机械加工加工精度和表面质量量包括哪些方面

摘要:机械加工表面质量主要体现在表面光洁度和加工表面层物理机械性能两方面,本文对其各自的影响因素进行分析,并试图通过其原因分析,来解析提升机械加工表面质量的方式,以促进机械加工效能的发挥。关键词:机械加工;表面质量;影响因素随着工业技术的进步,机器的使用要求越来越高,其不仅要求机械精准性加工,而且要求其表面具备抗磨损、抗腐蚀、抗疲劳等高质量标准,而从机器故障发生的原因来看,很大部分由于机械表面质量因素造成的,这不但影响了机械零件的工作性能、使用寿命,而且对生产加工产生重大经济性、安全性的影响。所以,在机械加工中,要通过对其质量影响因素的分析,来进行表面质量的控制,一、表面粗糙度的影响因素1、工件材料工件材料的刚硬性或柔韧性是影响表面粗糙度的材料性因素,不同塑性材料,由于其韧性不同,其表面粗糙度就不同。一般来说,韧性较强,刀具对材料的压力值增大,同时在切屑剥落时的扯拽力量的共同作用下,往往引起加工变形,造成表面加工的严重粗糙;材料韧性越好,金属的塑性变形就越大,而表面粗糙度就越高。材料脆性较高时,切削时出现碎粉屑,其崩碎在加工表面,往往形成一些麻点,造成表面粗糙。2、切削加工刀具几何形状往往影响着表面质量。在加工过程中,通过各种形状的刀具,其在外体作业时,会有残痕,其复映出刀具形状,这就造成表面出现花纹或是条纹,降低了表面光滑度。针对其问题,则可以采用高速度切削塑性材料的方式来减小进给量,提高表面光滑度;减小主偏角、副偏角和增大刀尖圆弧半径的方式,来减少残留面积的高度;可以用增大刀具前角的方式来减少切削时的塑性变形。切削液对加工起到冷却、润滑的作用,其以降低切削区的温度,减少刀具和工件之间的摩擦力来实现机械加工表面质量的提高。所以,在进行加工时,要以合理的润滑液减少刀具与机械表面的摩擦,提升刀具刃磨质量的同时,来抑制刀瘤、鳞刺等现象的发生,以提升加工表面的光洁度。3、磨削加工磨削加工是表面加工质量的修复阶段,也是表面质量的最后确定阶段,其同表面粗糙度的形成一样,同是由于刀具几何因素和金属塑性变形引起,而其影响因素主要有砂轮粒度、砂轮强度、砂轮的修整、磨削速度、磨削径向进给量和光磨次数等。二、加工表面层物理机械性能的影响因素由于加工过程中切削力和切削热的作用,造成机械金属表面硬度的微小变化,与此同时,产生金相变化和残余应力;而磨削加工过程中的塑性变形和切削热对表面造成的影响更为显著,所以,在其过程后,其物理机械性能的变化往往增大,这就要求对其进行表面质量控制。1、表面层冷作硬化影响加工表面冷作硬化的因素主要在于切削因素、工件材料以及刀具几何参数这几个方面,具体来看,主要体现在:由于刀具几何参数作用下,随着切削刃钝圆半径的增加,表面金属所受挤压就越大,进而加剧塑性变形,而导致冷硬增加;刀具使用中,后刀面的磨损增加的情况下,其与被技工表面的摩擦力就会增加,造成塑性变形增加,引起冷硬增加强;而在刀具前角增大的情况下,可以减少塑性变形,降低冷硬程度。从刀削用量来看,切削速度越快,刀具与工件的作用时间就越短,造成的塑性变形扩展深度也就越小,这就能够降低冷硬层深度,而随着切削速度的提升,切削摩擦程度逐渐变大,切削温度逐渐提升,在起作用下,促使冷硬程度下降;就进给量来看,进给量大,表层金属的塑性变形加快,冷硬作用强化,反之,或造成刀具对工件的挤压增加,就会提升冷硬程度。而在工件材料方面,其塑性对其产生影响,表现在塑性越大,冷硬现象越明显。在这几种因素的作用下,加工表面冷作硬化出现不同的特征,如因切削力作用而产生塑性变形的情况下,使得表面扭曲变形,甚至畸变,晶粒间产生剪切、滑移、被拉长、纤维化,以致于破碎。而金属强化后往往增加金属变形的阻力,这就减少了金属的塑性,引起物理性质的变化。当被冷硬的金属处于不稳定的情况下时,则会出现弱化现象,即为不稳定状态逐渐过渡到稳定状态,而起作用的大小与温度高低、温度的维持时间、金属表面冷硬强化程度有着直接关联,而在强化和弱化综合性作用的情况下,金属表面的性质发生变化。2、表面层材料金相组织变化外层金属金相组织的变化受切削热量影响,当切削热量大于制作件本身相变温度时,表面层金相组织则会发生变化。磨削烧伤。磨削烧伤是指,在被制作物的表层温度超出相恋限值,出现金相变化的情况下,降低物件表层金属强度和硬度,进而产生一定残余应力,甚至产生微观裂纹的现象。一般来说,在磨削淬火钢时会产生回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤三种烧伤,而造成磨削烧伤的根本性因素在于磨削热,所以,要实现磨削烧伤改善,必须通过降低磨削热能出现和降低加工件热量承受力的方式来实现,这要求合理选择砂轮和切削用量,以优化冷却条件。3、表面层残余应力表面残余应力产生的原因:其一,塑性变形的影响。在进行切削加工时,由于切削加工的热量产生,使得切削区的热量增加, 发生塑性变形,而塑性变形仅产生在在表层金属中,在表层金属比容增加,造成体积膨胀,而当切削过后,表面温度下降,其表层的冷缩变形自然会高于里层,这就会受到与其相连的里层金属的挤压或阻止,这就产生了表面层残余应力;这就引起表面残余应力的产生,而切削温度越高,则会引起表层的塑性变化越大,残余应拉力就会增加,甚至会发生裂纹现象;同时,在切削力的作用下,加工表面还受到冷塑性变形影响,而加之刀具对表层加工的挤压,使得表层金属向两边延伸,这就促使同时在里层金属中产生了残余压应力。其二,金相组织的影响。金相组织由于种类不同其密度也不同,也具有差异性的比容,而表面层金属在产生金相变化的情况下,表层金属比容变化也就不可避免的受到与其相连的机体金属的阻止,这就产生了残余应力。零件主要工作表面最终工序加工方法的选择:最终工序是对零件加工的最后审核和最后定位阶段,其不仅将以前的加工进行修整、美化,而且将一些瑕疵或是加工缺陷进行调整,而最终工序在机械表层加工表面所留下残余力则会直接影响机械零件的使用性能,这就决定了要强化另加工序加工方法的选择。其一,对零件表面进行分析,确定零件主要工作表面的各项制作要求,并按照制作要求进行加工,保证各项加工符合制作要求;对潜在的危害于零件表面工作的破坏因素进行分析,并采取应对性措施,以降低加工质量的危害性。其二,针对于因交变荷载作用而引起的零件表面局部裂痕,考虑到拉应力对裂痕的影响,则要进行零件抗疲劳、抗破坏加工工序方法的选择,使得加工工序适应于残余应拉力的要求,以提升加工表面的质量。总结:机械加工表面质量受切削因素、刀具几何参数、残余应拉力、金相组织变化等因素的影响,虽然起作用往往对加工表面产生细微的影响,但是,这也会影响加工表面的光洁度、变形度,甚至会产生表面层断裂等现象,进而影响机器零件的使用性能,所以,要关注机械加工表面质量,在分析各处影响因素的基础上,进行加工方式、加工用具、加工材料等各方面的选择和使用,以保证机械加工质量的实现。参考文献:[1] 李凯云;机械加工表面质量对机器使用性能的影响[J];汽车运用;2009,(01)[2] 赵岩;丁延松;影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J];技术与市场;2010,(05)[3] 顾祎娜;论机械加工中表面层力学性能分析[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2010,(03)[4] 吴孟宝;影响机械加工零件表面质量的因素分析及对策[J];大众科技;20011,(11)
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1:铣床精度要高;
2:工件要具有一定的硬度(HB190~260);
3:铣刀刃口直线度要高(不应有明显缺口、凸点等),铣刀端面要平;
4:走刀量要合适(...
我感觉既然是过盈配合就要有一定的紧配合度,而粗糙度太高的话导致零件配合部位接触面积减小,这样不利于过盈的效果。话说的好像不太专业哈,话粗理不粗吧。
答: 我照的三维!比群里好多照四维的宝妈照的清楚的多!!
大家还关注机械加工表面质量的影响因素及控制措施
作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:
 评论: 更新日期:日
&机械加工表面质量表面是影响机械产品性能的重要环节,故对机械加工表面质量影响因素进行分析,把握影响根源,才能够对症下药,做到有效控制。本文就机械加工表面质量的影响及原因进行了分析,并提出了解决措施。
& & 伴随着近几年现代机械技术的快速发展,各种自能化设备及机械成为了人们生产、生活的工具,使得各种机械零件长时间处于高温、高速、高压环境,为此,当前各行各业对机械零件加工质量要求也随之提高,一旦出现零件质量问题,势必会导致原有工作性能因此受到影响。通过综合分析,不难发现导致零件工作性能受到影响的关键因素当属零件表面质量,由于其可能对零件上的物理动能造成影响,故本文就机械加工表面质量影响进行探索,旨在为机械加工提出相应的解决对策。
& & 机械加工表面质量的影响因素分析
& & 1.1& 零件加工的原材料
& & 机械加工中原材料是非常重要的基础性部分,在进行机械加工时,不管拥有何种技术手段和技术条件,若加工材料欠佳那么机械加工表面质量也势必会受到影响。为此,机械加工企业要重视长远发展就必须对原材料有更深的认识,并尽可能选择良好的原材料。
& & 1.2& 零件加工的技术
& & 零件加工本身就需要采用强大的技术作为支撑,除去原材料可使机械加工表面受到影响,加工技术也是影响机械加工表面的重要因素之一。优秀的技术条件和技术支持,在很大程度上可使机械加工原材料上的小缺点受到影响;但若技术非常落后,那么即使拥有再好的原材料也是无法使机械零件质量得到保证的。为此,提高切削和打磨等加工技术均是提升机械加工表面质量的重要方法。
& & 1.3& 零件表层的冷作硬化
& & 在机械零件加工时,&切削力作用产生的塑性变形&是左右零件表面质量的因素之一,其可导致零件表面出现扭曲变形,&晶粒之间所形成的剪切滑动,晶粒因此出现纤维化和被拉长的变化,严重情况下甚至出现破碎&,这些因素都可能对机械零件表层的硬度造成影响,也就是我们所说的&冷作硬化&。这种反应的存在也在一定程度上,可致使金属的变形阻力发生变化,相应的物理性质也会因此发生变化。冷作硬化下金属所产生的机械零件在很大程度上会对稳定状态造成影响,而因由于物理作用的同时影响,使得其稳定状态也随之发生变化,这个相互作用的过程,就是金属弱化的过程[1]。在这个过程中,机械加工零件的表面质量就无法得到充分的保证。这种弱化作用的强弱同金属所承受的温度有着直接联系,而在机械加工时,金属的温度较高,这就使得机械加工质量也无法得到充分保证。由此可知,机械零件表层冷作硬化因素也会对机械表面质量造成影响。
& & 1.4& 零件表面的残余应力
& & 热塑性变形、冷塑性变形以及金相组织变化等都始终与机械零件加工相伴,当完成加工工序后,零件的体积和形状也随之出现变化,但在加工的同时,少量未得到充分释放的残留应力存在于零件表面,我们可将其称之为&残余应力&,根据种类的不同还可分为拉应力和压应力,零件表面残余应力发生变化时,也会随之发生变化,例如:当零件表面的拉应力超过了机械零件所能够承载的力量,那么零件也会随之出席那裂纹,这就使得表面质量受到严重破坏。
& & 保证机械加工表面质量的控制措施
& & 2.1& 严格控制材料质量
& & 机械零件加工材料质量中金组织和材料塑性与零件表面质量有着非常紧密的联系,为此,在选择加工材料时,应对加强这两个方面的控制。而针对低合金和低碳的钢材料,由于其自身具有较强的可塑性,为此,在零件加工的过程中,应通过&正火处理&,使其自身的塑性下降。与此同时,对金相组织来说,不同的零件质量要求也有所差异,应加强对晶粒分布以及组织状态等的了解程度。
& & 2.2& 综合运用加工技术
& & 当前,较常使用的两大加工技术,主要分为:精密、超精密和光整加工;滚压、挤孔、喷丸强化、金刚石亚光冷压型加工。这两种加工主要特点为:前者在进行加工时,应选择最小的&径向进给量&,而在选择砂轮工作速度时,则以较大为最佳,与此同时,工件的速度也以较低为宜[2]。此外,为了使零件表面加工质量更高,砂轮也应当尽可能地选择细粒砂轮,对砂轮表面也要进行适当的修整,以此来提升磨粒的锋利程度;后者是一种较为先进的处理技术,其能够在很大程度上提升零件表面质量,致使机械产品的质量得到提升。
& & 2.3& 磨削工具和切削技术控制
& & 首先,在选择磨削工具时,为了使零件表面粗糙度得到控制,工具应以较小的副偏角、较大的刀尖圆弧半径、精车刀以及合适的修光刃等刀具为宜,这种刀具的应用能够使机械加工零件与刀具的适应性得到提高。而要提供啊磨削的质量,则部分零件则需通过手工研磨来处理,这可使零件表面粗糙度达到0.025-0.006&m。其次,切削技术的控制,针对塑性较强的钢材料,在切削时速度可保持在较高的状态,由于高速度切削能够使&积削瘤&得到控制。
& & 2.4& 控制表面残余应力
& & 残余应力是导致机械加工零件裂纹的主要原因,为此,在加工的过程中,通过增大刀具前角、提升切削速度以及减小刃口圆弧半径等方法来控制残余应力,此外,还可对零件的塑性变形进行控制,使加工零件的温度得到调节。
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