论影响机械加工表面质量的因素及采取的措施分析研究 机械制造专业

试论作用机械加工表层质量的因素及采取的措施摘要：在机械加工中，有很多因素作用工件表层质量，如何让工件的表层质量达到要求，如何削弱各因素对工件表层质量的作用，就成为加工前必须考虑的问题，通过对作用机械加工表层质量的因素进行分析，并提出提高工件表层质量的措施。关键词：机械加工表层质量作用因素目录前言…………………………41.作用机械加工表层质量的因素…………41.1耐磨性对表层质量的作用……………41.2疲劳强度对表层质量的作用…………41.3耐蚀性对表层质量的作用……………42．作用加工表层不细致度的工艺因素及控制措施………4

2.1切削加工………………4

2.1.1

.刀具的几何参数、材料和刃磨质量…………42.1.2切削条件…………5

2.1.3工艺系统的精度和刚度…………52.2磨削加工………………5

2.2.1砂轮………………5

2.2.2磨削用量…………5

2.3削弱机械加工表层不细致度的加工方法……………52.3.1超精密切削………………………5

2.3.2超精加工…………52.3.3珩磨………………6

2.3.4研磨………………63.作用加工表层层物理机械性可以的因素………………63.1

作用零件表层层物理力学性可以的工艺因素及控制措施………6

3.1.1.表层层的加工硬化………………6

3.1.2.表层残余应力……………………6

3.1.3.表层层的金相组织变化——磨削烧伤…………63.2作用磨削烧伤的因素………………6

3.2.1磨削用量…………63.2.2砂轮特性…………63.2.3冷却方法…………64.作用机械加工精度的主要因素…………74.1加工原理偏差…………74.2刀具、夹具的制造偏差及磨损………74.3工艺系统受热变形引起的偏差………75.机械加工表层质量对零件让用性可以的作用…………75.1表层质量对耐磨性的作用……………7

5.2表层质量对零件疲劳强度的作用……………………75.3表层质量对配合性质的作用…………86．提高机械加工精度的渠道………………86.1减少原始偏差………………………86.2均分原始偏差………………………87．提高机械加工工件表层质量的措施………8制定合理的工艺规程……………………88．结论…………………………89．参考文献…………………9前言机器由机械零件装配而成，机器的失效是个别零件的失效造成的，其根本原因是零件丧失了其应具备的让用性可以。而研究和生产实践表明，零件的失效大都从表层开始，零件表层质量的高低是决定其让用性可以好坏的重要因素。因此，正确地理解零件表层质量内涵，分析机械加工过程中作用加工表层质量的各种工艺。因素，改善表层质量、提高产品让用性可以具有重要的意义。1.作用机械加工表层质量的因素1.1耐磨性对表层质量的作用刚完善好的零件的两个相互表层之间，开始步骤在表层不光滑的峰部处，真实触碰面积比理论触碰面积小很多。在触碰的地方有很大的单位应力，让其真实触碰面积处发生塑性变形、弹性变形，形成特别大的破坏。1.2疲劳强度对表层质量的作用在交变载荷的作用下，表层不细致的凹谷地方可以很常引发应力集中，形成疲劳纹。残存应力对零件疲劳强度的作用非常强。表层残存拉应力可以让疲劳裂纹扩张，加快疲劳损害;但表层残余应力可以防止疲劳裂纹的扩张，减慢疲劳损害的发展。1.3耐蚀性对表层质量的作用零件的耐蚀性在相对大的程度上取决于表层不细致度。表层的残余拉应力会发展成应力腐蚀开裂，削弱零件的耐磨性，而残余压应力却可以防止应力腐蚀开裂。2

.作用加工表层不细致度的工艺因素及控制措施

2.1切削加工2.1.1

.刀具的几何参数、材料、刃磨质量

刀具的几何参数中对表层不细致度作用相对大的主要是副偏角、主偏角、刀尖圆弧半径。在一定的条件下，缩小副偏角、主偏角、刀尖圆弧半径都可以削弱表层不细致度。此外，刀具的前、后刀面、切削刃自身的不细致度直接作用加工表层的不细致度，所以，提升刀具的刃磨质量，让刀具上下刀面、切削刃的不细致度值必小于工件的不细致度值。

2.1.2切削条件市场

相对切削条件关联的工艺因素，可以分为切削用量、冷却润滑情况。恰当选用切削液，对工件可以作用到冷却、润滑，减少被加工材料的变形、摩擦，削弱切削区温度，压制积屑瘤、鳞刺的生成，是削弱表层不细致度值有用渠道。

2.1.3工艺系统的精度及刚度

要想获得相对削弱的表层不细致度，要求工艺系统拥有充足的运动精度和刚度。

2.2磨削加工

2.2.1砂轮

1）

粒度磨粒越细，单位面积上磨粒数越多。然而磨粒过细，砂轮就容易堵塞，磨削性可以削弱，磨削力、磨削温度削弱，反而提升表层不细致度，甚至发生烧伤情况。

2）

硬度砂轮的硬度要恰当，太软，磨粒容易掉落，让不细致度提高；太硬，磨钝了的磨粒又不容易掉落，堵塞砂轮，提升工件的塑性变形，也会让工件表层变不细致。

2.2.2磨削用量

1）加强砂轮转速，可以够削弱表层不细致度。

2）提升工件转速，塑性变形提升，表层不细致度值也提升。

3）若工件的材料硬度太强，磨粒容易磨钝，不易增强表层质量；若工件的塑性、韧性很大，变形大，容易堵塞砂轮，也不会拥有比很小表层不细致度值。

2.3削弱机械加工表层不细致度的加工方法

2.3.1超精加工

超精加工是一种由切削过程过渡到摩擦抛光过程的加工方法，可以获取比很高加工表层不细致度（Ra=0.01~0.1um）。

2.3.2珩磨

珩磨是利用珩磨工具（细粒度油石或油条）对工件表层施加一定的力量，同时作相对旋转和往复直线运动，切削工件上极小余量精加工方法。2.3.3研磨

研磨是用研磨工具（研棒或研套）和研磨剂从工件表层去一样极薄金属的精加工方法，可以得到比很高的表层质量和加工精度。2.3.4抛光

抛光加工是用涂敷有抛光膏的布轮、皮轮等软性工具，利用机械、化学或电化学作用剔除工件表层微观不平处的峰顶，以获得光亮、平整表层的加工方法。作用加工表层层物理机械性可以的因素3.1

作用零件表层层物理力学性可以的工艺因素

机械加工过程，在切削力和切削热的作用下，工件表层相对深度内的表层沿径向形成剪切滑移，晶格扭曲，晶粒拉长并纤维化，金相组织形成变化，导致材料物理、机械性可以不同于基体材料，形成变质层，进而作用零件表层质量。3.2作用磨削烧伤的因素：

3.2.1磨削用量当磨削深度变强时，工件表层的温度则显著提升，容易诱发烧伤，所以磨削深度不可以太大；同时增强工件转速、砂轮转速，既可以够削弱工件表层烧伤，又可以够增加生产率；提升工件的纵向进给速度，磨削区表层温度削弱，烧伤减弱，为了弥补纵向进给速度提升而导致表层不细致度值提升，可采用很宽砂轮进行磨削加工。

3.2.2砂轮特性为了削弱磨削区温度，减少烧伤，应采取硬度很软、组织疏松、粗粒度、结合剂弹性好的砂轮。

3.2.3冷却方法采取切削液可以准确的削弱切削区温度，可以避免烧伤。现在，通用地冷却方法效果比很差，事实上没有多少切削液进去磨削区，相比最可靠的冷却方法有内冷却、高压大流量冷却法、喷雾冷却润滑法、浸油砂轮等。4.作用机械加工精度的主要原因4.1加工原理偏差加工过程因为选取了相似的加工方法,相似的传动或相似的刀具轮廓而形成的加工偏差。4.2刀具、夹具的制造偏差及磨损刀具偏差对其加工精度的作用随刀具的品类差异所以差异。普通刀具的制造偏差,对加工精度不会有作用;夹具的制造偏差是定位偏差、夹紧偏差、夹具的安装偏差、确立偏差、分度偏差、夹具的磨损构成。夹具的磨损会形成工件的定位偏差。4.3工艺系统受热变形引起的偏差机械加工过程当中,工艺系统在很多热源的作用下形成不同程度的热变形。因为工艺系统热源布局的不匀称性和各环节结构、材料的不同,让工艺系统很多部分的变形形成差异,进而损害了刀具和工件的精确位置和运动关系,形成加工偏差。尤其是精密加工,热变形引起的加工偏差占总加工偏差的百分之四十～百分之七十。尽管在切削加工中传入刀具的热量只有百分之三至百分之五,但是因为刀具的尺寸和热容量小,有很高的温升,所以引起刀具的热伸长并有加工偏差。粗加工时刀具的热变形对加工精度的作用可忽略不计;对于加工要求很高的零件,刀具的热变形对加工精度作用很大,让加工表层形成形状偏差。例如用高速钢刀具车削时,刃部的温度高达七百摄氏度～八百摄氏度,刀具热伸长量可以至零点零三毫米～零点零五毫米。5.机械加工表层质量对零件让用性可以的作用

在机械加工中，零件加工表层形成微观不平、残余应力各种不足，虽只在零件极薄的表层层中，但非常大作用着机械零件的精度、耐磨性、配合性、抗腐蚀性、疲劳强度等，然后继续作用机械的让用性可以和让用寿命。

5.1表层质量对耐磨性的作用零件的耐磨性不只和材料、润滑条件有联系，而且还和零件的表层质量有关。因此，并不是表层不细致度值越小越耐磨，表层不细致度和初期磨损量有一个最佳值。

5.2表层质量对零件疲劳强度的作用

在交变载荷作用下，零件表层微观不平、划痕等都会引起应力集中而形成疲劳裂纹造成零件的疲劳破坏。实验表明，可以承受交变载荷的零件，削弱比很简单形成应力集中部位的表层不细致度，可以很好提升零件的疲劳强度。表层的加工硬化可以阻碍疲劳裂纹的出现，然而硬化程度过大反而会削弱疲劳强度。

5.3表层质量对配合性质的作用

对于间隙配合，如表层不细致，会让配合表层快速磨损而提升配合间隙，削弱配合精度，尤其对液压系统、气压系统的元件，会让泄露量提升，使得机器不可以正常工作；相很于过盈配合而言，假如表层不细致度值过大，装配时配合表层的波峰会被挤平，削弱了实际过盈量，削弱了配合件的连接强度，进而作用了配合的可靠性。所以，可以配合要求的表层平常都要求有适当小的表层不细致度，要求越高，要求的表层不细致度值越小。6.提高机械加工精度的渠道6.1减少原始偏差它在查明形成加工偏差的主要因素之后，想办法加强或削弱这些因素。比如细长轴的车削，采用了大走刀反向车削法，基本完全消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若再辅之以弹簧顶尖，则可以更好消除热变形引起的热伸长。6.2均分原始偏差在加工中，因为毛坯或者上道工序偏差的存在，往往产生这个工序的加工偏差，或者因为工件材料性可以改变，及其上道工序工艺改变，导致原始偏差发生很大的变化，这样原始偏差的变化，对本工序的作用主要有以下两种情况：偏差复映，引起本工序偏差;定位偏差扩大，引起本工序偏差。解决这个难题，最好的方法是采取分组调整均分偏差的方法。