機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及改進(jìn)措施

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1、淺析機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及改進(jìn)措施淺析機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及改進(jìn)措施淺析機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及改進(jìn)措施淺析機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及改進(jìn)措施【摘要】本文筆者長期從事起重機(jī)械制造加工的質(zhì)量檢測工作，對檢測中出現(xiàn)的機(jī)械加工表面質(zhì)量問題不斷進(jìn)行分析與總結(jié)，指出了影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素，并提出了提高機(jī)械加工表面質(zhì)量的措施，對工程實(shí)踐有一定的指導(dǎo)作用?！娟P(guān)鍵詞】機(jī)械加工；表面質(zhì)量；影響因素；改進(jìn)措施機(jī)械加工表面質(zhì)量，是指零件在機(jī)械加工后被加工面的微觀不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠

2、性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。機(jī)械零件的破壞，一般總是從表面層開始的。河南太行起重機(jī)械有限公司主要進(jìn)行起重設(shè)備的制造與加工，對機(jī)械加工表面的質(zhì)量要求比較高。筆者在從事質(zhì)量檢測工作中不斷對出現(xiàn)的加工表面質(zhì)量問題進(jìn)行分析與總結(jié)，研究各種工藝因素對加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律，運(yùn)用這些規(guī)律來控制加工過程，最終達(dá)到改善表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能的目的。1.機(jī)械加工表面質(zhì)量對產(chǎn)品性能的影響1.1表面質(zhì)量對耐磨性的影響表面粗糙度對零件表面磨損的影響很大。一般說表面粗糙度值愈小，其磨損性愈好。但表面粗糙度值太小，潤滑油不易儲存，接觸面之間容易發(fā)生分子粘接，磨損反而

3、增加。因此，接觸面的粗糙度有一個(gè)最佳值，其值與零件的工作情況有關(guān)，工作載荷加大時(shí)，初期磨損量增大，表面粗糙度最佳值也加大。1.2表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度的影響金屬受交變載荷作用后產(chǎn)生的疲勞破壞往往發(fā)生在零件表面和表面冷硬層下面，因此，零件的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度影響很大。表面粗糙度值愈大，抗疲勞破壞的能力就愈差。1.3表面質(zhì)量對耐蝕性的影響零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，抗蝕性就愈差。1.4表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響表面粗糙度值的大小將影響配合表面的配合質(zhì)量。對于間隙配合，粗糙度值大會使磨損加大，間隙增大，破壞了要求的配合性質(zhì)。對于過盈配合，裝

4、配過程中一部分表面凸峰被擠平，實(shí)際過盈量減小，降低了配合件間的連接強(qiáng)度。2.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素2.1刀具幾何形狀刀具幾何形狀的復(fù)映刀具相對于工件作進(jìn)給運(yùn)動時(shí)，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀是刀具幾何形狀的復(fù)映。減小進(jìn)給量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留面積的高度。此外，適當(dāng)增大刀具的前角以減小切削時(shí)的塑性變形程度，合理選擇潤滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量以減小切削時(shí)的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成，也是減小表面粗糙度值的有效措施。2.2工件材料的性質(zhì)加工塑性材料時(shí)，由刀具對金屬的擠壓產(chǎn)生了塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用

5、，使表面粗糙度值加大。工件材料韌性愈好，金屬的塑性變形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料時(shí)，其切屑呈碎粒狀，由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點(diǎn)，使表面粗糙。2.3磨削加工影響表面粗糙度的因素磨削加工表面粗糙度的形成是由幾何因素和表面金屬的塑性變形來決定的。影響磨削表面粗糙的主要因素有：砂輪的粒度、砂輪的硬度、砂輪的修整磨削速度、磨削徑向進(jìn)給量與光磨次數(shù)工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量冷卻潤滑液。2.4影響加工表面層物理機(jī)械性能的因素在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理機(jī)械性能產(chǎn)生變化，最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化、金相

6、組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。由于磨削加工時(shí)所產(chǎn)生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時(shí)更嚴(yán)重，因而磨削加工后加工表面層上述三項(xiàng)物理機(jī)械性能的變化會很大。2.5表面層冷作硬化機(jī)械加工過程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形，使品格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生剪切滑移，品粒被拉長和纖維化，甚至破碎，這些都會使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化（或稱為強(qiáng)化）。影響冷作硬化的主要因素有：切削刃鈍圓半徑增大，對表層金屬的擠壓作用增強(qiáng)，塑性變形加劇，導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。刀具后刀面磨損增大，后刀面與被加工表面的摩擦加劇，塑性變形增大，導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。切削速度增大，刀具與工件的作用時(shí)間縮短，

7、使塑性變形擴(kuò)展深度減小，冷硬層深度減小。切削速度增大后，切削熱在工件表面層上的作用時(shí)間也縮短，將使冷硬程度增加。進(jìn)給量增大，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬作用加強(qiáng)。工件材料的塑性愈大，冷硬現(xiàn)象就愈嚴(yán)重。2.6表面層材料金相組織變化當(dāng)切削熱使被加工表面的溫度超過相變溫度后，表層金屬的金相組織將會發(fā)生變化。主要有磨削燒傷、淬火燒傷和退火燒傷三種。改善磨削燒傷有兩個(gè)途徑：一是盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生；二是改善冷卻條件，盡量使產(chǎn)生的熱量少傳人工件。正確選擇砂輪，合理選擇切削用量改善冷卻條件。2.7表面層殘余應(yīng)力表面殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：一是切削時(shí)在表面金屬層

8、產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，而在里層金屬中產(chǎn)生殘余