高速切削加工表面质量研究现状浅析
[摘要] 本文首先阐述了加工表面质量对零部件使用性能产生的影响，然后通过分析国内外高速切削加工表面质量（表面粗糙度、表面加工硬化、表面残余应力）研究现状，指出了继续研究需要克服的技术难题及思维误区。
[关键词] 高速切削表面质量表面粗糙度加工硬化残余应力
Research Status Analysis of High Speed
Machining Surface Quality
[Abstract] This paper describes the machined surface quality impact on parts’ using performance, and then by analyzing the domestic and international research of high-speed machining surface quality (surface roughness, surface hardening, surface residual stress) ，finally，points out that we need to overcome technical problems and thinking errors to continue to research.
[Keywords] High-Speed machining；Surface quality；Surface roughness；Work hardening；Residual stress
0 前言
数控加工就是通过对机床的数字化控制实现零件加工的技术。高速切削作为数控加工的先进技术，逐渐占据了切削加工的主导地位。自上世纪90年代以来，高速切削技术逐渐被应用到制造业中，其应用不仅大大提高了生产效率，而且提高了汽车、航空航天等领域整体结构件、薄壁件、复杂曲面的加工质量，引领了传统制造业的革命。
已加工表面质量是指零件加工后所得到表面的几何及物理状态。主要的衡量指标有表面粗糙度、表面加工硬化程度和表面残余应力的性质及大小等。表面质量的高低一般会直接影响零件的使用性能，比如粗糙度会影响零部件的耐磨性，配合性质以及疲劳强度等；表面残余拉应力容易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度，但残余压应力则能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的使用寿命；表面冷作硬化在一定程度上可以提高零部件的耐磨性，但因其脆性也增加了，从而减低了零件的疲劳强度。因此，对加工表面质量进行研究是十分必要的。
整个切削加工过程中，影响已加工表面质量的因素很多，一般主要从以下方面进行研究，如图1所示[1]：
图1已加工表面质量影响因素
对已加工表面质量的研究主要是对其三个主要衡量指标：表面粗糙度的大小，表面残余应力的性质和大小以及表面硬化程度的研究。对加工表面质量的研究主要有两种方法[2]：一是试验法，二是数值分析法。近年来，随着计算机软件及硬件技术的发展，应用有限元软件对切削全过程进行动态仿真，直观的显示加工表面在各因素作用下的质量变化情况，已经成为研究的主要方法。
1 表面粗糙度研究现状
表面粗糙度是衡量产品质量的一个重要指标，主要受切削系统变量和切削参数等的影响。随着对零件质量要求的提高及数控加工的普及，高速精加工表面粗糙度的研究越来越受到国内、外研究学者的关注。目前，粗糙度的研究方法主要有两种[3]：一是建立理论模型+实验，二是实验+数据处理。
高速切削加工表面粗糙度的理论研究大多是基于刀具几何参数、切削运动学建立的几何模型，而所建立的理论模型有较大误差，这主要是因为切削过程太复杂及其不确定因素所引起的，加之模型的建立是研究人员依据经验对实际切削过程进行的较大程度上的简化，最终导致理论计算结果与实验测量结果往往差距比较大。
在韩国、日本等发达国家，许多知名科学家都对表面粗糙度进行了深入的研
究[1]：韩国两院院士K.Y.Lee主要考虑主轴振动对表面粗糙度的影响，对高速铣削过程进行了模拟，他突破传统思维的限制，提出了加速度信号代替切削力信号的研究新方法，并对机床振动、主轴变形等因素对表面粗糙度的影响进行了分析，同时建立了统计模型。日本科学家Y.Mizugaki等人对铣削过程中刀具路径对表面粗糙度的影响进行了深入研究，提出了常见零件加工过程中刀具切削路径的优选原则。
山东华安重工有限公司总经理国外资深金属表面处理专家B.H.Kim等人通过建立切削模型，对刀具切削刃的圆角半径对表面粗糙度的影响进行了模拟。美国科学家Michael Jacobson等研究了硬车削贝氏体钢时切削速度对表面粗糙度的影响，指出存在某一切削速度可以产生最小的表面粗糙度。R.S.Pawade等人对高速车削镍合金718时切削参数及切削边几何形状对表面粗糙度的影响进行了研究。P.Koshy等人研究了高速铣削淬硬工具钢AISI D2时刀具寿命与表面粗糙度的关系。
国内虽然对高速切削对加工表面粗糙度研究起步较晚，但也取得了一定的成果。山东大学的王素玉[1]等在假设刀具没有磨损的情况下，对45#钢、铝合金、灰铸铁和3Cr2Mo模具钢分别进行了高速铣削加工试验，对切削参数对表面粗糙度的影响进行了研究。南京理工大学张雷[4]等人通过在HSM-700型高速铣床上进行正交铣削试验，分析高速铣削加工参数对零件表面粗糙的影响。邹浩波[3]等人利用CBN刀具对铸铁进行了切削试验，并对试验结果进行了极差和方差分析，利用回归分析，得出了表面粗糙度的预测模型。
尚广庆[2]等人应用Deform3D仿真软件进行了数值分析，研究了切削参数对表面粗糙度的影响。。熊建武[5,6]等人进行了硬质合金刀具切削铝合金的实验，研究了硬质合金刀具磨损过程中已加工表面质量的变化规律，以及刀刃钝圆半径的变化与刀具磨损状态之间的联系。并且研究了刀尖状态对已加工表面质量的影响，采用不同刀尖状态的硬质合金刀具，进行了切削铝合金的对比试验。
目前，国内对高速精加工表面粗糙度的研究还停留在初级阶段，随着对加工质量要求的进一步提高及国家对自动化加工领域投入的增加，对表面粗糙度的研究会越来越深入。
2表面残余应力的研究现状
表面残余应力[7]是指切削加工完成后，表面的温度恢复到室温，弹性变形完全释放后工件表层局部位置残留着的压应力或拉应力，它们在各局部之间保持适当的平衡而不在外部表现出来，通常利用X射线衍射技术测试加工工件的残余应力。残余应力容易使零件发生变形、开裂等严重不利后果，但若能使其大小和分布合理，则会提高关键表面硬度和疲劳强度，可以大大提高零件的使用寿命，因此，残余应力的研究意义重大。
由于残余应力对零件的使用性能有很大影响，近年来，国内、外许多科学家利用各种方法对残余应力的机理进行了研究。
从20世纪50年代末开始，Oxley[1]等人通过简单的直角切削模型对表面硬化及残余应力问题进行了研究。随着有限元分析技术的飞速发展，B.Klamecki与C.R.Liu[1]等人通过有限元法金属切削形成原理、热应力和残余应力等进行了研究。J.A.Bailey和M.Field[8]研究了有组织相变时淬硬钢已加工表面中残余应力的大小及性质。J.S.Strenkowski、Obikawa[8]等人将工件看做刚塑性或弹塑性，并忽略应变效率和温度的影响，应用有限元法模拟直角切削过程，得出了工件表面的塑性变形区及其应力分布情况，模拟了连续低速车削时工件加工表面的残余应力及应变。
进入21世纪以来，J.C.Outeiro[9]等人对干车削难加工材料过程中工件表面的残余应力进行了分析，建立了一种用来预测残余应力的有限元模型。Sasahara和Segawa等人研究了硬车和切削45号钢的表面质量，分析了切削参数对加工表面残余应力、表面硬化的影响。D.Umbrello等人在有限元和实验的基础上，提出了新的预测模型，新模型基于神经网络，并取得不错的效果。
国内方面，对残余应力的研究相对较晚。山东大学王素玉等[1]对高速铣削加工表面质量进行了较系统的研究，并利用X射线应力分析仪测试了残余应力的分布情况，分析了铣削参数(进给速度、主轴转速等)对残余应力的影响。浙江大学王立涛等人通过模拟实验得出了铣削参数与表面残余应力之间的关系，在忽略了温度和应变速率的影响下，建立了二者之间的数学模型。另外，清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学等高校对残余应力的分布规律、产生机理等也进行了卓有成效的研究。
由于残余应力的检测技术还相对落后，目前对残余应力的研究还只是通过有
限元分析的方法来进行，基于实验的研究还很少。而且，对残余应力的研究大都是通过对实际切削过程的简化而建立的模型，直接从理论上建模的较少。
3表面加工硬化的研究现状
经过切削加工，会使工件已加工表面层材料的硬度和强度提高，这一现象称为加工硬化。加工硬化是塑性变形和切削热综合作用的结果。在形成已加工表面的过程中，塑性变形深入到材料内一定深度，最里层是为变形的基体材料，中间一层是弹性变形层，最上面一层则是由于塑性变形引起的的金属晶粒细化、破碎、扭曲、致密形成的塑性变形层。表面硬化的均匀性对零件的耐磨性和疲劳强度等有很大影响，因此，对已加工表面的加工硬化程度及机理等的研究在工程上有重大意义。
国外对切削表面加工硬化的研究早在20世纪50年代就开始了，T.I.El-Wardany[1]等利用PCBN刀具车削淬硬模具钢，研究了表面残余应力、显微硬度等，得出了刀具钝圆半径、后刀面磨损带的宽度对其影响较大而进给量和切削深度的影响较小。
近年，J.Sun[1]等研究了立铣Ti6Al4V的加工硬化情况，得出加工后的表面显微硬度值提高了70%-90%。Emmanuel O.Ezugwu[1]利用PVD刀具切削Ti6Al4V，研究了在普通冷却和高压冷却条件下精加工表面的完整性，发现不同的冷却方式对加工表面硬化是有影响的。在关于表面硬化机理的研究，G.V.S.S.Prasad[1]等提出了一种基于多位错密度的加工硬化模型；I.Gutiérrez等人对体心立方材料铁素体的加工硬化理论进行了研究。
国内方面也有很多学者对表面加工硬化机理进行了研究。合肥工业大学对金属变形区的弹塑性应力场进行了分析，拟定了在低速正交切削时工件表面产生加工硬化深度的预报准则，获得了已加工表面的加工硬化变形图及其数值解。山东大学的王素玉[1]等研究了基于热-力耦合变形理论和位错理论，分析了流动应力与加工硬化及位错密度之间的关系。熊建武[6]等人对刀具刀尖状态对已加工表面质量的影响进行了研究，指出刀具各刀面粗糙度对已加工表面加工硬化有较大影响。
4 进一步开发的技术问题
(1)对于机理的研究，以往的研究大都集中在金属剥离理论的研究上，对各
种材料切屑的成形机理及切削力、切削热对表面质量的影响等方面研究比较深入，而对高速切削机理的研究却很少，建立的模型大多是简化的正交切削模型（如图2），而与实际较接近的三维斜角切削模型很少。
图2高速切削正交模型
(2)高速车削方式下对加工表面质量的研究较多，而高速立铣加工复杂表面的很少。研究的往往是单一的加工材料，普及性和可推广性不强。
另外，测试的精度等对研究加工表面质量有一定的阻碍作用，例如：对表面残余应力的研究由于测试精度差，基于实验的研究很少。
5 个人看法
1、对高速切削加工表面质量的研究大都是在单一因素的讨论，而实际的切削过程受到许多因素、随机变量的影响，因此，以后的研究应该朝着多因素共同作用的情况发展。
2、对切削机理的研究应该以实际的切削特点来进行理论建模，使其更接近实际切削过程。进而更准确的分析切削参数、刀具参数、材料力学性能、切削变形等因素对加工表面质量的影响。
3、关于表面硬化的研究，建议进行大量的实验和仿真，将有限元分析得出的塑性应变量与实验结果得出的加工硬化相结合，建立两者之间的映射关系。
参考文献
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1.零件的加工精度主要包括、和。 2.机械加工工艺系统由、、和等四个要素组成。 3.机械加工工艺系统各环节的误差即原始误差对加工误差会产生不同程度的影响，原始 误差包括：误差、误差、误差、误差、误差和误差等。 4.表面粗糙度产生的原因包括：、和 。 5.机床精度中对加工精度影响较大的包括机床主轴误差和机床导轨误差。其中机床主轴 误差包括和主轴回转误差，而主轴回转误差又包括、和三种基本形式。 6.车削加工工件外圆时，机床主轴的几何偏心会引起加工表面 误差，机床主轴回转纯径向跳动会引起加工表面误差，主轴回转纯角度摆动会引起加工表面误差。 7.根据加工误差的性质不同，我们把在相同加工条件下加工一批零件时产生的大小和方 向不变的误差称为误差；把大小和方向按加工顺序有规律变化的误差称为误差；而把大小和方向无变化规律的误差称为误差。 8.在车削或磨削外圆加工中，可以采用合理的工艺方法来消除主轴回转精度对加工精度 的影响，下列方案中可行的是……………………………（） （A）刚性芯轴定位安装（B）弹性芯轴定位安装（C）固定顶尖定位安装 9.用双顶尖装夹车削加工细长轴时易出现的形状误差是…………………（） （A）腰鼓形误差（B）马鞍形误差（C）锥形误差 10.在车削加工短而粗的刚性轴时会出现马鞍形形状误差，其最小直径出现的位置 在………………………………………………………………………（） （A）偏向床头一侧（B）偏向床头或尾座中刚性较低的一侧 （C）偏向床头或尾座中刚性较高的一侧 11.在大量生产零件时，为了提高机械加工效率，通常加工尺寸精度的获得方法 为…………………………………………………………………………（） （A）试切法（B）调整法（C）自动控制法 12.加工铸铁材料时产生表面粗糙度的原因除了加工残留面积外还有……（） （A）积屑瘤（B）鳞刺（C）切屑崩碎 13.为了降低机械切削加工的表面粗糙度，可采取的措施为………………（） （A）小进给量、小背吃刀量、高速或低速切削（B）大进给量、中速切削 （C）高速钢刀具微量超高速切削 1.当零件表面层有残余压应力时，使表面层对腐蚀作用的敏感性………（） （A）降低了（B）增加了（C）不影响（D）有时会影响 2.在±3σ范围内，正态分布曲线与横坐标轴之间所围面积等于………（） （A）0.5 （B）0.97 （C）0.9973 （D）1 3.误差复映系数与工艺系统刚度……………………………………………（）
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：切削加工表面完整性研究现状 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：机械设计制造及其自动化 年级：年季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 机械加工得到的零件表面完整性特征可分为三类：（1）表面形貌特征：表面缺陷、表面纹理和表面粗糙度等；（2）表面机械性能：残余应力和显微硬度等；（3）金相组织变化：加工变质层、白层、夹杂物等。本文围绕切削加工后零件表面完整性三类特征指标，系统论述了各自的研究发展历程，重点对表面粗糙度、残余应力、显微硬度、白层及变质层进行了归纳，概括了各自的研究方案、技术手段及研究成果。 关键词：切削加工；表面完整性；研究现状
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 前言 .. (1) 1 切削加工表面完整性研究的发展 (2) 1.1 表面完整性的提出及发展 (2) 1.2 表面完整性研究意义 (2) 2 表面粗糙度研究 (3) 3 残余应力研究 (4) 3.1 残余应力的生成机理研究 (4) 3.2 残余应力影响因素的实验研究 (4) 4 加工硬化研究 (5) 4.1加工硬化的影响因素研究 (5) 4.2 材料特性对工件加工硬化的影响 (5) 4.3 显微硬度沿工件深度方向的分布规律研究 (5) 5 切削加工白层研究 (6) 5.1 白层的形成机制 (6) 5.2 白层的影响因素研究 (6) 5.2.1 切削参数对白层的影响 (6) 5.2.2 工件材料特性对白层的影响 (7) 6 变质层研究 (8) 6.1 变质层的组织特点 (8) 6.2 切削参数对变质层的影响 (8) 参考文献 (9)
产品质量管理现状调查表 基本情况
第一部分单位概况 1. 单位所属行业： 公司主导产品： 2.质量管理机构与体系 名称： □单独机构□合署办公 □是否有质量检验机构 (名称： ) 现有质量管理制度：(名称： ) 现运行的质量管理体系： 3.从事质量工作人员基本情 从业人员总数：人。 从事质量工作人员总数：人，其中：质量管理人员：人，专职检验人员：人，计量管理人员：人，标准化管理人员：人（一人多职时只计1次）其他涉及质量管理人员人。 共有质量工程师（国家发证）人，计量工程师人，标准化工程师人。有ISO9000管理体系内审员人，外审员人；有六西格玛管理绿带人，蓝带人，黑带人；有QC小组活动国家级诊断师人，市级诊断师人；有人参加过《卓越绩效评价准则》国家标准相关学习或培训。 注：从事质量工作人员总数 =质量管理人员数+专职检验人员数+计量管理人员数+标准化管理人员数 4.外部认知情况： ⑴近三年获得质量奖励的情况： □全国质量奖□地方质量（管理）奖 □质量技术奖□其他(请说明： ) ⑵持有驰名商标的情况：□有□没有 商标名称： ⑶持有名牌产品的情况：□国家级□省部级□地市级□没有 名牌产品： ⑷已获得的认证有（可多选）： □ISO9001 □ISO14001 □OHSAS18001 □Q HSE □TS16949 □HACCP/ISO22000 □QS □安全质量标准化
□GMP □其他（请说明：）
第二部分质量管理情况 A1．领导关注和参与质量工作的方式为（多选）： 1.全权委托给质量部门 2.没有固定的方式，有质量问题的报告随时协调处理 3.定期听取质量部门关于质量工作的全面汇报，有问题决策处理 4.建立沟通协调制度，及时评价质量绩效，发现机会，决策并督促改进 5.建立质量激励制度，鼓励员工参与改进创新活动，领导抓质量取得了显著的成效 A2．实施质量持续改进的主要驱动因素有（多选）： 1.顾客投诉 2.国家、地方监督抽查结果，外部认证审核 3.对质量方针、目标的实施和完成情况进行统计分析 4.标杆企业的绩效和经验 5.相关的绩效考核指标 6.企业的愿景和战略目标 A3．近三年在质量管理方面经费投入相对较多的几项为（最多选3项）： 1.员工质量管理知识及质量技能培训 2.质量改进及创新项目 3.检验及质量监测设备 4.识别顾客需求 5.解决顾客抱怨及投诉 6.质量奖励 7.质量信息系统 A4.质量责任制度的状况及执行情况（单选）： 1.没有建立质量责任制度 2.明确了质量部门的责任，要求质量部门对质量问题负全责 3.在质量部门和生产部门建立质量责任制度，并严格执行 4.建立覆盖全公司的质量责任制度，并严格执行 5.在4的基础上，公司从总经理到每位员工都明确了质量责任 A5.质量管理职能设置情况（单选）： 1.没有专门的质量管理职能 2.有职能，隶属于其他部门（如企管部、生产部等）
企业质量管理现状调查表<通用设备制造业> 基本情况企业名称：法人代表： 通信地址：邮政编码：网址： 主管质量领导：职位：质量部门 名称：部门领导：填表人： 联系电话：手机：传真： 电子信箱：（单位盖章） 填报日期：年月日 前言质量是企业市场竞争力的集中体现，贯穿于产品设计、生产、销售和服务全 过程，质量管理水平直接反映了企业提高产 品质量的能力。为了解我国企业质量管理现状，分析把握企业质量管理整体水平，受工 业和信息化部的委托，中国质量协会目前正 在组织各地质量协会开展全国企业质量管理 现状调查活动。贵公司是本次调查随机抽样 选取的样本企业，您的积极配合对我们的调 查工作非常重要。请按“填写说明”填写调查表。本次调查结果不作为评价企业质量管理 工作的依据，仅用于分析和反映当今我国企 业质量管理的总体水平。调查表涵盖了企业
质量管理的各个重要方面和要素。通过填写调查表，可以帮助您梳理企业质量管理工作，找出公司的优势和需要改进的空间。此外，您还将免费获得《全国企业质量管理现状调查报告》简本，通过对比，准确把握贵公司质量管理工作的状况。我们郑重承诺对任何企业和个人信息予以保密并接受政府和社会的监督。衷心感谢您的理解与支持！若有疑问，可致电：010 – 66079909，66070299（兼传真）中国质量协会二〇〇九年七月 填写说明 1. 请以公司质量部门负责人为主填写本调查表2. 第一部分选择题的回答方法在各备选项中选出符合公司实际 的选项，并在对应选项“√”。中打例： 3. 公司所有制性质：国有企业集体企业股份合作企业私营 企业 3. 第二部分选择题的回答方法从各备选项中选出您认为最 合适的选项，并在对应选项的数字上画“○”。调查表中每道 选择题都注明了“单选”或者“多选”，请按照提示作答。在作 答时，选项中列举的所有内容必须都是已经实施的或已经做到的。若选项中一部分已经实施，另一部分尚未开展或效果不佳，应选择上一档的答案。例： J2. 贵公司质量信息管理 的情况（单选）： 3. 有部门负责质量信息的收集，主要是处理
企业质量管理现状剖析十六项 组织专稿：约克老师 质量管理体系运行之于企业，有的如鱼得水，有的变成负担，越来越重。下面这16行七言吐血真经，是一些企业的真实写照。 对比一下，有则改之，无则加勉。 01 职责不清车轮转 部门职责、岗位职责、人员职责划分不清，遇事互相推诿，车轮大战；应明确部门职责、岗位职责和人员职责，责权利统一，实施相关有效考核。 02 文件失控难识断 需要文件指导的场合没有建立文件，文件要求不明确，文件缺乏可操作性，文件只是“摆设”； 应针对需要建立所需的文件，提出明确要求，做到操作性强，工作有据可依。 03 目标制定有点难 未认识到制定目标的必要性，随意根据各类不同的需要而定制（不是“制定”）或更改有“弹性”的目标，缺乏对目标的管理、考核； 应实施真正的目标管理，制定有用、可行、能起到激励作用的目标，同时在各职能和层次上建立相应的目标，并对目标进行实际、全面、
有效的考核。 04 缺乏记录假证现 对各类记录未作出要求，记录不完整、不规范，甚至记录造假； 应确定各类记录要求，规定记录的方式和具体要求，利用记录的结果考核体系运行情况、产品过程控制和产品质量情况，积累有用的数据，从数据分析中得出发展趋势和结论。 05 人员资格无人管 各岗位上岗人员是否能够胜任无法确定，缺少对上岗人员的资格考核、认定和岗前培训； 应对岗位人员资格要求作出规定，并对上岗人员是否能够胜任进行考核和认定。 06 培训充数装门面 缺少应有的培训，更谈不上有针对性的培训，培训只是为应付外审而做样子； 应制定有针对性的培训计划，并有效实施，对培训效果进行考核，以验证培训的有效性。 07 研发变更家常饭 研发项目没有或仅有大概的计划。对研发的产品要达到的指标没有界
影响金属切削加工表面质量的因素 机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素，改善表面质量、提高产品使用性能具有重要的意义。 1. 影响机械加工表面质量的因素 1.1 机器使用性能对机械加工表面质量的影响 (1)耐磨性对表面质量的影响。一个刚加工好的摩檫副的两个接触表面之间，最初阶段在 表面粗糙的峰部触，实际接触面积远小于理论接触面积，在相互接触的部有非常大的单位应力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重磨损。 (2)疲劳强度对表面质量的影响。在交变载荷作用，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力 集中，产生疲劳纹。表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈，抗疲劳破坏的能力就愈差。残余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏;而表面层残余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生。 (3)耐蚀性对表面质量的影响。零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙 度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。抗蚀性就愈差。表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐磨性，而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。 1.2 影响表面粗糙度的因素 (1)切削加工影响表面粗糙度的因素。①刀具几何形状的反映刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的反映。②工件材料的 性质加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。③切削用量加工脆性材料时，切削速度对于粗糙 度影响不大;加工塑性材料时，积屑瘤对粗糙度影响很大。 (2)磨削加工影响表面粗糙度的因素。影响磨削表面粗糙的主要因素有：砂轮的粒度、砂 轮的硬度、砂轮的修整、磨削速度、磨削径向、进给量与光磨次数、工件圆周进给速度与轴向进给量、冷却润滑液等。 1.3 影响加工表面层物理机械性能的因素
机械加工表面质量 一、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”。） 1．零件的表面粗糙度值越低，疲劳强度越高。( ) 2．精密丝杠可采用冷校直方法克服其弯曲变形。( ) 3．冷校直会产生内应力。( ) 4．表面的微观几何性质主要是指表面粗糙度。( ) 5．切削加工时，进给量和切削速度对表面粗糙度的影响不大。( ) 6．零件的表面粗糙度值越低越耐磨。( ) 7．精密磨削和超精密磨削能获得低粗糙度值的加工表面。( ) 8．滚压加工是利用淬过火的滚压工具对工件表面施加压力，使其硬度增加，并使表面产生冷硬层和残余压应力，从而提高零件的承载能力和疲劳强度。 ( ) 9．滚压加工的目的主要是为了使工件表面上的凸峰填充到相邻的凹谷中，从而减小加工表面的粗糙度。 ( ) 10．表面冷作硬化程度越高，零件的耐磨性越高。 ( ) 二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的标号填在题干的括号内。） 1．磨削加工中，大部分切削热传给了（）。 A．机床B．工件C．砂轮D．切屑 2．磨削表层裂纹是由于表面层的结果。（） A．残余应力作用B．氧化C．材料成分不匀D．产生回火 3．冷态下塑性变形经常在表层产生（）。 A．拉应力B．不定C．压应力D．金相组织变化 4．机械加工时，工件表面产生波纹的原因有（）。 A．塑性变形B．切削过程中的振动 C．残余应力D．工件表面有裂纹 5．在切削加工时，下列哪个因素对表面粗糙度没有影响？（） A．刀具几何形状B．切削用量C．工件材料D．检测方法 6．当零件表面层有残余压应力时，（）表面层对腐蚀作用的敏感性。 A．降低了B．增加了C．不影响D．有时会影响 7．切削加工时，对表面粗糙度影响最大的因素一般是（）。 A．刀具材料B．进给量C．切削深度D．工件材料 8．磨削用量对表面粗糙度影响最显著的因素是（）。 A．工件线速度B．砂轮线速度C．进给量D．磨削深度 9．磨削表层裂纹是由于表面层（）的结果。 A．.残余应力作用B．氧化 C．材料成分不匀D．产生回火 三、多项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出二至四个正确的答案，并将正确答案的标号分别填在题干的括号内。正确答案未选全或有选错的，该小题无分。） 1．机械加工时，工件表面残余应力产生的原因有（）。 A．塑性变形B．表面烧伤C．切削过程中的振动D．金相组织变化 2．光整加工能够（）。 A．提高加工效率B．修正位置偏差C．提高表面质量D．改善形状精度
XX有限公司 质量管理现状分析 通过一个星期的学习与现场实地调查，结合工厂实际运行情况，对工厂质量管理现状作如下分析： 一、最高管理者及各高层之间对质量的重视程度 高层管理者对质量管理理念的认识不够，仅仅停留在依靠检验人员即可对工厂产品质量做较大提升的认识阶段，缺乏全面质量管理（TQM）意识；对工厂目前的质量管理不够重视，为了追求短期效益、重视生产、轻视质量，造成了公司在质量管理方面的整体缺乏。 二、公司员工品质意识薄弱，对产品质量的重要性认识不够 随着最近几年制造业普遍面临一线工人的缺乏，公司在招聘技术人员与一线员工时，选择的机会较少；同时员工流失率的不断增加，老员工所占公司整体员工比例偏小，致使员工的质量意识和文化素质普遍下降，员工的技术技能较差，不能及时发现生产过程中产生的品质问题，很少提出合理化的建议，更不能提出改善的方案等；另外，公司上下对质量的认识也不统一，有的员工和中层领导认为，公司的订单量充足，说明公司的质量己达到较好水平，不需要改善和提高，不能深刻理解质量管理的内涵。 三、工厂对员工的教育培训投入不足 公司仍处于发展阶段，连最基本的入职培训(即厂规厂纪培训)、技能与质量意识等培训整体缺乏，不注重员工质量意识教育,没有对产品质量进行有效宣传。 四、公司现有运作流程里没有设置品质控制环节 工厂在前期发展过程中,注重短期效益,忽视长远目标,注重形式、轻视过程;注重生产、轻视质量;高层管理者在整个产品运作流程里并没有设置品质检查岗位：如来料检验、半成品制程检验、成品出货检验、工程安装验收等各工序品质控制环节。
五、对品质部的正确职能缺乏认知 公司现有品质部的职能仅仅是在处理客户投诉与工程维修两方面的工作，没有发挥品质部应有的作用；同时高层领导也缺乏对品质部职能的认知，不知道品质部到底该承担什么样的职能和责任，也不知道品质部能发挥什么样的作用。对品质部各岗位的工作重点、工作方向不清楚； 六、技术标准、工艺标准、质量标准等文件的缺乏 公司属于传统家具与装修行业，对从业人员的技术水平要求较高，但这类人员的文化水平普遍偏低，在产品的制造过程中主要根据个人经验进行质量管控，没有形成相应的文件对技术、工艺、质量作标准化、流程化管理； 七、缺乏有效的供应商质量管理制度 目前对供应商的选择主要取决于材料的价格。对供应商的规模、经营状况、生产能力、质量保证能力等各方面没有进行审查与考核。同时对供应商的来料没有进行检验，经仓库确认数量符合之后即通知生产部领料投入生产、对下工序的质量直接埋下隐患; 八、缺乏有效的生产过程质量管理制度 生产过程质量管理作为产品实现中的重要一环，其质量管理水平的高低直接决定了产品的品质，本公司生产过程中质量管理不足主要体现在以下几个环节： (1)现场5S管理较差 (2)没有检验人员对过程进行控制 (3)没有对不合格品进行控制 (4)没有对各级人员使用的测量工具进行控制 (5)各车间在产品的流转过程没有进行控制 (6)现场缺少目标管理（部门KPI、个人KPI） 九、质量成本意识缺乏
质量管理现状分析 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
X X有限公司 质量管理现状分析 通过一个星期的学习与现场实地调查，结合工厂实际运行情况，对工厂质量管理现状作如下分析： 一、最高管理者及各高层之间对质量的重视程度 高层管理者对质量管理理念的认识不够，仅仅停留在依靠检验人员即可对工厂产品质量做较大提升的认识阶段，缺乏全面质量管理（TQM）意识；对工厂目前的质量管理不够重视，为了追求短期效益、重视生产、轻视质量，造成了公司在质量管理方面的整体缺乏。二、公司员工品质意识薄弱，对产品质量的重要性认识不够 随着最近几年制造业普遍面临一线工人的缺乏，公司在招聘技术人员与一线员工时，选择的机会较少；同时员工流失率的不断增加，老员工所占公司整体员工比例偏小，致使员工的质量意识和文化素质普遍下降，员工的技术技能较差，不能及时发现生产过程中产生的品质问题，很少提出合理化的建议，更不能提出改善的方案等；另外，公司上下对质量的认识也不统一，有的员工和中层领导认为，公司的订单量充足，说明公司的质量己达到较好水平，不需要改善和提高，不能深刻理解质量管理的内涵。 三、工厂对员工的教育培训投入不足 公司仍处于发展阶段，连最基本的入职培训(即厂规厂纪培训)、技能与质量意识等培训整体缺乏，不注重员工质量意识教育,没有对产品质量进行有效宣传。 四、公司现有运作流程里没有设置品质控制环节 工厂在前期发展过程中,注重短期效益,忽视长远目标,注重形式、轻视过程;注重生产、轻视质量;高层管理者在整个产品运作流程里并没有设置品质检查岗位：如来料检验、半成品制程检验、成品出货检验、工程安装验收等各工序品质控制环节。 五、对品质部的正确职能缺乏认知 公司现有品质部的职能仅仅是在处理客户投诉与工程维修两方面的工作，没有发挥品质部应有的作用；同时高层领导也缺乏对品质部职能的认知，不知道品质部到底该承担什么样的职能和责任，也不知道品质部能发挥什么样的作用。对品质部各岗位的工作重点、工作方向不清楚；
机加工表面质量及其控制措施 发表时间：2018-10-25T10:44:49.033Z 来源：《防护工程》2018年第13期作者：刘鹏举 [导读] 机械产品的使用性能的提高和使用寿命的增加与组成产品的零件加工质量密切相关，零件的加工质量是保证产品质量基础 刘鹏举 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066 摘要: 机械产品的使用性能的提高和使用寿命的增加与组成产品的零件加工质量密切相关，零件的加工质量是保证产品质量基础。本文首先阐述了可能造成机械加工表面问题的几个重要因素，接着论述了几项有效地控制措施，促进工件表面质量的进步。 关键词: 机械加工；表面质量；控制措施 随着机械行业在社会中占得地位比重逐渐增大，人们对机器使用性能等个个方面的要求也越来越高，当零件在高速、高压、高温等条件下工作，缺陷的出现直接影响零件表面，使零件在工作的性能上达不到原有的标准，进一步加速零件失效，这一切情况与加工表面的质量关系很大。加工表面质量将直接影响到零件的使用性能，因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。 1机械加工表面质量的影响因素 在通过刀具进行工件制作时，工件表面一定会存在残留的切削部分，一般来说其形状复印了刀具的几何图形。在进行塑料部件的加工时，在刀具的作用下会出现变形，其中产生的撕裂作用会增大粗糙的程度。如果加工材料的韧性非常好，那么金属更容易出现塑变，表面的粗糙程度也就越大。在进行脆性金属加工的时候，由于其切削的碎屑呈颗粒状，迸溅的过程会使工件的表面出现麻点。磨削加工方式也会造成表面粗糙度的增加，同切削造成的表面粗糙相似，磨削加工造成的粗糙问题也是几何原因以及塑变造成的，其中砂轮的坚硬度、颗粒度以及工作时的速度和半径都是重要的影响因素。 在进行工件的加工时，由于受到切削力的作用，导致塑性变形的出现，品格出现改变，最终出现工件表面的金属在硬度和强度方面增强的结果，这个作用的过程就叫做冷作硬化。一旦表层出现强化现象，金属发生变形的难度就会加大，随之而来的是金属物理性和塑性的变化。出现冷作硬化情况的部件呈现出一种不稳定的情况，金属从不稳定的状态向相对稳定的转化的过程就叫做弱化。温度的情况直接决定着弱化的程度，由于加工过程中，力和热同时作用于工件，所以工件的表面质量是由弱化和强化两种作用共同作用的结果。 在切削的过程中，如果产生的热量使工件表面承受高于相变的温度时，表面金属的内部组织就会遭到破坏，轻则出现表面金属硬度和强度下降的情况，重则导致表面裂纹的出现，这也就是常说的磨削烧伤。一般来说，可能造成的磨削烧伤有三种，第一种是回火烧伤，进行磨削部分的温度在马氏体转变温度和相变温度之间，工件表面受热转化为回火组织，表面的硬度较正常低。第二种是淬火烧伤，在切削表面温度高于相变温度的情况下进行急冷作用操作，会导致加工表面二次淬火的发生，结果是金属表面由二次淬火马氏体组织构成，硬度相对来说比较高，但是由于位置在表层比较靠下，所以需要的冷却时间比较长。第三种是退火烧伤，与淬火烧伤不同，退火烧伤发生在表面温度高于相变温度，但是无冷却液加进来的情况下，金属表面的温度会急速的降低，产生出退火组织。要想尽量减少磨削烧伤带来的损失，就要从根源上减少磨削热的产生，比较有效的办法是，对产生磨削热的因素进行有目的的避免，还有就是进行冷却工序的完善，让工件最少量的受到热量的影响，再有就是进行磨削用砂轮的选用，对切削用量进行合理的调控也能够减少磨削对工件表面质量产生的影响。 残余应力也会对工件表面的质量产生影响。在进行切削加工时，金属表面的塑性变化会带来金属表面比容的增加，由于只有在表层部位才会出现塑性变形，一旦比容变大就会出现表层金属体积的加大，这样的变化会受到里层金属的抵抗，所以表层就会存在残余应力，相对的里层会出现残余拉应力。还有一种情况就是由于切削热的大量存在导致残余应力的产生。第三种情况是由于金相组织的不同，所以金属之间的比容和密度也存在着差异，一旦表层金属出现变化，一定会致使其他金相组织的金属受到影响，残余应力也会存在。在实际的加工过程中，如果零件表面存在一些微观上的裂痕，那么在受到拉应力的作用后，可能会使裂痕扩大，严重的甚至会出现零件的开裂。 2 改善表面物理力学性能的加工方法 提高机械加工工件表面质量的有效方法 1）制订科学合理的工艺流程可以保证工件表面的质量。科学合理的工艺流程是加工工件最有效的方法。我们在指定合理科学的工艺流程过程中，为加工零件的表面质量能否符合标准要求提供了合理的科学依据； 2）加工质量最关键的是如何选择正确的切削参数。合理选择切削参数能彻底抑制积屑瘤的不断形成，降低加工过程中残留的面积高度，从而有效保证工件本身的质量。切削参数的选择包括对切削刀具角度的确定、切削速度的确定、切削深度及进给速度的确定等。主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径对零件表而粗糙度都有直接影响。在进给量一定的情况下，减小主偏角和副偏角，或增大刀尖圆弧半径，可减小表面粗糙度。另外，适当增大前角和后角，可减小切削变形和前后刀面间的摩擦，抑制积屑瘤的产生也可减小表面粗糙度； 3）保证加工工件表面质量的必要条件是如何正确选用切削液。运用正确的切削液能改善刀具与加工工件两方间的摩擦系数，能够降低在切削工作中与切削力之间的温度，使道具磨损程度大大降低，从而保证加工过程中工件质量； 4）最终工序加工方法的选择直接影响工件表面质量，最终工序的加工方法的选用能够保证该零件主要工作表面的具体工作条件与破坏形式。 3 机械加工表面质量的控制措施 良好的工艺流程是机械零部件顺利生产和加工的基础，是保证零件表面质量的重要科学依据，只有指定出合理的工艺流程，才能实现机械加工工件质量上的提高。对于好的工艺流程来说，首先在保证质量的前提下，时间上是越短越好，尽量在短的时间内完成生产能够减少一些不必要的热量和应力的产生。其次，要进行准确的定位，要使设计的基准和定位的基准最大限度的达到吻合。 合理的切削参数是工件表面质量的重要保证，我们知道如果切削参数设计的合理，就能达到减少积屑瘤产生的效果。合理的切削参数理论上来说，能够在高度上减少表面残留面积，进而使工件表面的质量得到提高。我们在进行切削参数的选取工作时，应该充分考虑到运用刀具进行切削时最有利的速度、角度以及深度等因素，还要对最佳的进给速度进行的相应的研究。大量经验表明，在进行塑性材料的加工时，刀具在前角较大的情况下，切割产生的积屑瘤会减少，根本原因是刀具前角的加大，导致切削能力的降低，进而产生的变形也随之
SH公司质量管理现状分 析及改进研究 硕2086 韦团伟3112318014 2013/9/7
第一章绪论 随着中国进入WTO（世界贸易组织），全世界经济的发展和科技的进步，在这种产业竞争激烈的环境下，企业要想得以生存，取得利益，必须适应时代的发展。对于产品来说质量是其核心，而对于企业来说质量是其生命，这已经成为现代人的共识。在市场经营条件下，必须强化质量管理，使自己的产品或服务让顾客满意，并通过优质的产品和服务，提高企业的核心竞争力，占领市场[1]。质量管理无论何时都是企业管理的焦点，在市场一体化，竞争全球化的今天，如何产品质量，提高产品竞争力更是企业管理的重点之中。 1.1研究背景随着改革开放的不断深化，企业的经营管理体制正在变革，人们对于质量和质量管理的观念也逐步变化，我国企业的质量管理就是在改革开放的新形式下不断适应新情况、解决新问题、完成新任务中开拓前进的[2]。至今，全面质量管理在我国企业中已推行20多年，使我国企业特质量管理发生很大变化，取得了显著成效。 质量观念和质量管理思想发生了转变与更新，现代质量观念已逐步建立，质量就是满足用户的、市场的需求，即质量的“适应性”观念取代了质量的“符合性”观念。“用户至上”、“市场导向”、“以质量求生存、以品种求发展”的思想被企业普遍接受，反映了质量管理提倡的质量意识、问题意识、竞争意识和改进意识普遍增强。质量是企业经营策略的核心和质量是企业管理的中心环节的认识，已在相当一部分企业中确立起来[3]。对影 响产品质量的各种因素的控制，对所有管理部门的质量职能的思想和技术方法已被很多企业所认识和接受。 企业的质量管理由单纯的检验把关，过渡到全员参加的全过程控制、建立质量保证体系的科学管理。从管结果到（检验把关），到管因素，管过程（以预防为主）转变；从只顾生产向注重产品形成过程转变；从单纯地检验向抓所有管理部门的质量职能的落实和建立质量体系的科学管理转变[4]。 近年来，随着国民经济的稳步快速增长，国内汽车市场进入高速发展时期，持续的井喷行情，也为生产汽车零部件公司的发展提供了巨大机遇。在此背景下，许多汽车制冷企业，紧紧抓住机遇，依靠前期的企业文化，丰富的产品技术经验，良好的供应链关系和人际关系，取得了巨大发展。 然而随着技术的进步，汽车不断的转型，操作机构的类型也发生了巨大的转变，现在主要形成了三种制冷机构——手动操作机构，自动操作机构和电动操作机构。上海三花电气有限公司作为三花集团控股下的一家私营企业，在本行经历了12年的发展，在市场中也取得了一定的地位，但是，与国内同行业知名企业相比，在产品品种、档次与生产规模，产品开发与制造技术水平，市场开发，管理技术与水平，资金实力等诸多方
机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素，改善表面质量、提高产品使用性能具有重要的意义。 影响表面粗糙度的因素 切削液厂家“联诺化工”认为切削加工影响表面粗糙度的因素大致有以下几方面： 1.刀具几何形状的反映刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的反映。 2.工件材料的性质加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大影响金属切削加工表面质量的因素影响金属切削加工表面质量的因素。 3.切削用量加工脆性材料时，切削速度对于粗糙度影响不大;加工塑性材料时，积屑瘤对粗糙度影响很大。 提高机械加工工件表面质量的措施 (1)制订科学合理的工艺规程是保证工件表面质量的基础。科学合理的工艺规程是加工工件的方法依据。只有制订了科学合理的工艺规程，才能为加工工件表面质量满足要求提供科学合理的方法依据，使加工工件表面质量满足要求成为可能。对科学合理的工艺规程的要求是工艺流程要短，定位要准确，选择定位基准时尽量使定位基准与设计基准重合。 (2)合理的选择切削参数是保证加工质量的关键。切削液厂家“联诺化工”发现选择合理的切削参数可以有效抑制积屑瘤的形成，降低理论加工残留面积的高度，保证加工工件的表面质量。切削参数的选择主要包括切削刀具角度的选择、切削速度的选择和切削深度及进给速度的选择等影响金属切削加工表面质量的因素数控机床。试验证明，在加工塑性材料时若选择较大前角的刀具可以有效抑制积屑瘤的形成，这是因为刀具前角增大时，切削力减小，切削变形小，刀具与切屑的接触长度变短，减小了积屑瘤形成的基础。 (3)选择优质切削液是保证加工工件表面质量的必要条件。选择合理的切削液可以改善工件与刀具间的摩擦系数，可降低切削力和切削温度，从而减轻刀具的磨损，以保证工件的加工质量。广州市联诺化工科技有限公司是一家20多年来专注于优质金属切削液产品的研发、生产与销售，并以提供符合广大中国消费者需求的金属切削液产品为己任的企业。联诺化工金属切削液产品一律采用进口基础油和添加剂，进口原料，国际品质。其中一款SCC618A不锈钢切削液是长寿命环保型半合成切削液，配水后形成半透明微乳化液。SCC618A不锈钢切削液含特殊的极压添加剂和油性剂，因此具有极好的极压性和润滑性，能通用于铜、钢、铸铁和铝合金的多种工艺加工，应用范围广泛。SCC618A不锈钢切削液不含亚硝酸盐等有害物质，属于环保切削液。 SCC618A不锈钢切削液优点 ●SCC618A不锈钢切削液属于通用性极强的半合成切削液，适合应用于铜、铸铁、钢和铝合金等金属的车、铣、钻、磨、铰孔、攻丝等加工工艺，应用范围广泛；
硬态车削淬硬钢切屑形成机理及表面完整性研究硬态车削也称“以车代磨”,是指把淬硬钢的车削作为最终精加工工序的工艺方法。一般情况下,淬硬钢工件的粗加工是在淬火前进行的,淬火后进行磨削精加工。 但磨削加工成本高、效率低。随着高硬刀具材料和相关技术的发展,可以采用PCBN刀具、陶瓷刀具或新型硬质合金刀具在车床或车削加工中心对淬硬钢进行车削,其加工质量也可以达到精磨的水平。 本文针对硬态车削典型淬硬模具钢H13和Cr12MoV材料,采用仿真-理论和实验相结合方法,借助有限元软件Advantedge FEM和微观形貌检测手段,系统研究了硬态车削切屑形成机理及其加工表面完整性,为优化切削参数、提高刀具寿命和模具钢表面质量提供了理论支撑。本文选用的陶瓷刀具 （Si3N4）进行硬态车削过程仿真,分析不同切削参数对切屑形态,切削力和切削温度的影响规律,基于对车削过程中的应变、应变率、最大剪应力以及切削力的分析,深入研究了硬态车削切屑形成机理,明确了形成锯齿状切屑的切削参数与条件;借助切屑最大厚度及其锯齿形切屑连续部分的高度参数,对切屑锯齿化程度进行了定量表征,阐明了锯齿状切屑的形成机理,研究了各切削参数（切削速度v,进给量f,背吃刀量ap）对切屑锯齿化程度的影响规律;通过有限元仿真分析了硬态车削切屑的形成过程,通过分析切削过程中的应变率云图,对切屑过程中切屑的变形过程进行了研究。 本文中通过硬态车削实验,验证了有限元仿真的可靠性,采用超景深显微镜观察了硬态车削中切屑的微观形貌,对硬态车削切屑形成的微观机理进行了分析;锯齿状切屑的产生是由于材料发生了塑性失稳。对已加工表面进行表面完整性的
车床切削加工影响表面质量和解决途径分析 发表时间：2019-05-17T10:38:56.390Z 来源：《电力设备》2018年第33期作者：王先芹 [导读] 摘要：在机械加工制造过程中，切削加工可以说是其中被应用最广泛的一种加工技术。 （江油市职业中学校） 摘要：在机械加工制造过程中，切削加工可以说是其中被应用最广泛的一种加工技术。切削技术具有要求高、精度高等特点，所有制造所需要的零件都必须要经过机械加工才可投入使用。在其加工过程中，影响工件表面质量下降、表面粗糙、加工硬化等因素有很多，所以，要想真正解决工件表面质量问题，就必须要对其材料、用量、切削液以及刀具的几何角度等进行科学合理的选择，这样才能为工件表面质量提供基础保障。本文将会以车床切削加工影响表面质量和解决途径为主要研究对象，对其进行详细分析阐述，希望为今后车床切削加工技术发展提供有价值的参考。 关键词：车床切削加工；表面质量；解决途径 刀具、材料等是机械加工中的重要组成部分，为提高工件质量，延长刀具使用寿命，提升车床切削加工生产效率，需要在切削加工过程中，改善其刀具结构、几何参数，进而充分发挥切削加工的应用价值。 1 常见的加工表面问题 1.1 工件表面加工硬化问题 在制造过程中，刀具以及切削等都会经常出现高温高压等情况，这将会直接影响到已加工表面质量问题，最常见的就是会引起其表面出现硬化，提高其硬度。其中，刃口圆角也会给其正常加工造成一定程度的影响。 1.2 工件表面残留面积问题 工件表面残留面积问题是指在进行车床车削外圆过程中，切削层中加工残留未被及时切除的面积。 一般情况下，工件表面不光洁程度都是通过残留面积大小体现出来的。其中，有效降低残留面积高低的措施有很多，包括：降低进给量、主副偏角以及加大圆弧半径等等，同时，在此过程中，也要加大实际加工中的计算值，这样也能够有效减少已加工表面不光洁问题的出现。 1.3 工件表面积屑瘤问题 积屑瘤，通常情况下被称为刀尖建筑。在进行车床切削加工时，很容易出现工件材料挤裂现象，这也就会给刀屑以及刀具前后期正常工作带来一定影响，并在加工摩擦过程中，产生切削热。当受到高温高压影响时，前刀面流动速度会减慢，最终出现滞留层，若出现工件材料晶格结合力低于摩擦力情况时，曾处在滞留层中的物质就会附着在前刀面，最终出现积屑瘤问题。 在实际加工过程中出现积屑瘤时，大部分刀屑一般都会附着在刀具的刀尖上部分，进行切入，致使工件表面出现大面积深浅程度不同的切入沟纹。若在此过程中积屑瘤出现脱落，其中一部分碎片会粘结在已加工的工件表面，并在其上形成严重工件表面质量的毛刺，所以，工作人员一定要提高对其的重视，为提高加工表面质量提供有利条件。 1.4 工件表面鳞刺问题 在加工过程中出现鳞刺问题，会直接影响到加工表面粗糙程度，其问题实质就是在已加工表面出现毛刺问题，因为它产生的形状类似鱼鳞片，所以被称为鳞刺问题。产生鳞刺问题的主要形成原因有4种：①当进行到抹拭阶段时，在前刀面上形成的切屑很容易停留在润滑膜上，并将其大面积或者全部抹净，加大润滑膜破损程度。②当进行到导裂阶段时，前刀面与切屑之间会形成较大挤压力、摩擦力问题，这时切屑就会对切削层进行推挤，促使加工表面出现严重的导裂现象。③当进行到层积阶段时，由于受到继续推挤影响，切削层的堆积量会逐渐增多，刀削力也会随之而增大，当其到达一定程度时，就会完全克服粘结等问题，进而保持正常流动。④当进行到刮成阶段时，受刀具刀刃刮过影响，会导致导裂残留在加工表面，最后形成鳞刺问题。 1.5 工件表面振动问题 当刀具、工件等部件或其系统刚性出现严重不足问题时，就会导致其出现周期性跳动，这种周期性跳动就被称为振动，特别是在出现较大深度的切削时，极有可能引起此问题出现，同时，积屑瘤的产生和消失，也是引起此问题出现重要原因。与此同时，也要提高对加工表面光洁度问题的重视，其中，造成其光洁度下降主要原因有：纵向波纹和横向波纹等。 2 解决加工表面质量问题的具体途径 在车床加工进行过程中，一旦出现质量精度过低，就需要对工件表面出现的不光洁问题及其形成原因进行全方位的详细分析，找出影响其精度过低主要原因，并根据其问题发生情况，提出相应的有效解决措施，及时消除精度过低问题，保障后续工作的顺利开展。一般情况下，影响工件表面质量精度过低的主要原因有：残留面积、积屑瘤、鳞刺等等，同时也要充分考虑到刀具材料、几个参数、刀削用量等各方面原因，这样才能保证解决工作的顺利进行。 2.1 合理调节几何参数 合理调节刀具几何参数具体措施由以下6项内容共同进行完成，具体内容如下。 （1）确定精车各角度：通常情况下，精车各角度的确定都是以加工材质性质为主要参考依据，并在此基础上，进行确定。据多数工作人员工作经验得出，在进行加工铸铁时，需将前角定在0度～10度之间，后角定在6度～12度之间，主偏角定在45度～75度之间；不锈钢的前角需定在15度～30度之间，后角需定在8度～10度之间，主偏角需定在75度～90度之间；铝合金的前角需定在20度～30度之间，后角需定在8度～12度之间，主偏角需定在60度～90度之间；黄铜前角需定在0度～10度之间，后角需定在8度～10度之间，主偏角需定在93度左右，其中的副偏角需定在3度～8度之间即可。 （2）塑性变形大小。在加工过程中，卷屑槽宽度大小及其深度都会直接影响到其塑性变形情况，通常情况下，三角之和都规定在180度，包括：前角、反屑角以及槽角，其中，槽角需定在110度～120度之间。一旦前角得到确定，槽角就会越来越小，刀屑角就会越来越大，塑性变形大小也就会随之而更加严重。 （3）刀槽与切削深度。刀削深度的确定需建立在刀槽宽度基础上，可以说，刀槽宽度会随着刀削深度增大而增宽，通常情况下，宽度会选择在3～5毫米之间。 （4）刀具刃倾角。刃倾角是切屑流出方向的主要依据，当其角度为正数值时，就会导致切屑向待加工方向流出。当其角度为负数值
实验四切削要素对表面加工质量的影响 实验项目性质：综合性 实验计划学时：2学时 一、实验目的 1、了解加工表面粗糙度的影响因素。 2、了解降低加工表面粗糙度的工艺措施。 3、通过实验测出数据验证切削用量f、ap对加工表面粗糙度的影响，达到深化、巩固所 学的基本概念和基本理论的目的。 4、研究切削速度、切削深度和走刀量等因素对加工质量的影响规律。 5、掌握确定切削参数的基本方法。 二、实验装备 设备：CA6140普通车床；粗糙度对照样板块、粗糙度测量仪等； 刀具：硬质合金车刀若干把。 三、实验的基本原理 1、零件经切削加工后的质量包括精度和表面质量。 (1) 精度是指零件在加工之后，其尺寸、形状等参数的实际数值同它们绝对准确的各个理论参数相符合的程度。符合程度越高，亦即偏差(加工误差)越小，则加工精度越高。 (2) 表面质量已加工表面质量(也称表面完整性)包括表面粗糙度、表层加工硬化的程度和深度、表层剩余应力的性质和大小。 2、影响表面粗糙度的因素 1）切削加工影响表面粗糙度的因素 （1）刀具几何形状的反映 刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其表面形状是刀具几何形状的反映。减小主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。 此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液及提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。 （2）工件材料的性质 加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。 加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。 （3）切削用量的选择
表面完整性 表面完整性是零件加工后的表面纹理和表面层冶金质量，又称表面层质量。表面层冶金质量主要包括显微结构变化、再结晶、晶间腐蚀、显微裂纹、塑性变形，残余应力、合金贫化等。 目录 ? 1 表面完整性 ? 2 正文 ? 3 相关连接 ? 表面完整性是零件加工后的表面纹理和表面层冶金质量，又称表面层质量。 表面纹理 表面纹理主要包括粗糙度、波纹度、刀纹方向、宏观裂纹、皱折和撕裂等。 表面层冶金质量 表面层冶金质量主要包括显微结构变化、再结晶、晶间腐蚀、显微裂纹、塑性变形，残余应力、合金贫化等。受加工影响而在零件表面下一定深度处产生的受扰材料层称表面层（见图)。表面层的深度通常为百分之几毫米,在特殊的加工条件下深度可达0.3毫米左右。
表面完整性 飞行器事故和故障的分析表明：疲劳破坏大都起源于工作应力高、形状复杂、工作条件恶劣的飞行器零件表面或接近表面的部位。这个问题起先并未为人们所认识。设计和修理人员只是单纯地选择高强度的材料或增加零件的断面面积。这样既提高了成本又增加了重量，还不能根本防止事故的发生。重要受力零件大都用高强度或高温材料（包括各种高温合金、钛合金、高强度合金钢等）制成，在高温、高速条件下承受反复载荷和腐蚀介质的侵蚀时，表面层的质量严重影响这类零件的可靠性和使用寿命。 常见的表面层质量问题 切削工艺可以影响到最终成品零件的表面完整性，可能最终导致薄壁零件变形、或降低关键旋转零件（盘和轴）的疲劳寿命。 切削力和加工期间所形成的高温的共同作用会导致零件微观结构的改变，进而引起显微硬度，晶界塑性变形，以及零件表面下的的残余应力的变化。 飞机起落架零件在磨削加工时的烧伤；镍基铸造合金发动机涡轮叶片榫头磨削裂纹；切削加工后表面层的残余拉应力所造成的零件畸变和疲劳强度的降低，含氯离子的切削液对钛合金抗应力磨蚀能力的减弱；加工过程中由于对氢、氧等元素的化学吸收引起的脆性；在电火花加工或激光加工中由于表面的再铸层引起疲劳强度的降低等。 在飞行器生产中广泛使用各种光饰加工来改善飞行器重要零件的表面层质量。常用的处理工艺有：磨粒流加工，喷丸强化，滚轮压光，珩磨，低应力磨削，电化学抛光和振动消除应力等方法。 百度文库 https://www.doczj.com/doc/5215479295.html,/view/68ed220d4a7302768e99391f.html