影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及控制措施

張麗華

張家口長城液壓油缸有限公司 河北張家口 076250

影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及控制措施

張麗華

張家口長城液壓油缸有限公司 河北張家口 076250

在加工機(jī)械表面的時(shí)候，有很多因素都會對表面的質(zhì)量產(chǎn)生影響，而工件表面的質(zhì)量又會對工件實(shí)際的質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響，所以在生產(chǎn)的過程中需要針對這些影響因素采取適當(dāng)?shù)姆椒ǎ瑢ζ溥M(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，只有這樣才能更好的保證我國工件生產(chǎn)的質(zhì)量。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，對影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及控制措施進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

機(jī)械加工；表面質(zhì)量；改進(jìn)措施

1.機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響

1.1 耐磨的表面質(zhì)量的影響。易損件一般可分為三個(gè)階段，最初的磨損階段和正常磨損階段和嚴(yán)重磨損階段。工件表面粗糙度對工件的影響是非常大的。一般說，表面粗糙度值越小，損耗是越小的。但如果表面粗糙度值太小，油就不容易儲存，磨損會增加。因此，接觸表面粗糙度有一個(gè)最優(yōu)值，該值與零件的工作條件有關(guān)，工作負(fù)荷增加，早期磨損量增加，表面粗糙度的值也增加了。

1.2 表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度的影響。金屬循環(huán)荷載過度，疲勞損傷后，往往發(fā)生在工件表面和下面的表面冷硬層，因此，零件的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度有很大的影響。表面粗糙度值越大，抗疲勞破壞能力就越差。

1.3 耐腐蝕表面質(zhì)量的影響。部件的耐腐蝕性能在很大程度上取決于表面粗糙度。耐蝕性的表面粗糙度值較大。

2.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素

2.1 加工。刀具重新運(yùn)行工具做進(jìn)給運(yùn)動相對于工件，加工表面殘留留下切割區(qū)域，它的形狀是一個(gè)刀具幾何。主要角度，角度和圓弧齒頂圓角半徑的增加，可以減少剩余區(qū)域的高度。此外，適當(dāng)?shù)脑黾拥毒邇A角減少塑性變形的程度，合理選擇潤滑劑和提高刀具磨削質(zhì)量的減少切削塑性變形和抑制生產(chǎn)的刺劍腫瘤，尺度，降低表面粗糙度值的有效措施。工件材料的性質(zhì)。刀具加工的塑膠材料，在金屬的塑性變形，再加上刀具力量撕裂之間的分離芯片和工件，表面粗糙度值增加。工件材料韌性更好，金屬的塑性變形越大，加工表面是粗糙的。脆性材料的加工，芯片是破碎的顆粒，由于芯片的破碎和加工表面上留下許多麻點(diǎn)，使粗糙表面。 影響磨削表面粗糙度的因素。隨著表面粗糙度的形成過程加工時(shí)，磨削表面粗糙度也由幾何因素和金屬表面的塑性變形的形成。影響磨削表面粗糙度的主要因素是：粒度砂輪，砂輪硬度、砂輪修整磨削速度和磨磨削工件圓周徑向進(jìn)料的數(shù)量和輕型周速度和軸向進(jìn)料液體冷卻和潤滑。

2.2 表面冷作硬化。冷作硬化及其評價(jià)參數(shù)。加工過程的切削力所導(dǎo)致的塑性變形，使性質(zhì)扭曲，變形，晶粒間剪切滑動、粒長和纖維化，甚至破壞，這些會增加表層金屬的硬度和強(qiáng)度，這種現(xiàn)象被稱為冷加工硬化（或提高）。的表層金屬強(qiáng)化的結(jié)果，增加了金屬變形阻力，減少塑膠金屬，金屬的物理性質(zhì)變化。冷作硬化的金屬在高能不穩(wěn)定的狀態(tài)，盡快，金屬的不穩(wěn)定是相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為削弱。弱化效應(yīng)的大小取決于溫度、溫度、時(shí)間長度的大小和程度的強(qiáng)化。由于在加工過程中金屬在同一時(shí)間通過武力和熱效應(yīng)，因此，處理后的金屬表面性質(zhì)取決于全面加強(qiáng)和削弱作用的結(jié)果。 冷作硬化的主要影響因素。切削刃鈍圓半徑的增加，表面增強(qiáng)效應(yīng)的金屬擠壓塑性變形，導(dǎo)致增強(qiáng)冷硬。刀片磨損后，在葉片表面的摩擦加劇后和加工，塑性變形增加，導(dǎo)致增強(qiáng)的冷硬。切削速度的增加，刀具和工件的操作時(shí)間，降低塑性變形擴(kuò)展深度、冷硬層深度降低。后切割速度、切割工件表層的熱作用時(shí)間縮短，將增加冷硬的程度。

2.3 表層材料的微觀結(jié)構(gòu)的變化。當(dāng)熱切割使加工表面的溫度超過相變溫度后，表層金屬的微觀結(jié)構(gòu)變化：磨削燒傷。當(dāng)磨片表層溫度高于相變溫度時(shí)，表面金屬層微觀結(jié)構(gòu)變化，降低金屬表面的強(qiáng)度和硬度，伴隨著殘余應(yīng)力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微裂紋，這種現(xiàn)象被稱為磨削燒傷。可能會產(chǎn)生以下三種燃燒：脾氣燃燒。如果磨削區(qū)溫度不超過淬火鋼的相變溫度，但超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，工件表面金屬回火馬氏體組織將轉(zhuǎn)向硬度較低的回火組織（索氏體或奧氏體），燒傷稱為回火燒傷。第二個(gè)是淬火燒傷。如果溫度超過相變溫度在磨削區(qū)，再加上冷卻液淬火效果，表面金屬二次硬化時(shí)，金屬表面的二次淬火馬氏體結(jié)構(gòu)，其硬度高于原來的回火馬氏體，在其低，由于冷卻慢，硬度低于原來的回火馬氏體回火組織（索氏體或奧氏體）。三是退火燒傷。如果磨削區(qū)溫度超過相變溫度和磨削區(qū)和冷卻液，金屬表面會產(chǎn)生退火組織，將表面硬度急劇下降，燃燒這種燃燒稱為退火。

2.4 表面殘余應(yīng)力。表面殘余應(yīng)力的原因是切削加工表面金屬層的塑性變形時(shí)，金屬表面的體積增加，因?yàn)橹挥性诮饘偎苄宰冃危砻婧捅砻娴慕饘袤w積增加，體積膨脹，不可避免地停止附加一層金屬，金屬表層的殘余應(yīng)力。二是切割，切割區(qū)將會生成大量的切削熱。三個(gè)不同微觀結(jié)構(gòu)的密度不同，也有不同的體積，如果生產(chǎn)的金屬表層顯微組織的變化，金屬的表面體積的變化必須與基體金屬障礙，從而生成有殘余應(yīng)力。最后加工零件表面主要工作方法的選擇。主要工作表面部分是非常重要的選擇最終的加工方法，因?yàn)樽詈蟮倪^程在工作表面殘余應(yīng)力對機(jī)器零件的性能將直接影響使用。最后選擇零件表面加工方法，主要工作部件必須考慮表面的特定工作條件主要工作和可能破壞形式。

3.提高加工表面的質(zhì)量的措施

3.1 刀具。為了減少剩余區(qū)域，應(yīng)當(dāng)使用刀具齒頂圓角半徑的圓弧，小角或合適的（=0）修復(fù)光刃或?qū)挼侗P，整理工具等。選擇適應(yīng)性好的刀具材料和工件材料，避免使用工具磨損嚴(yán)重，這些都有利于降低表面粗糙度。

3.2 工件材料對工件材料性能。加工表面粗糙度的影響是較大的塑性材料和微觀結(jié)構(gòu)。對于大型塑膠材料低碳鋼、低合金鋼、塑膠、正火處理提前為了減少加工后得到較小的粗糙度。工件材料應(yīng)該有適當(dāng)?shù)慕鹣嘟M織。

3.3 切削條件。在更高的切削速度切削塑性材料可以抑制發(fā)展進(jìn)程，采用高效的切削液，提高工藝系統(tǒng)剛度，提高機(jī)床的動態(tài)穩(wěn)定性，可以獲得良好的表面質(zhì)量。

3.4 處理方法。主要使用了精密和超精密光整加工。選擇較大的車輪速度和較小的軸向進(jìn)給速度，工件速度應(yīng)該較低，使用細(xì)粒度砂輪；好醬砂輪工作表面，使砂輪的磨粒，也可達(dá)到良好的研磨效果。選擇合適的磨削液可以得到較低的表面粗糙度。

3.5 其他方面。對加工表面變形能夠有效的得到控制，殘余應(yīng)力的增加也會影響達(dá)到加工表面的質(zhì)量，對刀具的幾何形狀要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡量減少切削刃刃口的長度，在使用刀具的過程中，應(yīng)該注意刀具磨損的寬度合理的選擇切削的實(shí)際用量，同時(shí)還應(yīng)該控制給進(jìn)的速度，在加工的過程中要對刀具的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)予以嚴(yán)格的控制。 如果零件的表面出現(xiàn)了殘余應(yīng)力的時(shí)候，工人的勞動強(qiáng)度也會非常大的得到下降，尤其是在應(yīng)力相對集中的或者是有容易造成腐蝕的物質(zhì)，這種構(gòu)件就更容易受到不良的影響，但是很多因素都會導(dǎo)致殘余應(yīng)力的發(fā)生，所以在實(shí)際的生產(chǎn)加工過程中，一定要對這些因素進(jìn)行詳細(xì)的分析和控制，這樣才能更好的提高表面的平整度和強(qiáng)度。

4.結(jié)束語

此外，生產(chǎn)的軋制壓力、（污水）孔，噴丸加工、鉆石日歷和其他寒冷的處理方法來提高表層材料的變化。在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過這些措施的應(yīng)用極大地提高加工零件的表面質(zhì)量，改善工作性能、可靠性和壽命。

[1]閆德明.淺析影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及措施[J].山西科技,2012,01:81-82+85.