毕业论文影响机械加工表面质量的因素与采取的措施方案.doc

《毕业论文影响机械加工表面质量的因素与采取的措施方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文影响机械加工表面质量的因素与采取的措施方案.doc（24页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、目录摘要4关键词41.概 述51.1基本概念51.1.1加工表面质量51.1.2机械加工61.1.3表面冷作硬化62.1加工过程对表面质量的影响72.1.1工艺系统的振动对表面质量的影响72.1.2刀具几何参数、材料和刃磨质量对表面质量的影响82.1.3工件材料对表面质量的影响92.1.4切削条件对表面质量的影响92.1.5磨削加工对表面质量的影响102.1.6工件表面物理机械性能对表面质量的影响112.2使用过程中影响表面质量的因素142.2.1耐磨性对表面质量的影响142.2.2疲劳强度对表面质量的影响142.2.3耐蚀性对表面质量的影响143机械加工表面质量对零件使用性能的影响153.1

2、表面质量对零件耐磨性的影响153.2表面质量对零件疲劳强度的影响153.3表面质量对零件耐腐蚀性能的影响163.4表面质量对零件间配合性质的影响163.5表面质量对零件其他性能的影响164.提高机械加工表面质量的措施175结论196参考文献207致21摘要：机械零件的加工质量 , 除加工精度外, 表面质量也是极其重要的一个方面。此论文介绍了机械加工表面质量的含义及其对机器使用性能的影响,探讨了影响表面粗糙度的因素和影响加工表面层物理机械性能的因素,目的就是为了掌握机械加工中各个工艺对加工表面质量影响的规律,以便利用这些规律来控制加工过程,最终达到改善产品质量增强产品使用性能的目的。关键词：机械

3、加工 表面质量 影响因素1.概 述1.1基本概念1.1.1加工表面质量加工表面质量：机械零件在加工后的表面层状态。其加工后的表面质量直接影响被加工工件的物理、化学及力学性能。加工表面质量应包括：1加工表面粗糙度。是指加工表面的较小间距和微小峰谷的微观几何形状误差。它主要是由于切削加工过程中的刀痕、分离时的塑性变形、刀具与被加工表面的摩擦、工艺系统的高频振动等原因造成的。2表面层的物理机械性能变化。表面层的材料在加工时,物理机械性能变化主要有以下三个方面的容：表面层的冷作硬化。工件在机械加工过程中,表面层金属产生强烈的塑性变化,使表层的强度和硬度都有所提高,这种现象称表面冷作硬化；表面层残余应力

4、。在切削加工过程中,由于切削变形和切削热的影响,在加工表面会产生残余应力,如果残余应力超过材料的屈服强度,就会产生表面裂纹,表面的微观裂纹将给零件带来严重的隐患；表面层金相组织的变化工件表面经磨削精加工时,磨削产生的高温,一般可达8001000 ,高的磨削温度会烧坏工作表面,使淬火钢件表面退火,引起表层金属发生相变,将大大降低表面层的物理机械性能。3表面波度。它是介于形状误差和表面粗糙度之间的周期性几何形状误差。它主要由加工过程中工艺系统的低频振动引起的。4纹理方向。是指表面刀纹的方向,它取决于表面形成过程中所采取的机械加工方法。1.1.2机械加工机械加工：广意的机械加工就是凡能用机械手段制造

5、产品的过程；狭意的是用车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。1.1.3表面冷作硬化冷作硬化：机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形,使晶格扭曲、畸变,晶粒间产生剪切滑移,晶粒被拉长和纤维化,甚至破碎,这些都会使表面层金属的硬度和强度提高,这种现象称为冷作硬化或称为强化。2.影响工件表面质量的因素2.1加工过程对表面质量的影响2.1.1工艺系统的振动对表面质量的影响在机械加工过程中工艺系统有时会发生振动,即在刀具的切削刃与工件上正在切削的表面之间除了名义上的切削运动之外,还会出现一种周期性的相对运动。振动使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏,使加工表面出现振纹

6、,增大表面粗糙度值,恶化加工表面质量。机械振动的类型分为自由振动 、受迫振动和自激振动三类。自由振动占比重很小,它往往是由切削力的忽然变化或者其他外界力的冲击等原因所引起的,这种振动一般可以迅速衰减,所以对机械加工过程的影响较小。而受迫振动和自激振动都是不能自然衰减而且危害较大的振动。 1、受迫振动 1受迫振动产生的原因。受迫振动是由于系统在周期性的激振力干扰力持续作用下所产生的振动。周期性的激振力可以是系统外部和部振源所引起的。例如,系统外部周期性的激振力有 ：系统附近其他机床和机器的振动,通过地基传给正在进行加工的机床 激起工艺系统的振动。系统部周期性的激振力有：高速回转零件如砂轮、齿轮质

7、量不平衡引起的离心力,往复运动部件的惯性力和断续切削如铣削的冲击力等引起的振动。 2受迫振动的特性。受迫振动的稳态过程是简谐振动。当交变激振力消除后, 振动就停止。受迫振动的振动频率与外界激振力的频率相同,而与系统的固有频率无关。受迫振动的幅值既与激振力的幅值有关,又与工艺系统的动态特性有关。 2、自激振动。自激振动产生的原因。切削加工时,在没有周期性外力作用的情况下,有时刀具与工件之间也可能产生强烈的相对振动,并在工件的加工表面上残留下明显的、有规律的振纹,这种由振动系统本身产生的交变力激发和维持的振动称为自激振动,也称为颤振。关于切削过程中产生颤振的原因,由于机理复杂虽然各国学者进行了长期

8、的研究,也取得不少成果,但至今尚无一种理论能解释各种情况下产生颤振的原理。比较具有代表性的学说有：负摩擦激振学说,再生颤振学说和坐标联系学说又称振型偶合颤振原理等。自激振动的特性。颤振也是一种不衰减的振动,但只要切削加工一旦停止,颤振立刻就随之消失,这也是区别颤振和受迫振动的标志之一。颤振的频率等于或接近系统的固有频率。颤振能否产生和维持取决于每个振动周期输入和消耗的能量。2.1.2刀具几何参数、材料和刃磨质量对表面质量的影响 1、刀具几何参数 刀具的几何参数中对表面粗糙度影响最大主要是主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径。刀类圆弧半径r、主偏角 K和副偏角k均影响残留面积的大小。减小主偏角,刀具强度

9、高、散热条件好,特别是使残留面积高度Rmax减小,表面粗糙度值小。增大主偏角,使背向力减小,易于断屑。过小的副偏角,会增加副后刀面与已加工表面间的摩擦,引起振动,使表面粗糙度差,所以应该在不影响摩擦和振动的条件下,应选取较小的副偏角。 2、刀具材料 在切削条件相同时,刀具材料硬度越高,表面粗糙度值越小。立方氮化硼或金刚石刀具切削所获表面粗糙度值小于硬质合金刀具,而硬质合金刀具所获的表面粗糙度值又小于高速钢刀具。 3、刃磨质量 实践表明, 在切削条件相同时,硬质合金刀具加工的表面粗糙度值低于高速钢刀具,而金刚石、立方氮化硼刀具又优于硬质合金,但由于金刚石与铁族材料亲和力大,故不宜用来加工铁族材料

10、。用金钢石车刀加工因不易形成积屑瘤, 故可获得粗糙度很低的表面。在同样条件下,另外,刀具的前、后刀面、切削刃本身的粗糙度直接影响加工表面的粗糙度,因此,提高刀具的刃磨质量,使刀具前后刀面、切削刃的粗糙度值应低于工件的粗糙度值的12级。2.1.3工件材料对表面质量的影响工件材料的性质,加工塑性材料时,由刀具对金属的挤压产生了塑性变形,加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。工件材料韧性越好,金属的塑性变形越大,加工表面就愈越粗糙。加工脆性材料时其切屑呈碎粒状,由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点,使表面粗糙。一般韧性较大的塑性材料,加工后表面粗糙度较大,而韧性较小的塑性材料,

11、加工后易得到较小的表面粗糙度。对于同种材料,其晶粒组织越大,加工表面粗糙度越大。因此,为了减小加工表面粗糙度,常在切削加工前对材料进行调质或正火处理,以获得均匀细密的晶粒组织和较高的硬度。2.1.4切削条件对表面质量的影响与切削条件有关的工艺因素,包括切削用量、冷却润滑情况、切削速度等。 1、切削用量 切削用量包括被吃刀量、进给量和主切削速度三要素。切削用量中对切削力影响最大的是被吃刀量ap,其次是进给量,主切削速度c的影响最小。背吃刀量ap增大1倍时,切削力Fc也增大1倍。进给量增大1倍时,切削力Fc增大0.70.8倍。切削速度c对切削力影响较小,如当切削速度从50m/min增加到500m/

12、min时,切削力减少约40。中、低速加工塑性材料时,容易产生积屑瘤和鳞刺,所以,提高切削速度,可以减少积屑瘤和鳞刺,减小零件已加工表面粗糙度值；对于脆性材料,一般不会形成积屑瘤和鳞刺,所以,切削速度对表面粗糙度基本上无影响。进给速度增大,塑性变形也增大,表面粗糙度值增大,所以,减小进给速度可以减小表面粗糙度值,但是,进给量减小到一定值时,粗糙度值不会明显下降。 2、切削液 合理选用切削液,可以减少塑性变形和刀具与工件之间的摩擦,可使切削力比不用切削液时降低1015。切削液的合理选用对于高速钢刀具更有实际意义,而硬质合金刀具和瓷刀具由于对热裂敏感,一般不加切削液。切削液的冷却和润滑作用能减小切削

13、过程中的界面摩擦,降低切削区温度,使切削层金属表面的塑性变形程度下降,抑制积屑瘤和鳞刺的产生,在生产中对于不同材料合理选用切削液可大大减小工件表面粗糙度。 3、正常切削条件下,切削深度对表面粗糙度影响不大,因此,机械加工时不能选用过小的切削深度。 4、切削速度 一般在粗加工选用低速车削,精加工选用高速车削可以减小表面粗糙度。在中速切削塑性材料时,由于容易产生积屑瘤,且塑性变形较大,因此加工后零件表面粗糙度较大。通常采用低速或高速切削塑性材料,可有效地避免积屑瘤的产生,这对减小表而粗糙度有积极作用。2.1.5磨削加工对表面质量的影响 1、砂轮的影响 砂轮的粒度 砂轮的粒度越细,单位面积上的磨粒数

14、越多,在磨削表面的刻痕越细,表面粗糙度越小；但若粒度太细,加工时砂轮易被堵塞反而会使表面粗糙度增大,还容易产生波纹和引起烧伤。砂轮的硬度 砂轮的硬度应大小合适,其半钝化期愈长愈好；砂轮的硬度太高,磨削时磨粒不易脱落,使加工表面受到的摩擦、挤压作用加剧,从而增加了塑性变形,使得表面粗糙度增大,还易引起烧伤；但砂轮太软,磨粒太易脱落,会使磨削作用减弱,导致表面粗糙度增加,所以要选择合适的砂轮硬度。砂轮的修整 砂轮的修整质量越高,砂轮表面的切削微刃数越多、各切削微刃的等高性越好,磨削表面的粗糙度越小。砂轮组织 紧密组织中的磨粒比例大,气孔小,在形成磨削和精密磨削时,能获得较小的表面粗糙度值。疏松组织

15、的砂轮不易堵塞,适于磨削软金属、非金属软材料和热敏性材料磁钢、不锈钢、耐热钢等,可获得较小的表面粗糙度值。一般情况下,应选用中等组织的砂轮。砂轮材料 砂轮材料选择适当,可获得满意的表面粗糙度值。氧化物刚玉砂轮适用于磨削钢类零件；碳化物碳化硅、碳化硼砂轮适用于磨削铸铁、硬质合金等材料；用高硬磨料人造金刚石、立方氮化硼砂轮磨削可获得很小的表面粗糙度值,但加工成本较高。 2、磨削速度的影响 增大砂轮速度,单位时间通过加工表面的磨粒数增多,每颗磨粒磨去的金属厚度减少,工件表面的残留面积减少；同时提高砂轮速度还能减少工件材料的塑性变形,这些都可使加工表面的表面粗糙度值降低。降低工件速度,单位时间通过加工

16、表面的磨粒数增多,表面粗糙度值减小；但工件速度太低,工件与砂轮的接触时间长,传到工件上的热量增多,反面会增大粗糙度,还可能增加表面烧伤。增大磨削深度和纵向进给量,工件的塑性变形增大,会导致表面粗糙度值增大。径向进给量增加,磨削过程中磨削力和磨削温度都会增加,磨削表面塑性变形程度增大,从而会增大表面粗糙度值。 为在保证加工质量的前提下提高磨削效率,可将要求较高的表面的粗磨和精磨分开进行,粗磨时采用较大的径向进给量,精磨时采用较小的径向进给量,最后进行无进给磨削,以获得表面粗糙度值很小的表面。3、切削液的合理使用 由于磨削温度高,合理使用切削液既可以降低磨削区的温度,减少烧伤,还可以冲去脱落的磨粒

17、和切屑,避免划伤工件,从而降低表面粗糙度值。2.1.6工件表面物理机械性能对表面质量的影响 1、表面层冷作硬化。切削刃钝圆半径增大,对表层金属的挤压作用增强,塑性变形加剧,导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大,后刀面与被加工表面的摩擦加剧,塑性变形增大,导致冷硬增强。切削速度增大,刀具与工件的作用时间缩短,使塑性变形扩展深度减小,冷硬层深度减小。切削速度增大后,切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了,将使冷硬程度增加。进给量增大,切削力也增大,表层金属的塑性变形加剧,冷硬作用加强。工件材料的塑性愈大,冷硬现象就愈严重。 2、表面层材料金相组织变化。当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后,表层金属

18、的金相组织将会发生变化。 磨削烧伤当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时,表层金属发生金相组织的变化,使表层金属强度和硬度降低,并伴有残余应力产生甚至出现微观裂纹,这种现象称为磨削烧伤。 改善磨削烧伤的途径磨削热是造成磨削烧伤的根源,故改善磨削烧伤由两个途径:一是尽可能地减少磨削热的产生;二是改善冷却条件,尽量使产生的热量少传入工件。正确选择砂轮合理选择切削用量改善冷却条件。 3、表面层残余应力。 产生残余应力的原因:切削时在加工表面金属层有塑性变形发生,使表面金属的比容加大;切削加工中,切削区会有大量的切削热产生;不同金相组织具有不同的密度,亦具有不同的比容的变化必然要受到与相连的基体金属的

19、阻碍,因而就有残余应力产生。 工件主要工作表面最终工序加工方法的选择。选择零件主要工作表面最终工序加工方法,须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的损坏形式。在交变载荷作用下,机器零件表面上的局部微观裂纹,会因拉应力的作用使原生裂纹扩大,最后导致零件断裂。从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑,该表面最终工序应选择能在该表面产生残余压应力的加工方法。在切削加工过程中,刀具对工件的挤压和摩擦使金属材料发生塑性变形,引起原有的残留面积扭曲或沟纹加深,增大表面粗糙度。当采用中等或中等偏低的切削速度切削塑性材料时,在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤,它可以代替刀具进行切削,但状态极不稳定,积屑瘤生成、

20、长大和脱落将严重影响加工表面的表面粗糙度值。另外,在切削过程中由于切屑和前刀面的强烈摩擦作用以及撕裂现象,还可能在加工表面上产生鳞刺,使加工表面的粗糙度增加。 4、磨削表面层金相组织变化磨削烧伤 1磨削表面层金相组织变化与磨削烧伤机械加工过程中产生的切削热会使得工件的加工表面产生剧烈的温升,当温度超过工件材料金相组织变化的临界温度时,将发生金相组织转变。在磨削加工中,由于多数磨粒为负前角切削,磨削温度很高,产生的热量远远高于切削时的热量,而且磨削热有6080%传给工件,所以极容易出现金相组织的转变,使得表面层金属的硬度和强度下降,产生残余应力甚至引起显微裂纹,这种现象称为磨削烧伤。产生磨削烧伤

21、时,加工表面常会出现黄、褐、紫、青等烧伤色,这是磨削表面在瞬时高温下的氧化下膜颜色。不同的烧伤色,表明工件表面受到的烧伤程度不同。磨削淬火钢时,工件表面层由于受到瞬时高温的作用,将可能产生以下三种金相组织变化：如果磨削表面层温度未超过相变温度,但超过了马氏体的转变温度,这时马氏体将转变成为硬度较低的回火索氏体或索氏体,这叫回火烧伤；如果磨削表面层温度超过相变温度,则马氏体转变为奥氏体,这时若无切削液,则磨削表面硬度急剧下降,表层被退火,这种现象称为退火烧伤。干磨时很容易产生这种现象。如果磨削表面层温度超过相变温度,但有充分的切削液对其进行冷却,则磨削表面层将急冷形成二次淬火马氏体,硬度比回火马

22、氏体高,不过该表面层很薄,只有几微米厚,其下为硬度较低的回火索氏体和索氏体,使表面层总的硬度仍然降低,称为淬火烧伤。 2磨削烧伤的改善措施影响磨削烧伤的因素主要是磨削用量、砂轮、工件材料和冷却条件。由于磨削热是造成磨削烧伤的根本原因,因此要避免磨削烧伤,就应尽可能减少磨削时产生的热量及尽量减少传入工件的热量。具体可采用下列措施：合理选择磨削用量不能采用太大的磨削深度,因为当磨削深度增加时,工件的塑性变形会随之增加,工件表面及里层的温度都将升高,烧伤亦会增加；工件速度增加,磨削区表面温度会增高,但由于热作用时间减少,因而可减轻烧伤；工件材料工件材料对磨削区温度的影响主要取决于它的硬度、强度、韧性

23、和热导率。工件材料硬度、强度越高,韧性越大,磨削时耗功越多,产生的热量越多,越易产生烧伤；导热性较差的材料,在磨削时也容易出现烧伤；砂轮的选择硬度太高的砂轮,钝化后的磨粒不易脱落,容易产生烧伤,因此用软砂轮较好；选用粗粒度砂轮磨削,砂轮不易被磨削堵塞,可减少烧伤；结合剂对磨削烧伤也有很大影响,树脂结合剂比瓷结合剂容易产生烧伤,橡胶结合剂比树脂结合剂更易产生烧伤；冷却条件为降低磨削区的温度,在磨削时广泛采用切削液冷却。为了使切削液能喷注到工件表面上,通常增加切削液的流量和压力并采用特殊喷嘴,并在砂轮上安装带有空气挡板的切削液喷嘴,这样既可加强冷却作用,又能减轻高速旋转砂轮表面的高压附着作用,使切

24、削液顺利地喷注到磨削区。此外,还可采用多孔砂轮、冷却砂轮和浸油砂轮,切削液被引入砂轮的中心腔,由于离心力的作用,切削液再经过砂轮部的孔隙从砂轮四周的边缘甩出,这样切削液即可直接进入磨削区,发挥有效的冷却作用。2.2使用过程中影响表面质量的因素2.2.1耐磨性对表面质量的影响 每个刚加工好的摩檫副的两个接触表面之间,最初阶段在表面粗糙的峰部处,实际接触面积远小于理论接触面积,在相互接触的部位有非常大的单位应力,使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏,引起严重磨损。 2.2.2疲劳强度对表面质量的影响在交变载荷作用,表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中产生疲劳纹。表面粗糙度值愈

25、大,表面的纹痕愈深,纹底半径愈小,抗疲劳破坏的能力就愈差。 2.2.3耐蚀性对表面质量的影响零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大,则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。抗蚀性就愈差。表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂,降低零件的耐磨性,而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。3机械加工表面质量对零件使用性能的影响在机械加工中,零件的加工表面产生微观不平、残余应力等各种缺陷,虽然仅存于零件极薄的表面层中,却严重影响着机械零件的精度、耐磨性、配合性、抗腐蚀性和疲劳强度等,从而进一步影响机械的使用性能和使用寿命。3.1表面质量对零件耐磨性的影响零件的耐磨性是零件的一项重要性能指标,当摩擦副

26、的材料、润滑条件和加工精度确定之后,零件的表面质量对耐磨性将起着关键性的作用。由于零件表面存在着表面粗糙度,当两个零件的表面开始接触时,接触部分集中在其波峰的顶部,因此实际接触面积远远小于名义接触面积,并且表面粗糙度越大,实际接触面积越小。在外力作用下,波峰接触部分将产生很大的压应力。当两个零件作相对运动时,开始阶段由于接触面积小、压应力大,在接触处的波峰会产生较大的弹性变形、塑性变形及剪切变形,波峰很快被磨平,即使有润滑油存在,也会因为接触点处压应力过大,油膜被破坏而形成干摩擦,导致零件接触表面的磨损加剧。当然,并非表面粗糙度越小越好,如果表面粗糙度过小,接触表面间储存润滑油的能力变差,接触

27、表面容易发生分子胶合、咬焊,同样也会造成磨损加剧。表面层的冷作硬化可使表面层的硬度提高,增强表面层的接触刚度,从而降低接触处的弹性、塑性变形,使耐磨性有所提高。但如果硬化程度过大,表面层金属组织会变脆,出现微观裂纹,甚至会使金属表面组织剥落而加剧零件的磨损。3.2表面质量对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对承受交变载荷的零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下,表面粗糙度波谷处容易引起应力集中,产生疲劳裂纹。并且表面粗糙度越大,表面划痕越深,其抗疲劳破坏能力越差。表面层残余压应力对零件的疲劳强度影响也很大。当表面层存在残余压应力时,能延缓疲劳裂纹的产生、扩展,提高零件的疲劳强度；当表面层存在残余拉

28、应力时,零件则容易引起晶间破坏,产生表面裂纹而降低其疲劳强度。表面层的加工硬化对零件的疲劳强度也有影响。适度的加工硬化能阻止已有裂纹的扩展和新裂纹的产生,提高零件的疲劳强度；但加工硬化过于严重会使零件表面组织变脆,容易出现裂纹,从而使疲劳强度降低。3.3表面质量对零件耐腐蚀性能的影响表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响很大。零件表面粗糙度越大,在波谷处越容易积聚腐蚀性介质而使零件发生化学腐蚀和电化学腐蚀。表面层残余压应力对零件的耐腐蚀性能也有影响。残余压应力使表面组织致密,腐蚀性介质不易侵入,有助于提高表面的耐腐蚀能力；残余拉应力的对零件耐腐蚀性能的影响则相反。3.4表面质量对零件间配合性质的影响

29、相配零件间的配合性质是由过盈量或间隙量来决定的。在间隙配合中,如果零件配合表面的粗糙度大,则由于磨损迅速使得配合间隙增大,从而降低了配合质量,影响了配合的稳定性；在过盈配合中,如果表面粗糙度大,则装配时表面波峰被挤平,使得实际有效过盈量减少,降低了配合件的联接强度,影响了配合的可靠性。因此,对有配合要求的表面应规定较小的表面粗糙度值。在过盈配合中,如果表面硬化严重,将可能造成表面层金属与部金属脱落的现象,从而破坏配合性质和配合精度。表面层残余应力会引起零件变形,使零件的形状、尺寸发生改变,因此它也将影响配合性质和配合精度。3.5表面质量对零件其他性能的影响如对间隙密封的液压缸、滑阀来说,减小表

30、面粗糙度Ra可以减少泄漏、提高密封性能；较小的表面粗糙度可使零件具有较高的接触刚度；对于滑动零件,减小表面粗糙度Ra能使摩擦系数降低、运动灵活性增高,减少发热和功率损失；表面层的残余应力会使零件在使用过程中继续变形,失去原有的精度,机器工作性能恶化等。总之,提高加工表面质量,对于保证零件的使用性能、提高零件的使用寿命是十分重要的。4.提高机械加工表面质量的措施随着科学技术的发展,对零件的表面质量的要求已越来越高。为了获得合格零件,保证机器的使用性能,人们一直在研究控制和提高零件表面质量的途径。提高表面质量的工艺途径大致可以分为两类：一类是用低效率、高成本的加工方法,寻求各工艺参数的优化组合,以

31、减小表面粗糙度；另一类是着重改善工件表面的物理力学性能,以提高其表面质量。制订科学合理的工艺规程是保证工件表面质量的基础。科学合理的工艺规程是加工工件的方法依据。只有制订了科学合理的工艺规程,才能为加工工件表面质量满足要求提供科学合理的方法依据,使加工工件表面质量满足要求成为可能。对科学合理的工艺规程的要工艺流程要短,定位要准确,选择定位基准时尽量使定位基准与设计基准重合。合理的选择切削参数是保证加工质量的关键。选择合理的切削参数可以有效抑制积屑瘤的形成,降低理论加工残留面积的高度,保证加工工件的表面质量。切削参数的选择主要包括切削刀具角度的选择、切削速度的选择和切削深度及进给速度的选择等。试

32、验证明,主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径对零件表而粗糙度都有直接影响。在进给量一定的情况下,减小主偏角和副偏角,或增大刀尖圆弧半径,可减小表面粗糙度。另外,适当增大前角和后角,可减小切削变形和前后刀面间的摩擦,抑制积屑瘤的产生也可减小表面粗糙度。比如在加工塑性材料时若选择较大前角的刀具可以有效抑制积屑瘤的形成,这是因为刀具前角增大时,切削力减小,切削变形小,刀具与切屑的接触长度变短,减小了积屑瘤形成的基础。合理的选择切削液是保证加工工件表面质量的必要条件。选择合理的切削液可以改善工件与刀具间的摩擦系数,可降低切削力和切削温度,从而减轻刀具的磨损,以保证工件的加工质量。工件主要工作表面最终工序加工方

33、法的选择至关重要。工件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要,因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。选择零件主要工作表面最终工序加工方法,须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的破坏形式。5也可以在加工过程过改变某些量来提高表面粗糙度。1 在精加工时,应选择较小的进给量f、较小的主偏角kr和副偏角kr、较大的刀尖圆弧半径r,以得到较小的表面粗糙度。2 加工塑性材料时,采用较高的切削速度可防止积屑瘤的产生,减小表面粗糙度。3 根据工件材料、加工要求,合理选择刀具材料,有利于减小表面粗糙度。4 适当的增大刀具前角和刃倾角,提高刀具的刃磨质量,降低刀具前、后刀

34、面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。5对工件材料进行适当的热处理,以细化晶粒,均匀晶粒组织,可减小表面粗糙度。6选择合适的切削液,减小切削过程中的界面摩擦,降低切削区温度,减小切削变形,抑制鳞刺和积屑瘤的产生,可以大大关小表面粗糙度。5结论由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响,因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的,只有了解和掌握影响机械加工表面质量的因素,才能在生产实践中,采取相应的工艺措施,对表面质量根据需要提出比较 经济 适用性的要求,减少零件因表面质量缺陷而

35、引起的加工质量问题,从而提高机械产品的使用性能、寿命和可靠性。6参考文献1寇元哲.影响机械加工表面质量的因素分析J。科技,2007,7.2花国操.互换性与技术测量基础M。：理工大学,1995.3福润.徐鸿本.延林主编机械制造基础M。华中科技大学,2000.4兆铨.周明研.机械制造基础上册M。中国水利水电,2005.5高波.机械制造基础M。理工大学,2006.6于骏一.邹青.机械制造基础M。机械工业,2004.7焦士仲.金属切削原理M。：机械工业,1991.8论文网. 9国先.机械加工技术M。：航空航天大学,2012.8.10焦小明.庆群.机械加工技术M。：机械工业,2005.7.11富成科.机械制造基础M。：人民,1998.12顾崇衔.机械制造工艺学M。：科学技术,1986.13懋圻.机械制造工艺学M。：科学技术,1986.14王启平.机械制造工艺学 M 。: 工业大学, 19 94.15徐灏.新编机械设计手册M。:机械工业,1995.16毛振扬.机械制造工艺学M。:科学技术,1993.17玉皎.机械加工表面质量的影响因素及其对策M。中国科技博览,2009. 18余志娟.机械加工表面质量及影响因素探析M。装备制造技术,2009.24 / 24