浅谈机械加工表面质量的提高
作者：李磊
来源：《科技创新导报》2012年第10期
摘要:在机工加工制造过程中,工件表面质量受多种因素的影响,工件表面质量加工是非常重要的,本文主要针对机械表面加工存在的问题进行论述,并根据自己的经验提出了一些改善机械加工表面质量的措施,希望为机械加工质量的提高提供一些参考。
关键词:机械加工表面质量因素措施
中图分类号:TH111 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0077-01
随着我国工业技术水平的提高,对机器的使用要求也日益提高,而机械加工零件的质量对工程起着重要的作用,如果表面质量存在问题,会影响产品的性能,会造成应力集中的现象,在一定层度上加快零件的老化,极易破坏零件的质量,可见,表面质量问题是一个非常重要的问题,只有解决好这个难题,才能保证工程的顺利进行。
1 机械加工质量分析
机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态,分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化,称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工,会引起工件的化学或物相变化,称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理,煅造,铸造和焊接。
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,以Ra\Rz\Ry 三种代号加数字来表示,机械图纸中都会有相应的表面质量要求,一般是工件表面粗糙度Ra
2 影响机械加工表面质量的因素
2.1 刀具的影响
刀具几何形状的复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复映。减小进给量、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,合理选择润滑液和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。
2.2 工件材料的性质的影响
在对塑性材料进行加工的时候,会产生塑性变形,这是由于刀具对金属发生挤压造成的,在运用刀具分离切屑和工件的时候,会造成工件表面的细小撕裂,这也会增加工件表面的粗糙度。一般来说,韧性越好的材料,塑性变形会越大,加工后表面就容易粗糙。对脆性材料进行加工的时候,由于材料质地较脆,切屑会呈现颗粒状碎裂,切屑的碎裂和崩裂同样会在材料加工表面留下许多细小的斑点,表面就会变得粗糙。
2.3 磨削加工对表面粗糙度的影响
磨削加工表面形成的粗糙原因,与切削加工表面粗糙度的形成非常的相似,磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。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。
2.4 表面层残余应力影响
表面层残余应力的产生一般会受到以下三个因素的影响:一个是在对材料进行切削加工的时候,加工材料的表面金属会发生塑性变形,正如前面提到的,塑性变形的发生和材料的韧性程度有关,表面金属层的塑性变形会使其金属的比容增大,表层金属的比容加大,会造成金属体积的膨胀,仅表层金属膨胀,会受到里层金属的阻止,由于金属内部相连而产生了作用力,就会在表层金属中产生残余应力,而里层金属中会产生相应的残余拉应力。另一个产生残余应力的因素是切削
加工中,切削区域由于摩擦而产生的热量,也可能导致金属膨胀产生残余应力。第三个因素来源于金属材料本身的密度变化,由于不同金相组织的密度不同,比容也不同,当表面金属的金相组织发生变化时,表层金属的比容就会相应变化,会受到与其相连接的金属的阻碍,残余应力也会产生。
3 提高机械加工表面质量的措施
3.1 加强刀具方面的选择
刀具在机械加工中对表面质量的影响也是很大的,因此在刀具的选择上要非常注意,刀具应采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适(=0)的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀等。
同时,选用与工件材料适应性好的刀具材料,以减少对刀具的磨损,这些方法都可以达到降低表面粗糙度的效果。
3.2 注意工件材料的选择
表面粗糙度也受工作材料的影响,如果工作材料选择不合理,制造出的产品表面质量就很差,特别是材料的塑性和金相组织,对于塑性大的低碳钢、低合金钢材料,预先进行正火处理以降低塑性,切削加工后能得到较小的粗糙度。因此,在机械加工过程中,也要充分考虑到工件材料的选择。