用下，使高速運(yùn)轉(zhuǎn)著的砂帶與工件表面接觸產(chǎn)生摩擦，將工件加工表面的余量逐漸磨除或拋磨光滑的新工藝。磨粒在與工件表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，磨粒和工件表面間產(chǎn)生一定的干涉。按照干涉的程度，可區(qū)分為三個(gè)不同的過程。

（1）滑擦?實(shí)際上此時(shí)開始接觸工件，干涉很少，磨粒只摩擦工件表面，起“滑擦”作用，此時(shí)磨粒在工件上滑擦，實(shí)際上產(chǎn)生了切除材料的彈性和塑性變形。

（2）耕犁?隨著機(jī)床進(jìn)給，切削厚度的增加，干涉增大了，這時(shí)磨粒在工件表面上犁出“刻線”，稱為“耕犁”。此時(shí)工件材料產(chǎn)生塑性流動(dòng)，材料產(chǎn)生一一個(gè)擠壓式的運(yùn)動(dòng)，而從磨粒下方向的前面在和兩側(cè)擠出，同時(shí)切除少量材料。

（3）切削?在一定壓力的作用下，當(dāng)有足夠的干涉并伴隨一定的切削溫度時(shí)，開始真正的“切削”，此時(shí)在滑動(dòng)磨粒的前方產(chǎn)生斷裂而形成切屑，有相當(dāng)快的切除率。砂帶上的眾多磨粒，在與工件接觸的瞬間，一部分磨粒進(jìn)行切削，另一部分犁出溝槽，還有一些只起滑擦作用，甚至同一顆磨粒的不同部位以及同一部位在不同的加工時(shí)間里所起的作用也不同。除此之外，砂帶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又起了擦凈切屑的作用，將前進(jìn)著的磨粒前方的切屑清除干凈。

3、砂帶磨削的優(yōu)點(diǎn)

（1）經(jīng)過精選的針狀砂粒采用先進(jìn)的“靜電植砂法”，使砂粒均勻直立于基底、且鋒口向上、定向整齊排列，等高性好，容屑間隙大，接觸面小，具有較好的切削性能。應(yīng)用這一多刀多刃的切削工具進(jìn)行磨削加工，生產(chǎn)效率高。

（2）砂帶磨削時(shí)接觸面小，摩擦發(fā)熱少，可以有效地減少工件變形及燒傷，加工精度高，砂帶在磨削時(shí)是柔性接觸，具有較好地磨削、研磨和拋光等多重作用，再加上磨削系統(tǒng)振動(dòng)小，磨削速度穩(wěn)定使得表面加工質(zhì)量粗糙度值小，殘余應(yīng)力狀態(tài)好，工件的粗糙度可達(dá)R a0. 4～0.1μ m，且表面有均勻的粗糙度，加工表面質(zhì)量高。

（3）砂帶磨削可以用于平面、外圓、內(nèi)圓磨削、復(fù)雜的異形面加工。除了有各種通用、專用設(shè)備外，設(shè)計(jì)一個(gè)砂帶磨頭能方便地裝于車床和銑床等常規(guī)現(xiàn)成設(shè)備上，不僅能使這些機(jī)床功能大為擴(kuò)展，而且能解決一些難加工零件如超長(zhǎng)、超大型軸類、平面零件、不規(guī)則表面等的精密加工，砂帶磨削工藝靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)。

正是利用砂帶磨削的這些優(yōu)點(diǎn)，我們將砂帶制成輪狀的涂附磨具，把它應(yīng)用于不銹鋼管拋光中，解決了不銹鋼管表面容易燒傷和剛度不足的問題。

4、砂帶拋光原理

砂帶磨削是一種高效率、低成本、多用途的磨削加工新方法，它對(duì)于各種材料及形狀零件加工的適應(yīng)性和靈活性遠(yuǎn)超過常規(guī)砂輪磨削工藝。在加工工件表面時(shí)，砂帶與砂輪的不同之處在于：砂輪在磨削時(shí)處于拉應(yīng)力狀態(tài)，且因?yàn)闊崃糠e聚，易在工件表面磨削中產(chǎn)生微觀裂紋和燒傷現(xiàn)象：而砂帶具有磨削和拋光雙重作用，呈壓應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)熱少，不易燒傷，因此又稱冷態(tài)磨削，且其切削性能明顯高于一般的砂輪磨削。正是利用砂帶磨削的這些優(yōu)點(diǎn)，我們將砂帶制成輪狀的涂附磨具，把它應(yīng)用于不銹鋼管拋光中，解決了不銹鋼管容易導(dǎo)致表面燒傷的問題。不銹鋼管拋光另一個(gè)問題是長(zhǎng)徑比大，剛性差，屬于超細(xì)管的表面加工，加工困難。為解決此問題，我們把砂帶磨輪分別裝在工件的兩側(cè)，使工件兩側(cè)徑向壓力平衡，彎曲變形大為減少，從而滿足了不銹鋼長(zhǎng)管拋光要求。

二、檢測(cè)表面粗糙度新方法

待測(cè)工件 表面粗糙度不同，則對(duì)應(yīng)的工件表面圖像特征量就不同，這是使用視覺方法檢測(cè)表面粗糙度的基礎(chǔ)：但如果測(cè)量時(shí)環(huán)境光發(fā)生變化，同一工件表面圖像的灰度值會(huì)因?yàn)楣饩€的變化而發(fā)生變化，從而導(dǎo)致提取的圖像特征量也可能發(fā)生變化。因此當(dāng)外界環(huán)境光照條件恒定時(shí)，與檢測(cè)值存在映射關(guān)系的工件表面圖像特征量為工件真實(shí)粗糙度的單變量函數(shù);而當(dāng)外界環(huán)境光照發(fā)生變化時(shí)，工件表面圖像特征量為工件真實(shí)粗糙度值和環(huán)境光的多變量函數(shù)，使用照度計(jì)來(lái)測(cè)量外界環(huán)境光的強(qiáng)度變化以對(duì)環(huán)境光引起的偏差進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)提取表面不同性質(zhì)特征量對(duì)表面進(jìn)行約束，通過不同環(huán)境光條件下標(biāo)定實(shí)驗(yàn)確定檢測(cè)值同環(huán)境光強(qiáng)、工件特征量間的關(guān)系，達(dá)到提高工件表面粗糙度檢測(cè)精度的目的。

總結(jié)：

針對(duì)機(jī)械制造技術(shù)的某些工序加工提出了這幾種新方法、新技術(shù)，希望機(jī)械制造行業(yè)能夠堅(jiān)持創(chuàng)新科學(xué)的理念不斷發(fā)展，為機(jī)械行業(yè)制造出精度更高、技術(shù)更高、更精密、質(zhì)量更好的機(jī)械產(chǎn)品，為世界為國(guó)家打造機(jī)械第一精品。

參考文獻(xiàn)：

[1]?諸興華，磨削原理、機(jī)械工業(yè)出版社，201 2

[2]?i盧秉恒機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2011

[3]?鄭廣花.機(jī)械制造基礎(chǔ).西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2012

[4]?孫魯、劉鳳棣，機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)工藝問題處理集錦.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2012

[5]?曾志新.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢：武漢理工大學(xué)出版社.201 1

（作者單位：北方華安工業(yè)集團(tuán)有限公司）