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机械加工表面粗糙度的控制与实现探究

2017-06-16孙晋

科学与财富 2017年17期
关键词:表面质量机械加工

孙晋

(沈阳大洋电气有限公司)

摘要:机械加工表面质量影响着产品性能和质量,产品的耐磨性、抗疲劳性、配合质量等等都与其息息相关。为了更好地促进产品质量提升,为了更好地减少相关方面对机械加工表面质量的影响,探索机械加工表面粗糙度的控制与实现路径就显得非常重要。基于此,本文首先分析了造成机械加工表面粗糙的影响因素,并积极探索机械加工表面粗糙度控制策略,希望可以为更好地对机械加工表面粗糙度予以控制。

关键词:机械加工;表面质量;工件材料;加工方法

一、影响机械加工表面粗糙度的因素

表面粗糙度是一种几何微观误差,表面粗糙度越小,零件表面越光滑。零件表面粗糙程度直接影响零件性能。通常情况下,零件的表面最开始进行磨损,零件的质量直接影响产成品的质量与性能,而零件表面的粗糙度是直接影响零件质量好坏的,与零件表面粗糙度有关的几个主要因素是刀具几何形状的复映、工件材料的性质、磨削加工、振动的影响共同作用的。

在對工件进行加工的过程中,当使用刀具进行进给运动时,在工件切削层的残留面积就会留在工件表面,其残留形状在加工过程中复映了刀具的几何形状。在加工过程中通过增大大刀尖圆弧的半径及将进给量减小,都能有效的减少残留面积。

在对塑形材料进行加工的过程中,会因为刀具对金属的挤压过程而对材料产生塑形变形,由于刀具迫使切屑和工件分离的撕裂作用,会进一步加大工件表面的粗糙度值。工件材料一般具有较好的韧性,而金属材料会有较大的塑性变形过程,由于这个过程的进行就会产生更加粗糙的工件加工表面。

在工件的磨削过程中,砂轮一般具有较高的的线速度,此时就会有无数颗磨粒附着于砂轮的表面,而每颗磨粒在较高的线速度下就像刀刃一样,同时磨粒中大多数均为负前角,所以会对工件存在非常大的单位切削力,因此会升高了工件切削温度。在磨削瞬时间,磨削点附近的温度可能会高达 800℃~1000℃之间,在如此高温的条件下极有可能会烧伤工件磨削表面,极可能会造成工件表面裂纹和变形的出现。同时,因为磨粒大多数为负前角,所以拥有极小的磨削的厚度,大多数磨粒在加工过程中,可能只会在工件的表面挤压而过同时对工件表面的粗糙程度造成影响。磨削加工表面和切削加工时表面粗糙度有着同样的形成过程,表面金属的塑性变形和几何因素决定了其粗糙度

在机械工件加工的过程中,会伴随有振动产生,主要原因是在工件的切割过程中刀具会对工件产生的周期性位移,而会对工件表面形成一些痕迹,类似波纹形状。同时,在工件切割过程中,会存在有震动出现在机床内部,这样会产生不平衡的切割过程。加工工件的表面摩擦度增加,就是振动对工件的主要表现。

二、机械加工表面粗糙度控制策略

1.切削条件

在工件的切削条件上,对于塑性材料的切削过程,我们可以通过运用较高的切削速度对工件进行高效切削,这样既能够有效抑制积屑瘤在工件加工过程中的出现,还能够有效减小进给量。此外,在对工件进行切削的时候,还可以通过采取其它措施的方法,改善工件的切屑条件,通过在工件切削过程中采用高效的切削液,来达到增强工艺系统的刚度的效果,通过提高动态机床的稳定性等方法,使得工件能够获得良好的表面质量。

2.刀具

在对工件进行切削的时候,为能够有效的减少残留面积,在对工件切削刀具的选择上需要注意以下几点:可以选用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角、合适的修光刃、精车刀等专业性强的刀具,在选择工件切削刀具时尽量使刀具能够和工件的材料相适应,尽量不要采用磨损过于严重的刀具,这样的刀具在工件加工切削过程中会增加公交表面的粗糙度。尽量要减少工件表面粗糙度使其表面更加光滑,达到工件质量要求。

3.工件材料

在选择工件材料的过程中,由于材料的的不同塑性以及金相组织会对工件的加工表面粗糙度产生相对较大的影响,同时也会对产成品的性能及质量有一定的影响,因此,在工件材料的选择上,要有一定的选择概念以及选择重点,特别需要注意以下几点:对于低碳钢和低合金钢材料的选择采用,要根据它们的塑性比较大的特点,需要对其进行正火处理以降低这些材料的塑性,减少工件材料在加工过程中会产生的形变过程,使得工件材料在切削加工后,使其粗糙度比较小。除此之外,工件材料还应该具有适宜的金相组织,包括状态、晶粒度大小及分布,在各种方面尽量减小工件材料对工件表面粗糙度的影响。

4.加工方法

在工件的加工方法上,主要是通过对采用精密、超精密和光整加工的方法的应用减少工件表面的粗糙度。在工件加工的时候,可以通过选用比较小的径向进给量和较大的砂轮速度以及较小的轴向进给速度等多方面的综合作用能够有效的减少工件表面的粗糙度。在工件加工速度上,需要放低一些,选择采用细粒度砂轮;对砂轮的表面进行精细的修整,能够使砂轮上磨锋利,从而整体提高工件磨削效果。为了做到降低工件表面粗糙度,在工件加工过程的实践中,可以选用适宜的磨削液在工件加工中。

5.减少表面层变形和残余应力

为了能够提高工件加工表面的质量问题,还可以通过采用减少表面层变形和残余应力的方式对工件加工进行针对性处理。例如,合理的选择加工刀具表面的几何形状,采用较大的前角和后角,并尽量减小工件切削刀具的切削刃刃口的半径。在选择使用切削刀具进行工件加工的时候,应该尽量限制后刀背的磨损宽度;同时在切削的时候,还可以通过采用较高的切削速度以及较小的进给量;在机械工件加工的时候,还可以使用切削液等等,这些措施都能够合理有效的减少表面层变形的强度。此外,在机械工件进行加工的时候,还要尽量减小或者避免残余应力的产生对工件表面粗糙度的影响,其措施包括减小塑性变形、降低切削温度等等。

结语:

机械加工表面粗糙度的控制必须予以高度重视,通过相应措施的应用达到更好地减少粗糙情况的发生,提升机械加工表面的光洁度,从而让产品质量得以更大程度的提升,让所生产的产品能够满足新时代发展的要求,让产品的发展能够更好地促进我国经济的进一步提高与发展。

参考文献:

[1]王晏. 机械加工影响表面粗糙度的因素及措施[J]. 江西煤炭科技,2015,02:137-139.

[2]李卫元. 影响机械加工表面粗糙度的原因及改进措施[J]. 科技风,2014,04:274.

[3]张玮. 机械加工影响表面粗糙度的因素及改善措施探讨[J]. 科技风,2014,10:76.

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