板件平面銑削加工精度分析及防范措施

王玉玲

摘要：通過對影響加工精度的原因進行分析，制定可行的工藝措施，在實際生產中具有一定的指導作用。

關鍵詞：平面銑削;加工精度分析;防范措施

在機械加工制造中，產品質量的提高對于增強市場競爭能量是非常重要的。一個機械產品的制造過程包括零件制造、整機裝配等一系列的工作。零件的加工實質是零件表面的成形過程，這些成形過程是由不同的加工方法來完成的，如車削、銑削、磨削等技術，這種機械冷加工技術在機械制造過程中占有一定的重要地位。而對于常用的板件切削加工中，厚度在8-30mm的低碳鋼板件平面銑削加工占有一定比例，對其加工精度要求高。雖然其加工方式簡單，但由于加工過程存在的各種因素，致使銑削加工后的精度不高，直接影響產品的質量。

1.板件加工后主要缺陷

機械零件的加工精度，主要取決于工件、刀具、機床及加工者采用的加工工藝方法等幾個重要因素，一般來說，板件平面銑削在加工中主要表現出以下缺陷：表面粗糙度低、變形后致平面度超差。平面銑削加工產生變形的原因主要有熱變形和應力變形。

2.產生的原因

2.1切削過程的分析

切削層金屬經過一系列復雜的過程變成切屑，在這一過程中出現一系列的物理現象，如變形、切削力、切削熱、刀具磨損等。切削層金屬經過復雜的變形后于工件基體材料分離形成了切屑。這一過程中產生的變形可劃分為桑區域，叫第一變形區、第二變形區、第三變形區。

2.2內應力變形

在切削過程中第三變形區的特點是已加工表面纖維化與加工硬化，它是在已加工表面嚴重變形層內，金屬晶格拉長、擠緊、扭曲甚至碎裂而使表面層組織硬度提高的現象，硬化層表面上會出現細微的裂紋，并在表層內產生了殘余拉應力，產生變形。

2.3切削熱的形成

切削熱是切削過程中切削區的變形和摩擦所消耗的能量轉化產生的熱。包括剪切去變形功形成的熱，切屑于前刀面摩擦功形成的熱，已加工表面于刀具摩擦功形成的熱。這些切削熱又分別通過切屑、刀具、工件和周圍介質傳熱，但整個工件的溫度升高很快，造成工件的熱變形。

2.4切削方式的影響

逆銑時銑刀切入工件時的切削速度方向與工件的進給方向相反，刀齒在工件表面上打滑，產生擠壓和摩擦，使這段表面產生嚴重的冷硬層，至滑行到一定程度時，刀齒方能切下一次金屬層。下一個刀齒切入時，又在冷硬層上擠壓滑行，使刀齒容易磨損，同時使工件表面粗糙度增大，此外，逆銑加工時，當接觸角大于一定數值時，垂直銑削分力向上，易引起振動。

3.防范措施

3.1工件的夾緊引起的振動

在板件平面銑削加工中，利用數控專用磁力臺吸附工件，可有效降低工件切削過程中的振動對表面粗糙度的影響。

3.2雙面分層銑削減少變形

實驗表面，在銑削要素中，銑削深度對工件變形影響最大，對板件零件的加工采用上下兩面去除余量均等的原則，進行輪流加工，加工時采用余量依次遞減的原則，輪流的次數越多，其應力釋放越徹底，工件加工后的變形越小。

3.3合理使用冷卻液

合理選用切削液可以改善切屑、工件與刀具間的摩擦情況，抑制積屑瘤的成長，從而降低切削力和切削溫度，減小工件熱變形，減少刀具磨損，改善已加工表面質量。

3.4適當改善切削刀具幾何參數

在幾何參數中，前角增大，切削變形減少，摩擦減少，產生的熱量少，切削溫度低，但前角進一步增大，因刀具的散熱體積減少，切削溫度不會進一步降低。

刀尖圓弧半徑加大，切削區塑形變形加大，切削溫度升高，但大圓弧半徑又改善了刀尖處的散熱條件，所以增大刀尖圓弧半徑，有利于刀尖處局部切削溫度的降低。

在切削加工過程中隨著切屑與前刀面間的溫度和壓力的增加，摩擦力也增大，使近前刀面切屑中塑形變形層流速減慢，產生“滯流”現象，越貼近前刀面的金屬層流速越低，當溫度和壓力增加到一定程度時，滯流層中底層與前刀面產生了粘結，該粘結層經過劇烈的塑形變形使硬度提高這樣層層增加形成積屑瘤，由于積屑瘤不穩定，脫落時容易引起振動破壞表面加工質量。

所以在加工中將粗、精加工工序刀具分開，選擇適當的刀具幾何參數，提高工件的表面加工質量。

4.結論

通過對引起加工精度低的原因進行分析，進一步明確了熱變形、內應力變形和工件的振動是引起加工精度不高的主要因素，因此從工件的裝夾、加工工藝方法、刀具的幾何參數入手，制定相應的防范措施，可有效提高工件的加工精度，在實際生產中具有積極的指導作用。

參考文獻：

[1]李華.機械制造技術，高等教育出版社，2005.1

[2]潘春榮.提高銑床平面加工精度的分析.現代機械 2008.1：64

[3]權列秀，雷海英.控制薄板件加工變形的工藝方案 2008.7：97