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機械加工表面質(zhì)量的影響因素及控制措施

  
評論: 更新日期:2015年03月02日

 機械加工表面質(zhì)量表面是影響機械產(chǎn)品性能的重要環(huán)節(jié),故對機械加工表面質(zhì)量影響因素進行分析,把握影響根源,才能夠?qū)ΠY下藥,做到有效控制。本文就機械加工表面質(zhì)量的影響及原因進行了分析,并提出了解決措施。
    伴隨著近幾年現(xiàn)代機械技術(shù)的快速發(fā)展,各種自能化設(shè)備及機械成為了人們生產(chǎn)、生活的工具,使得各種機械零件長時間處于高溫、高速、高壓環(huán)境,為此,當前各行各業(yè)對機械零件加工質(zhì)量要求也隨之提高,一旦出現(xiàn)零件質(zhì)量問題,勢必會導致原有工作性能因此受到影響。通過綜合分析,不難發(fā)現(xiàn)導致零件工作性能受到影響的關(guān)鍵因素當屬零件表面質(zhì)量,由于其可能對零件上的物理動能造成影響,故本文就機械加工表面質(zhì)量影響進行探索,旨在為機械加工提出相應(yīng)的解決對策。
    機械加工表面質(zhì)量的影響因素分析
    1.1  零件加工的原材料
    機械加工中原材料是非常重要的基礎(chǔ)性部分,在進行機械加工時,不管擁有何種技術(shù)手段和技術(shù)條件,若加工材料欠佳那么機械加工表面質(zhì)量也勢必會受到影響。為此,機械加工企業(yè)要重視長遠發(fā)展就必須對原材料有更深的認識,并盡可能選擇良好的原材料。
    1.2  零件加工的技術(shù)
    零件加工本身就需要采用強大的技術(shù)作為支撐,除去原材料可使機械加工表面受到影響,加工技術(shù)也是影響機械加工表面的重要因素之一。優(yōu)秀的技術(shù)條件和技術(shù)支持,在很大程度上可使機械加工原材料上的小缺點受到影響;但若技術(shù)非常落后,那么即使擁有再好的原材料也是無法使機械零件質(zhì)量得到保證的。為此,提高切削和打磨等加工技術(shù)均是提升機械加工表面質(zhì)量的重要方法。
    1.3  零件表層的冷作硬化
    在機械零件加工時,“切削力作用產(chǎn)生的塑性變形”是左右零件表面質(zhì)量的因素之一,其可導致零件表面出現(xiàn)扭曲變形,“晶粒之間所形成的剪切滑動,晶粒因此出現(xiàn)纖維化和被拉長的變化,嚴重情況下甚至出現(xiàn)破碎”,這些因素都可能對機械零件表層的硬度造成影響,也就是我們所說的“冷作硬化”。這種反應(yīng)的存在也在一定程度上,可致使金屬的變形阻力發(fā)生變化,相應(yīng)的物理性質(zhì)也會因此發(fā)生變化。冷作硬化下金屬所產(chǎn)生的機械零件在很大程度上會對穩(wěn)定狀態(tài)造成影響,而因由于物理作用的同時影響,使得其穩(wěn)定狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,這個相互作用的過程,就是金屬弱化的過程[1]。在這個過程中,機械加工零件的表面質(zhì)量就無法得到充分的保證。這種弱化作用的強弱同金屬所承受的溫度有著直接聯(lián)系,而在機械加工時,金屬的溫度較高,這就使得機械加工質(zhì)量也無法得到充分保證。由此可知,機械零件表層冷作硬化因素也會對機械表面質(zhì)量造成影響。
    1.4  零件表面的殘余應(yīng)力
    熱塑性變形、冷塑性變形以及金相組織變化等都始終與機械零件加工相伴,當完成加工工序后,零件的體積和形狀也隨之出現(xiàn)變化,但在加工的同時,少量未得到充分釋放的殘留應(yīng)力存在于零件表面,我們可將其稱之為“殘余應(yīng)力”,根據(jù)種類的不同還可分為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力,零件表面殘余應(yīng)力發(fā)生變化時,也會隨之發(fā)生變化,例如:當零件表面的拉應(yīng)力超過了機械零件所能夠承載的力量,那么零件也會隨之出席那裂紋,這就使得表面質(zhì)量受到嚴重破壞。
    保證機械加工表面質(zhì)量的控制措施
    2.1  嚴格控制材料質(zhì)量
    機械零件加工材料質(zhì)量中金組織和材料塑性與零件表面質(zhì)量有著非常緊密的聯(lián)系,為此,在選擇加工材料時,應(yīng)對加強這兩個方面的控制。而針對低合金和低碳的鋼材料,由于其自身具有較強的可塑性,為此,在零件加工的過程中,應(yīng)通過“正火處理”,使其自身的塑性下降。與此同時,對金相組織來說,不同的零件質(zhì)量要求也有所差異,應(yīng)加強對晶粒分布以及組織狀態(tài)等的了解程度。
    2.2  綜合運用加工技術(shù)
    當前,較常使用的兩大加工技術(shù),主要分為:精密、超精密和光整加工;滾壓、擠孔、噴丸強化、金剛石亞光冷壓型加工。這兩種加工主要特點為:前者在進行加工時,應(yīng)選擇最小的“徑向進給量”,而在選擇砂輪工作速度時,則以較大為最佳,與此同時,工件的速度也以較低為宜[2]。此外,為了使零件表面加工質(zhì)量更高,砂輪也應(yīng)當盡可能地選擇細粒砂輪,對砂輪表面也要進行適當?shù)男拚源藖硖嵘チ5匿h利程度;后者是一種較為先進的處理技術(shù),其能夠在很大程度上提升零件表面質(zhì)量,致使機械產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升。
    2.3  磨削工具和切削技術(shù)控制
    首先,在選擇磨削工具時,為了使零件表面粗糙度得到控制,工具應(yīng)以較小的副偏角、較大的刀尖圓弧半徑、精車刀以及合適的修光刃等刀具為宜,這種刀具的應(yīng)用能夠使機械加工零件與刀具的適應(yīng)性得到提高。而要提供啊磨削的質(zhì)量,則部分零件則需通過手工研磨來處理,這可使零件表面粗糙度達到0.025-0.006μm。其次,切削技術(shù)的控制,針對塑性較強的鋼材料,在切削時速度可保持在較高的狀態(tài),由于高速度切削能夠使“積削瘤”得到控制。
    2.4  控制表面殘余應(yīng)力
    殘余應(yīng)力是導致機械加工零件裂紋的主要原因,為此,在加工的過程中,通過增大刀具前角、提升切削速度以及減小刃口圓弧半徑等方法來控制殘余應(yīng)力,此外,還可對零件的塑性變形進行控制,使加工零件的溫度得到調(diào)節(jié)。
 

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