影响机械加工表面质量的因素与应对措施

2015-03-20雷鸣雨大庆钻探钻井二公司生产服务分公司野营房制造厂黑龙江大庆163000

中国新技术新产品 2015年5期

关键词：表面质量机械加工改进措施

雷鸣雨（大庆钻探钻井二公司生产服务分公司野营房制造厂，黑龙江大庆 163000）

影响机械加工表面质量的因素与应对措施

雷鸣雨
（大庆钻探钻井二公司生产服务分公司野营房制造厂，黑龙江大庆 163000）

摘要：影响机械加工表面质量的因素有很多，如果想要提高机械的性能，就必须要对机械加工表面质量的因素进行仔细的归纳和研究，这样才能采取更加有效的措施对其进行处理。

关键词：机械加工；表面质量；改进措施

通常我们所说的机械加工表面质量就是指零件在机械加工之后表面的不平整度，通常我们也将其称为粗糙度，构件加工后的表面质量直接会影响到构件的质量和性能，产品的可靠性和使用寿命在很大程度上都受到了产品表面质量的影响，所以对机械加工表面质量的影响因素进行研究，并采取有效的措施对其进行改进和控制也有着非常强的现实意义。

1 影响机械加工表面质量的因素

1.1 切削加工

刀具在做进给运动的时候会在加工工件的表面留下非常明显的切削残留面积，这种形状和刀具的几何形状是完全相同的，在加工的过程中，增大刀尖的圆弧半径，减小主偏角的度数都能非常有效的较小残留的面积，还可以选择适当的增加刀的前角，也可以很好的降低其在切削过程中出现的塑性变形，定期要给刀具涂抹润滑液，同时还要对其进行磨研处理也可以十分有效的减少切削过程中的塑性形变，它也是有效降低刀具粗糙程度的有效途径。

还有很多的物理因素对机械实际运行的性能产生重大的影响，在进行切削加工的过程中会受到切削力和切削热的影响，这也使得整个表层的金属在物理性能方面都会产生非常明显的变化，最主要的变化就是表面的金属出现了非常明显的硬化现象，这也会使得组织发生很大的变化，产生了大量的残余应力，在磨削加工的过程中也会产生非常严重的塑性变形，在加工的过程中这些物理机械的性能也会产生非常大的变化。

1.2 表面层冷作硬化

影响冷作硬化的因素也是多种多样的，切削钝圆的半径大小也会出现变化，增大的几率很大，这样一来其对表面金属的积压作用也就会不断的增强，塑性形变也会在这一过程中加强，冷硬的作用也得到了强化，刀具的后刀面会受到严重的磨损，切削的速度在这一过程中需要不断的增加，刀具对工件作用的时间也就明显的缩短，工件的塑性形变扩展的深度不断的缩小，在切削的深度不断提高了之后，切削热的工件制作速度也明显加快，这样也就使得冷硬的程度也不断的增加。

1.3 表面层材料金相组织变化

如果被磨的工件表面的温度已经超过了相变温度的时候，表层的金属就会在金相组织上产生非常大的转变，这样就会使得工件表面的硬度在很大的程度上受到了负面影响，同时还会产生一定的残余应力，甚至在工件的表面还会出现裂纹，通常我们将这种现象称之为磨削烧伤，淬火烧伤主要有三种，第一种是回火烧伤，一种是淬火烧伤，一种是退火烧伤。针对这三种烧伤现象可，可以采取以下方式进行改进。首先是减少磨削过程中的热量，一种是对冷却的条件进行调整，使其达到良好的状态，这样就可以减少进入工件的热量，砂轮的选择也是非常重要的，所以要选择质量好的砂轮。

1.4 表面残余应力

表面残余应力产生的原因有很多，首先是切削的时候在加工表面金属的内部发生了塑性形变，这样就会使得表面金属的比容加大，这种情况会受到内层金属的组织，所以在操作的过程中也非常容易出现残余应力。其次是切削金属的过程中切削的区域会产生非常多的热量，再次是不同的金相组织在密度上也是不同的，所以在比容方面也会存在非常大的差异，表层金属在这一因素发生变化的时候会受到内层金属的阻隔，这样也就会产生大量的残余应力。

2 提高加工表面质量的措施

2.1 刀具方面

为了能够有效的减少残留的面积，在选择刀具的过程中应该选择刀尖圆弧相对比较大的刀具，同时最好也要保持适当的修光刃，在选择的时候还应该充分的保证工件材料和刀具的材料具有良好的适应性，这样也就可以有效的避免刀具出现严重的损伤，这些方法和手段对降低表面的粗糙度都有着十分积极的作用。

2.2 工件材料方面

工件材料的所有性质当中，对表面粗糙度影响比较大的有两个因素，一个是材料的塑性，一个是材料的金相组织。对于一些塑性相对较大的材料，应该对其进行正火处理，这种处理方式可以很好的降低材料自身的塑性，切削加工之后也可以得到相对比较满意的粗糙度，工件也可以具备很好的金相组织。

2.3 切削条件方面

如果切削的速度非常快，在切削塑性材料的时候就可以很好的降低屑流出现的几率，同时还可以适当的降低给进量，对整个工艺系统的刚度和强度进行改进和完善，这对保证加工金属表面质量的提升也有着十分重要的意义。

2.4 加工方法方面

在加工的时候应该选择精密的或者是超精密的加工，同时还要选择一个较小的进给量，同时还要对砂轮的速度和轴向的进给速度进行严格的控制，采用粗度相对较小的砂轮，在工作表面经过了相应的处理之后，就可以让砂轮在运行的时候更加的锋利，消磨加工的质量也会在这一过程中得到明显的提升，同时它还可以有效的降低加工件表面的粗糙度。

2.5 其他方面

对加工表面变形能够有效的得到控制，残余应力的增加也会影响达到加工表面的质量，对刀具的几何形状要进行严格的控制，尽量减少切削刃刃口的长度，在使用刀具的过程中，应该注意刀具磨损的宽度合理的选择切削的实际用量，同时还应该控制给进的速度，在加工的过程中要对刀具的运转状态予以严格的控制。

如果零件的表面出现了残余应力的时候，工人的劳动强度也会非常大的得到下降，尤其是在应力相对集中的或者是有容易造成腐蚀的物质，这种构件就更容易受到不良的影响，但是很多因素都会导致残余应力的发生，所以在实际的生产加工过程中，一定要对这些因素进行详细的分析和控制，这样才能更好的提高表面的平整度和强度。