某隔離器罩表面質(zhì)量改進(jìn)與測量技術(shù)

唐麗

摘 要：某隔離器罩材料是30CrMnSiA，屬于塑性金屬，加工后表面粗糙度非常差，通過調(diào)整工藝參數(shù)使產(chǎn)品表面粗糙度得到很大的改善，由于表面粗糙度的檢測技術(shù)對(duì)確定產(chǎn)品粗糙度是否滿足圖樣要求至關(guān)重要，因此對(duì)表面粗糙度的檢測技術(shù)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：表面粗糙度；30CrMnSiA；積屑瘤；粗糙度檢測

1 緒論

加工后某型機(jī)隔離器罩表面粗糙度非常差，嚴(yán)重影響零件的各種性能，尤其對(duì)零件的抗疲勞強(qiáng)度影響最大，所以提高表面粗糙度的質(zhì)量極為重要。表面粗糙度的檢測技術(shù)為檢驗(yàn)員及檢驗(yàn)技術(shù)人員檢驗(yàn)表面粗糙度是否符合圖樣要求提供指導(dǎo)。

2 問題的分析

某隔離器罩在精車時(shí)，已加工表面粗糙度較差，并有環(huán)形溝痕出現(xiàn)。零件在粗車和半精車時(shí)，表面粗超度較好可達(dá)到Ra1.6以上，由此可見表面粗糙度差的原因主要在加工余量上。該隔離器罩所選用的材料為30CrMnSiA，該材料是高強(qiáng)度合金調(diào)質(zhì)鋼，塑性較大，導(dǎo)熱系數(shù)低，故切削力較大，切削溫度較高，加工時(shí)熱量集中在刀刃區(qū)域，加快了刀具的磨損，從而極易形成加工硬化，影響已加工表面粗糙度。當(dāng)加工硬化產(chǎn)生后精車時(shí)吃刀量過小，工件材料抵抗塑性變形的能力越強(qiáng)，刀具和材料原子之間的相互作用力越弱，所以不完整切削的形成只能使表面粗糙度的值增加，易出現(xiàn)擠壓、打滑等現(xiàn)象，使硬化表面層金屬不能完全去除，致使表面粗糙度值增大。

3 減小表面粗糙度的方法

3.1切削厚度對(duì)粗糙度的影響

經(jīng)過對(duì)材料性能的分析，精車時(shí)最后一刀的余量要適當(dāng)增加，不能小于0.15～0.20mm，也就是不能低于最小切削厚度（最小切削厚度被定義為能夠從工件材料上有效地去除金屬的最小厚度），這樣就可以減小表面粗糙度。

3.2切削速度對(duì)粗糙度的影響

切削速度過小（小于5 m/min），切屑流動(dòng)較慢，切削溫度較低，切屑與前刀面接觸不緊密，形成點(diǎn)接觸，摩擦系數(shù)小，不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤；中等切削速度加工時(shí)，切屑與前刀面接觸面積增大，最易產(chǎn)生積屑瘤，致使工件表面產(chǎn)生毛刺，使表面粗糙度值增大。當(dāng)切削速度增大時(shí)，切屑底層金屬變軟，切屑與加工表面的塑性變形減小，摩擦系數(shù)明顯下降，積屑瘤不會(huì)產(chǎn)生，表面粗糙度值減小；為提高生產(chǎn)效率而盡量不采用低的切削速度，因此加工該零件應(yīng)選用較高的切削速度（大于70m/min）。

3.3走刀量對(duì)粗糙度的影響

走刀量是工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)車刀沿走道方向移動(dòng)的距離，顯而易見，走刀量的快慢直接影響著零件的表面粗糙度的好壞，走刀量增加，加工的零件表面殘留面積高度高，反之減少走刀量就可降低零件表面殘留面積的高度，零件表面粗超度值減小。

3.4切削液對(duì)粗糙度的影響

切削液在切削過程中起潤滑作用，可以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能，使排屑順利并可以控制積屑瘤的形成，提高工件表面質(zhì)量。

4零件表面粗糙度的檢測方法

4.1檢驗(yàn)方法的選擇

4.1.1目視檢查

對(duì)于粗糙度與規(guī)定值相比明顯地好或明顯地不好，或者因?yàn)榇嬖诿黠@影響表面功能的缺陷，沒必要用更精確的方法來檢驗(yàn)的工件表面，采用目視法檢驗(yàn)。

4.1.2 比較檢查

對(duì)于目視檢查不能做出判斷，但符合以下情況之一時(shí)，采用與粗糙度比較樣塊進(jìn)行觸覺和視覺比較的方法：

Ra>0.4；

Ra≤0.4，但取樣長度不能滿足要求。

對(duì)于目視檢查不能做出判斷，且符合以下情況之一時(shí)，采用粗糙度檢測器進(jìn)行檢驗(yàn)：

Ra>0.4，但目視法無法判斷；

Ra≤0.4，且取樣長度能夠滿足要求。

4.2 粗糙度被測面的選取

4.2.1 被檢特征的區(qū)域

在檢驗(yàn)表面結(jié)構(gòu)時(shí)，不應(yīng)把表面缺陷，例如劃痕、氣孔等考慮進(jìn)去。被檢驗(yàn)工件表面結(jié)構(gòu)看來均勻時(shí)，應(yīng)采用整體表面上測得的參數(shù)值與圖樣上或技術(shù)產(chǎn)品文件中的規(guī)定值相比較。如果個(gè)別區(qū)域的表面結(jié)構(gòu)有明顯差異，應(yīng)將每個(gè)區(qū)域上測量的參數(shù)值分別與圖樣上或技術(shù)產(chǎn)品文件中的規(guī)定值相比較。當(dāng)參數(shù)的規(guī)定值為上限值時(shí)，應(yīng)在幾個(gè)測量區(qū)域中選擇可能會(huì)出現(xiàn)最大參數(shù)值的區(qū)域測量。

4.2.2 被測表面的測量方向

對(duì)于指定測量方向的，按照指定測量方向進(jìn)行測量。沒有指定測量方向時(shí)，工件的安放應(yīng)使其測量截面方向與得到粗糙度參數(shù)（Ra、Rz）最大值的測量方向相一致，該方向垂直于被測表面的加工紋理，對(duì)無方向性的表面，測量截面的方向可以是任意的。應(yīng)在被測表面可能產(chǎn)生極值的部位進(jìn)行測量，可通過目視來估計(jì)。應(yīng)在表面這一部位均布分別的位置上分別測量，以獲得各個(gè)獨(dú)立的測量結(jié)果。

4.3 粗糙度評(píng)定參數(shù)的選擇

當(dāng)工業(yè)產(chǎn)品文件或圖樣的技術(shù)條件中對(duì)評(píng)定參數(shù)做出規(guī)定的，按相應(yīng)文件或技術(shù)條件執(zhí)行。如工業(yè)產(chǎn)品文件或圖樣的技術(shù)條件中沒有對(duì)評(píng)定參數(shù)做出規(guī)定，可按以下方法對(duì)評(píng)定參數(shù)進(jìn)行選擇。

4.3.1粗糙度評(píng)定長度、掃描長度

見表1和表2。

4.3.2 截止波長λc

采用λc=0.8mm為截止波長，特別是具有深谷影響的表面的測量。

4.3.3 取樣段數(shù)

兼顧測量可靠性和測量成本，取樣段數(shù)≥5。

4.4 粗糙度測得值的評(píng)價(jià)

測得值與公差極限值相比較應(yīng)按照以下規(guī)則。

4.4.1 16%規(guī)則

當(dāng)參數(shù)的規(guī)定值為上限值時(shí)，如果所選參數(shù)在同一評(píng)定長度上的全部實(shí)測值中，大于圖樣或技術(shù)產(chǎn)品文件中規(guī)定值的個(gè)數(shù)不超過實(shí)測值總數(shù)的16%，則該表面合格。

當(dāng)參數(shù)的規(guī)定值為下限值時(shí)，如果所選參數(shù)在同一評(píng)定長度上的全部實(shí)測值中，小于圖樣或技術(shù)產(chǎn)品文件中規(guī)定值的個(gè)數(shù)不超過實(shí)測值總數(shù)的16%，則該表面合格。

當(dāng)參數(shù)的規(guī)定值為上、下限值時(shí)：

（1）在所標(biāo)注的參數(shù)符號(hào)后面沒有注明“max”（最大值）的要求時(shí)，若出現(xiàn)下述幾種情況，工件是合格的并停止檢測。否則，工件應(yīng)判不合格。

——第1個(gè)測得值不超過圖樣上規(guī)定值的70%；

——最初的3個(gè)測得值不超過規(guī)定值；

——最初的6個(gè)測定值中只有1個(gè)值超過規(guī)定值；

——最初的12個(gè)測得值中只有2個(gè)值超過規(guī)定值。

（2）在標(biāo)注的參數(shù)符號(hào)后面有尾標(biāo)“max”時(shí)，一般在表面可能出現(xiàn)最大值處應(yīng)至少進(jìn)行三次測量；如果表面乘均勻痕跡，則可在均勻分布的三個(gè)部位測量。

4.4.2 最大規(guī)則

檢驗(yàn)時(shí)，若參數(shù)的規(guī)定值為最大值（參數(shù)符號(hào)后面有“max”標(biāo)記），則在被檢表面的全部區(qū)域內(nèi)測得的參數(shù)值一個(gè)也不應(yīng)超過圖樣或技術(shù)產(chǎn)品文件中的規(guī)定值。

5 結(jié)束語

通過調(diào)整工藝參數(shù)使隔離器罩表面粗糙度得到很大的改善，并介紹了表面粗糙度的檢測技術(shù)。