影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取措施畢業(yè)論-資料下載頁(yè)
2025-06-02 22:42本頁(yè)面
【正文】 的研磨，碳化硅磨料和金剛石磨料適用于對(duì)硬質(zhì)合金、硬鉻等高硬度材料的研磨 。 （ 4） 、拋光 拋光是在布輪、布盤等軟性器具涂上拋光膏，利用拋光器具的高速旋轉(zhuǎn)，依靠拋光膏的機(jī)械刮擦和化學(xué)作用去除工件表面粗糙度的凸峰，使表面光澤的一種加工方法。拋 光一般不去除加工余量，因而不能提高工件的精度，有時(shí)可能還會(huì)損壞已獲得的精度；拋光也不可能減小零件的形狀和位置誤差。工件表面經(jīng)拋光后，表面層的殘余拉應(yīng)力會(huì)有所減少。 （二）、改善表面物理力學(xué)性能的加工方法 如前所述，表面層的物理力學(xué)性能對(duì)零件的使用性能及壽命影響很大，如果在最終工序中不能保證零件表面獲得預(yù)期的表面質(zhì)量要求，則應(yīng)在工藝過(guò)程中增設(shè) 表面強(qiáng)化工序來(lái)保證零件的表面質(zhì)量。表面強(qiáng)化工藝包括化學(xué)處理、電鍍和表面機(jī)械強(qiáng)化等幾種。這里僅討論機(jī)械強(qiáng)化工藝問(wèn)題。機(jī)械強(qiáng)化是指通過(guò)對(duì)工件表面進(jìn)行冷擠壓加工，使零件表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形，從而提高其表面硬度并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的無(wú)屑光整加工方法。采用表面強(qiáng)化工藝還可以降低零件的表面粗糙度值。這種方法工藝簡(jiǎn)單、成本低，在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，用得最多的是噴丸強(qiáng)化和滾壓加工。 噴丸強(qiáng)化 噴丸強(qiáng)化是利用壓縮空氣或離心力將大量直徑為 ~4mm 的珠丸高速打擊零件表面，使其產(chǎn)生冷硬層和殘余壓應(yīng)力，可顯著提高 零件的疲勞強(qiáng)度。珠丸可以采用鑄鐵、砂石以及鋼鐵制造。所用設(shè)備是壓縮空氣噴丸裝置或機(jī)械離心式噴丸裝置，這些 14 裝置使珠丸能以 35~50mm／ s 的速度噴出。噴丸強(qiáng)化工藝可用來(lái)加工各種形狀的零件，加工后零件表面的硬化層深度可達(dá) mm，表面粗糙度值 Ra可由 減小到 ，使用壽命可提高幾倍甚至幾十倍。 滾壓加工 滾壓加工是在常溫下通過(guò)淬硬的滾壓工具（滾輪或滾珠）對(duì)工件表面施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，將工件表面上原有的波峰填充到相鄰的波谷中，從而以減小了表面粗糙度值，并在其表面產(chǎn)生了冷硬層和殘余壓應(yīng) 力，使零件的承載能力和疲勞強(qiáng)度得以提高。滾壓加工可使表面粗糙度 Ra值從 ~5μm 減小到 ~ ，表面層硬度一般可提高 20%～ 40%，表面層金屬的耐疲勞強(qiáng)度可提高 30%～ 50%。滾壓用的滾輪常用碳素工具鋼 T12A 或者合金工具鋼 CrWMn、 Cr1 CrNiMn 等材料制造，淬火硬度在 62~64HRC；或用硬質(zhì)合金 YG YT15 等制成；其型面在裝配前需經(jīng)過(guò)粗磨，裝上滾壓工具后再進(jìn)行精磨。 金剛石壓光 金剛石壓光是一種用金剛石擠壓加工表面的新工藝，國(guó)外已在精密儀器制造業(yè)中得到較廣泛的應(yīng)用。壓 光后的零件表面粗糙度可達(dá) ~ ，耐磨性比磨削后的提高 ~3 倍，但比研磨后的低 20~40%，而生產(chǎn)率卻比研磨高得多。金剛石壓光用的機(jī)床必須是高精度機(jī)床，它要求機(jī)床剛性好、抗振性好，以免損壞金剛石。此外，它還要求機(jī)床主軸精度高，徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)在 以內(nèi)，主軸轉(zhuǎn)速能在2500~6000 r/min 的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速。機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)應(yīng)分離，以保證壓光的表面質(zhì)量。 液體磨料強(qiáng)化 液體磨料強(qiáng)化是利用液體和磨料的混合物高速噴射到已加工表面，以強(qiáng)化工件表面，提高工件的耐磨性、抗蝕 性和疲勞強(qiáng)度的一種工藝方法。工作時(shí)液體和磨料在400~800Pa 壓力下，經(jīng)過(guò)噴嘴高速噴出，射向工件表面，借磨粒的沖擊作用，碾壓加工表面，工件表面產(chǎn)生塑性變形，變形層僅為幾十微米。加工后的工件表面具有殘余壓應(yīng)力，提高了工件的耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度。 15 五、提高機(jī)械加工工件表面質(zhì)量的措施 制訂科學(xué)合理的工藝規(guī)程是保證工件表面質(zhì)量的基礎(chǔ)?？茖W(xué)合理的工藝規(guī)程是加工工件的方法依據(jù)。只有制訂了科學(xué)合理的工藝規(guī)程，才能為加工工件表面質(zhì)量滿足要求提供科學(xué)合理的方法依據(jù)，使加工工件表面質(zhì)量滿足要求成為可能。對(duì)科學(xué)合理的工 藝規(guī)程的要求是工藝流程要短，定位要準(zhǔn)確，選擇定位基準(zhǔn)時(shí)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 合理的選擇切削參數(shù)是保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵。選擇合理的切削參數(shù)可以有效抑制積屑瘤的形成，降低理論加工殘留面積的高度，保證加工工件的表面質(zhì)量。切削參數(shù)的選擇主要包括切削刀具角度的選擇、切削速度的選擇和切削深度及進(jìn)給速度的選擇等。試驗(yàn)證明，主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑對(duì)零件表而粗糙度都有直接影響。在進(jìn)給量一定的情況下，減小主偏角和副偏角，或增大刀尖圓弧半徑，可減小表面粗糙度。另外，適當(dāng)增大前角和后角，可減小切削變形和前后刀面間 的摩擦，抑制積屑瘤的產(chǎn)生也可減小表面粗糙度。比如在加工塑性材料時(shí)若選擇較大前角的刀具可以有效抑制積屑瘤的形成，這是因?yàn)榈毒咔敖窃龃髸r(shí)，切削力減小，切削變形小，刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度變短，減小了積屑瘤形成的基礎(chǔ)。 合理的選擇切削液是保證加工工件表面質(zhì)量的必要條件。選擇合理的切削液可以改善工件與刀具間的摩擦系數(shù)，可降低切削力和切削溫度，從而減輕刀具的磨損，以保證工件的加工質(zhì)量。 工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要。工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要，因?yàn)樽罱K工序在該工作表面留下的殘 余應(yīng)力將直接影響機(jī)器零件的使用性能。選擇零件主要工作表面最終工序加工方法，須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式。 也可以在加工過(guò)程中通過(guò)改變某些量來(lái)提高表面粗糙度 （ 1）、 在精加工時(shí)，應(yīng)選擇較小的進(jìn)給量 f、較小的主偏角 kr和副偏角 kr’ 、較大的刀尖圓弧半徑 rε ，以得到較小的表面粗糙度。 （ 2）、 加工塑性材料時(shí)，采用較高的切削速度可防止積屑瘤的產(chǎn)生，減小表面粗糙度。（ 3）、 根據(jù)工件材料、加工要求，合理選擇刀具材料， 16 有利于減小表面粗糙度。（ 4）、 適當(dāng)?shù)脑龃蟮毒咔敖呛腿袃A角，提高刀具的刃磨 質(zhì)量，降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。（ 5）、對(duì)工件材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚约?xì)化晶粒，均勻晶粒組織，可減小表面粗糙度。 （ 6）、 選擇合適的切削液，減小切削過(guò)程中的界面摩擦，降低切削區(qū)溫度，減小切削變形，抑制鱗刺和積屑瘤的產(chǎn)生，可以大大關(guān)小表面粗糙度。 六、 結(jié)論 由于機(jī)械加工表面對(duì)機(jī)器零件的使用性能如耐磨性、接觸剛度、疲勞強(qiáng)度、配合性質(zhì)、抗腐蝕性能及精度的穩(wěn)定性等有很大的影響，因此對(duì)機(jī)器零件的重要表面應(yīng)提出一定的表面質(zhì)量要求。由于影響表面質(zhì)量的因素是多方面的 ,只有了解和掌握影響機(jī)械加工表 面質(zhì)量的因素，才能在生產(chǎn)實(shí)踐中，采取相應(yīng)的工藝措施，對(duì)表面質(zhì)量根據(jù)需要提出比較 經(jīng)濟(jì) 適用性的要求 ,減少零件因表面質(zhì)量缺陷而引起的加工質(zhì)量問(wèn)題，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的使用性能、壽命和可靠性。 七、參考文獻(xiàn) （一）、寇元哲，影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素分析 [J].甘肅科技， 2021,7 （二）、花國(guó)操，互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ) [M]。北京：北京理工大學(xué)出版社，1995 （三）、張福潤(rùn)，徐鴻本，劉延林主編機(jī)械制造基礎(chǔ)。華中科技大學(xué)出版社2021 （四）、李兆銓，周明研。機(jī)械制造基礎(chǔ)（上冊(cè)）。中國(guó)水利水電出版社， 2021 （五）、高波，機(jī)械制造基礎(chǔ)。大連理工大學(xué)出版社， 2021 （六）、于駿一，鄒青，機(jī)械制造基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社 2021 17 （七）、焦士仲，金屬切削原理 [M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 （八）、 論文網(wǎng)
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