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機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及解決策略

機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及解決策略

  表面質(zhì)量是零件運(yùn)行的過(guò)程中由于表面粗糙帶來(lái)的變化的主要影響因素和影響手段,以下是小編搜集整理的一篇探究機(jī)械加工表面質(zhì)量的論文范文,希望對(duì)你的論文寫(xiě)作有幫助。

  所謂的機(jī)械加工表面質(zhì)量就是指在相關(guān)機(jī)械零件加工完成后,由于各種因素的影響,而使得零件的表面出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題,這樣的質(zhì)量問(wèn)題也被稱作是粗糙度,在目前的機(jī)械加工中是最常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。而機(jī)械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)是受到了多種因素的影響,因此,要想使得機(jī)械加工表面質(zhì)量得到有效的解決,就需要采取有效的應(yīng)對(duì)措施,實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的可持續(xù)發(fā)展。下面本文就針對(duì)影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素與應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行深入的探究。

  1 機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品性能的影響

  1.1 表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響

  表面質(zhì)量對(duì)零件的磨損有著決定性因素,是零件運(yùn)行的過(guò)程中由于表面粗糙帶來(lái)的變化的主要影響因素和影響手段。零件磨損一般可分為三個(gè)階段,初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。表面粗糙程度對(duì)零件表面磨損的影響是不可忽視的,一般在使用的過(guò)程中,表面粗糙值越小,其在運(yùn)行的過(guò)程中受損越小,在使用的過(guò)程中其使用壽命長(zhǎng),對(duì)其他元件的影響小。但表面粗糙度值太小,潤(rùn)滑油不易儲(chǔ)存,使得在元件運(yùn)行的過(guò)程中容易與其他元件的接觸面積增加,反而增加其磨損程度,因此,在元件制造的過(guò)程中要應(yīng)用各種技術(shù)手段進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出相應(yīng)的摩擦值。

  1.2 表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

  在金屬受到各種因素和荷載的作用之后會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形和冷熱交替模式,這就使得金屬產(chǎn)生疲勞強(qiáng)度。因此,零件的表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度影響很大,使得在機(jī)械加工的過(guò)程中表面粗糙值越高,抗疲勞的能力越差。

  1.3 表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響

  一般來(lái)說(shuō),零件對(duì)于腐蝕性因素會(huì)有一定的抵抗能力,而表面質(zhì)量的出現(xiàn)則會(huì)在一定程度上影響到零件的抗腐蝕性,也就是說(shuō),零件是否會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象,主要的決定因素就是零件的表面質(zhì)量?jī)?yōu)劣。而如果零件表面的.粗糙度越嚴(yán)重,說(shuō)明零件的抗腐蝕性能越低。相反,如果零件表面越光滑,則說(shuō)明零件的抗腐蝕性能越強(qiáng)。

  1.4 表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量的影響

  表面質(zhì)量與配合質(zhì)量之間有著明顯的聯(lián)系,表面質(zhì)量決定了配合質(zhì)量,這也就說(shuō)明了表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量有著直接的影響作用。在間隙配合質(zhì)量中,表面質(zhì)量越嚴(yán)重,則間隙配合的磨損程度就越嚴(yán)重,間隙也會(huì)相應(yīng)加大,這樣就使得配合質(zhì)量大打折扣。而對(duì)于過(guò)盈配合來(lái)說(shuō),如果裝配過(guò)程中有一部分的表面凸峰因?yàn)閿D壓因素的影響,使得過(guò)盈量逐漸減少,這樣就使得配合件間的連接強(qiáng)度出現(xiàn)了降低的情況。

  2 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素

  2.1 切削加工

  在對(duì)工件進(jìn)行切削加工的時(shí)候,采用的刀具如果是呈現(xiàn)幾何形狀的復(fù)映刀具,則在該刀具進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,就會(huì)殘留出大面積的切削層,切削層的形狀與幾何形狀的刀具較為類似。因此,將刀具的進(jìn)給量進(jìn)行有效的減少,并選用適宜的刀具,就可以使得切削層殘留面積相應(yīng)縮小。

  2.2 工件材料性質(zhì)

  說(shuō)到工件材料的性質(zhì),一般可以分為兩類:一類是塑性材料;另一類是脆性材料。其中,在對(duì)塑像材料進(jìn)行加工的過(guò)程中,刀具會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生擠壓力,使得材料出現(xiàn)塑性變形的情況,很多刀具都是被迫進(jìn)行切削加工,與工件之間很容易出現(xiàn)分離的情況,這樣就導(dǎo)致了機(jī)械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)?梢哉f(shuō),工件材料韌性越好,則其產(chǎn)生塑性變形的幾率就越大,機(jī)械加工表面質(zhì)量就會(huì)越嚴(yán)重。而在對(duì)脆性材料進(jìn)行加工時(shí),則材料會(huì)因?yàn)榍邢鞯挠绊,而出現(xiàn)碎粒的情況,這些碎粒的崩竄,導(dǎo)致了加工表面出現(xiàn)了很多的坑點(diǎn),從而使得加工表面變得十分粗糙。

  要根據(jù)工件的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行切削加工。針對(duì)一些塑性的材料進(jìn)行加工處理的過(guò)程中,如果選用的刀具本身金屬材料相對(duì)較軟,那么在切削的過(guò)程中,就會(huì)使得塑性材料對(duì)刀具本身造成嚴(yán)重的擠壓,這樣就會(huì)使得刀具很容易出現(xiàn)變形的問(wèn)題,而使用變形的刀具來(lái)進(jìn)行切削,就會(huì)導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,工件表面的粗糙度會(huì)相應(yīng)提升。針對(duì)工件進(jìn)行切削處理,產(chǎn)生的碎粒量增多,導(dǎo)致切削出現(xiàn)崩裂的情況,這樣就會(huì)使得工件的表面呈現(xiàn)出凹凸不平的現(xiàn)象,從而形成表面質(zhì)量問(wèn)題。

  2.3 磨削加工

  表面質(zhì)量除了受到上述兩點(diǎn)因素的影響,還受到磨削加工的影響。磨削加工造成的表面質(zhì)量過(guò)程與上述的切削加工過(guò)程一樣,幾何因素以及表面金屬的塑性是導(dǎo)致磨削加工表面質(zhì)量的主要影響因素,除了這兩個(gè)因素之外,導(dǎo)致表面質(zhì)量的因素還包括砂輪的速度、硬度以及磨削速度等,而相較于切削加工,磨削加工表面質(zhì)量的影響因素相對(duì)較多,其中工件的磨削轉(zhuǎn)圈次數(shù)也是重要的表面質(zhì)量影響因素之一。

  在對(duì)工件進(jìn)行切削的過(guò)程中,工件會(huì)因?yàn)榍邢鞯淖饔昧σ约扒邢鳠岬淖饔昧Χ沟霉ぜ募庸け砻鎸游锢淼奈锢頇C(jī)械性能受到更為嚴(yán)重的影響。在這兩種作用力的影響下,表面層金屬的物理機(jī)械性能一再出現(xiàn)改變,這種改變主要發(fā)生在表面層上,出現(xiàn)的改變主要是金屬顯微硬度、金相組織以及殘余應(yīng)力的變化。在磨削加工的過(guò)程中,也會(huì)使得工件因?yàn)樗苄砸蛩氐挠绊懚霈F(xiàn)變形的問(wèn)題,切削加工出現(xiàn)的變形問(wèn)題相較于磨削加工來(lái)說(shuō)要輕,這主要是因?yàn)榍邢鳠岬挠绊懀阅ハ骷庸r(shí),表面層的機(jī)械性能改變情況尤為明顯。

  2.4 表面層材料金相組織變化

  受到切削作用的影響,會(huì)使得機(jī)械加工出現(xiàn)塑性變形的問(wèn)題,工件出現(xiàn)扭曲,晶粒之間出現(xiàn)移位,甚至很多的晶粒都出現(xiàn)了破碎的情況。這樣的現(xiàn)象可以提升表面層金屬的強(qiáng)度,被稱作是冷作硬化。可以說(shuō),表面層的金屬硬化在提升的過(guò)程中,金屬的塑性變形阻力會(huì)相應(yīng)加大,這樣雖然可以有效地降低塑性變形的發(fā)生,但是也會(huì)使得金屬的物理性質(zhì)出現(xiàn)一些轉(zhuǎn)變。金屬在經(jīng)歷過(guò)冷硬化之后,通常其高能位就會(huì)嚴(yán)重不穩(wěn),而在一定的情況下,這種不穩(wěn)的狀態(tài)會(huì)慢慢轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定,這一過(guò)程也被稱作是弱化。弱化主要是受到溫度的影響,溫度的高低決定了弱化的大小。在溫度逐漸上升到一定的程度時(shí),就會(huì)使得表層的金屬金相組織出現(xiàn)變化,使表層金屬?gòu)?qiáng)度和硬度降低,并伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生,甚至出現(xiàn)微觀裂紋,這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。

  3 提高加工表面質(zhì)量的措施

  從上述的分析中可以看出,影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素有很多,這些因素概括起來(lái)就是刀具、工件材料、切削條件以及加工方法等。在清楚了解影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的各因素的前提下,就要采取有效的措施來(lái)對(duì)這些因素進(jìn)行合理的解決,從而使得機(jī)械加工表面質(zhì)量可以得到改善。對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)的應(yīng)對(duì)措施主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容:

  3.1 刀具方面

  所應(yīng)用的刀具最好是半徑較大、尖呈現(xiàn)圓弧以及副偏角度較小的修光刀等,這樣的刀具能夠有效地縮小殘留的面積,使得機(jī)械加工表面質(zhì)量得到有效的改善,同時(shí),在對(duì)刀具進(jìn)行選擇時(shí),也需要根據(jù)工件材料的適應(yīng)性來(lái)判斷要采用何種刀具,一定要避免采用磨損嚴(yán)重的刀具,最好是采用完整性較好、表面平整并較為鋒利的刀具,應(yīng)用這樣的刀具可以使得機(jī)械表面保持平滑,有效地降低了表面粗糙情況的出現(xiàn)。

  3.2 工件材料方面

  機(jī)械加工表面質(zhì)量受到工件材料的影響較為嚴(yán)重,而在工件材料中,主要影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素就是材料本身所具有的塑性以及金相組織兩種。通常塑性較大的材料,如低合金鋼材料等,都要經(jīng)過(guò)正火鍛造處理,將材料的塑性盡可能降低之后,才能夠進(jìn)行切削加工,這樣才能夠使得材料的表面保持光滑和平整。另外,要合理地根據(jù)加工的具體條件來(lái)選擇適宜的工件材料金相組織,控制了這兩種因素,就可以使得機(jī)械加工表面質(zhì)量得到最大限度的改善。

  3.3 切削條件方面

  針對(duì)塑性材料,采用高速切削處理,可以有效地減少積屑瘤的產(chǎn)生,也可以減少進(jìn)給量,高速切屑會(huì)使得工藝系統(tǒng)的剛度有效提升,機(jī)床的穩(wěn)定性也會(huì)得到進(jìn)一步的保障,這樣就能夠使得機(jī)械加工順利進(jìn)行。

  3.4 加工方法方面

  在提高加工表面質(zhì)量的過(guò)程中,需要采用合理的加工方法,盡可能地采用精度以及密度較高的加工方法,并盡可能地減少?gòu)较蜻M(jìn)給量,而在砂輪的選擇上,則要求選擇進(jìn)給速度較快的砂輪,而應(yīng)用的工件也要盡可能地選擇速度較慢的工件,可利用細(xì)粒度的砂輪來(lái)對(duì)工件表面進(jìn)行加工處理,使得加工表面質(zhì)量可以得到改善。

  針對(duì)砂輪表面要進(jìn)行全面的打磨,使得砂輪的表面保持光滑,保障砂輪上的磨粒具有較好的韌性,這樣就可以使得磨削的效果得到最大限度的凸顯,同時(shí)要在對(duì)砂輪進(jìn)行打磨的時(shí)候,適當(dāng)?shù)卦谏拜喩贤磕ㄒ粚幽ハ饕,這樣就可以保障砂輪表面的平滑,將這些砂輪應(yīng)用到實(shí)際的加工,就會(huì)使得機(jī)械零件的表面質(zhì)量得到有效的提升,從而保障了生產(chǎn)應(yīng)用的年限以及可靠性。

  4 結(jié)語(yǔ)

  綜上所述,雖然機(jī)械加工在社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中不斷完善,但是在加工的過(guò)程中,還是會(huì)受到各種因素的影響,從而造成機(jī)械加工表面質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn),針對(duì)這些影響因素,需要進(jìn)行全面的分析,在分析的基礎(chǔ)上采取有效的應(yīng)對(duì)措施,來(lái)對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量進(jìn)行改善,同時(shí)要合理地應(yīng)用一些先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,保障加工的有效性,使得機(jī)械加工表面質(zhì)量可以得到最大限度的提高。

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