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影響金屬切削加工表面質(zhì)量的因素

發(fā)布日期:2015-12-22  瀏覽次數(shù):   文章來源:銳石公司

導(dǎo)讀: 機(jī)械加工表面質(zhì)量,是指零件在機(jī)械加工后被加工面的微觀不平度,也叫粗糙度,其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)
       機(jī)械加工表面質(zhì)量,是指零件在機(jī)械加工后被加工面的微觀不平度,也叫粗糙度,其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。因此,正確地理解零件表面質(zhì)量內(nèi)涵,分析機(jī)械加工過程中影響加工表面質(zhì)量的各種工藝因素,改善表面質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能具有重要的意義。
  
  1. 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素
  
  1.1 機(jī)器使用性能對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響
  
  (1)耐磨性對(duì)表面質(zhì)量的影響。一個(gè)剛加工好的摩檫副的兩個(gè)接觸表面之間,最初階段在表面粗糙的峰部觸,實(shí)際接觸面積遠(yuǎn)小于理論接觸面積,在相互接觸的部有非常大的單位應(yīng)力,使實(shí)際接觸面積處產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞,引起嚴(yán)重磨損。
  
  (2)疲勞強(qiáng)度對(duì)表面質(zhì)量的影響。在交變載荷作用,表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中,產(chǎn)生疲勞紋。表面粗糙度值愈大,表面的紋痕愈深,紋底半徑愈,抗疲勞破壞的能力就愈差。殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響很大。表面層殘余拉應(yīng)力將使疲勞裂紋擴(kuò)大,加速疲勞破壞;而表面層殘余應(yīng)力能夠阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展,延緩疲勞破壞的產(chǎn)生。
  
  (3)耐蝕性對(duì)表面質(zhì)量的影響。零件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大,則凹谷中聚積腐蝕性物質(zhì)就愈多??刮g性就愈差。表面層的殘余拉應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂,降低零件的耐磨性,而殘余壓應(yīng)力則能防止應(yīng)力腐蝕開裂。
  
  1.2 影響表面粗糙度的因素
  
  (1)切削加工影響表面粗糙度的因素。①刀具幾何形狀的反映刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí),在加工表面留下了切削層殘留面積,其形狀是刀具幾何形狀的反映。②工件材料的性質(zhì)加工塑性材料時(shí),由刀具對(duì)金屬的擠壓產(chǎn)生了塑性變形,加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。③切削用量加工脆性材料時(shí),切削速度對(duì)于粗糙度影響不大;加工塑性材料時(shí),積屑瘤對(duì)粗糙度影響很大。
  
  (2)磨削加工影響表面粗糙度的因素。影響磨削表面粗糙的主要因素有:砂輪的粒度、砂輪的硬度、砂輪的修整、磨削速度、磨削徑向、進(jìn)給量與光磨次數(shù)、工件圓周進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給量、冷卻潤滑液等。
  
  1.3 影響加工表面層物理機(jī)械性能的因素
  
  (1)表面層冷作硬化。機(jī)械加工過程中因切削力作用產(chǎn)生的塑性變形,使品格扭曲、畸變,晶粒間產(chǎn)生剪切滑移,品粒被拉長和纖維化,甚至破碎,這些都會(huì)使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高,這種現(xiàn)象稱為冷作硬化(或稱為強(qiáng)化)。影響冷作硬化的主要因素有:切削刃鈍圓半徑增大,對(duì)表層金屬的擠壓作用增強(qiáng),塑性變形加劇,導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。刀具后刀面磨損增大,后刀面與被加工表面的摩擦加劇,塑性變形增大,導(dǎo)致冷硬增強(qiáng)。切削速度增大,刀具與工件的作用時(shí)間縮短,使塑性變形擴(kuò)展深度減小,冷硬層深度減小。切削速度增大后,切削熱在工件表面層上的作用時(shí)間也縮短,將使冷硬程度增加。進(jìn)給量增大,切削力也增大,表層金屬的塑性變形加劇,冷硬作用加強(qiáng)。工件材料的塑性愈大,冷硬現(xiàn)象就愈嚴(yán)重。
  
  (2)表面層材料金相組織變化。當(dāng)切削熱使被加工表面的溫度超過相變溫度后,表層金屬的金相組織將會(huì)發(fā)生變化。主要有磨削燒傷、淬火燒傷和退火燒傷三種。改善磨削燒傷有兩個(gè)途徑:一是盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生;二是改善冷卻條件,盡量使產(chǎn)生的熱量少傳人工件。正確選擇砂輪,合理選擇切削用量改善冷卻條件。
  
  (3)表面層殘余應(yīng)力。表面殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因:一是切削時(shí)在表面金屬層產(chǎn)生了殘余應(yīng)力,而在里層金屬中產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。二是切削加工中,切削區(qū)會(huì)有大量的切削熱產(chǎn)生。三是不同金相組織表面層金屬產(chǎn)生了金相組織的變化,表層金屬比容的變化必然要受到與之相連的基體金屬的阻礙,因而就有殘余應(yīng)力產(chǎn)生。
  
  2 提高機(jī)械加工工件表面質(zhì)量的措施
  
  (1)制訂科學(xué)合理的工藝規(guī)程是保證工件表面質(zhì)量的基礎(chǔ)??茖W(xué)合理的工藝規(guī)程是加工工件的方法依據(jù)。只有制訂了科學(xué)合理的工藝規(guī)程,才能為加工工件表面質(zhì)量滿足要求提供科學(xué)合理的方法依據(jù),使加工工件表面質(zhì)量滿足要求成為可能。對(duì)科學(xué)合理的工藝規(guī)程的要求是工藝流程要短,定位要準(zhǔn)確,選擇定位基準(zhǔn)時(shí)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。
  
  (2)合理的選擇切削參數(shù)是保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵。選擇合理的切削參數(shù)可以有效抑制積屑瘤的形成,降低理論加工殘留面積的高度,保證加工工件的表面質(zhì)量。切削參數(shù)的選擇主要包括切削刀具角度的選擇、切削速度的選擇和切削深度及進(jìn)給速度的選擇等。試驗(yàn)證明,在加工塑性材料時(shí)若選擇較大前角的刀具可以有效抑制積屑瘤的形成,這是因?yàn)榈毒咔敖窃龃髸r(shí),切削力減小,切削變形小,刀具與切屑的接觸長度變短,減小了積屑瘤形成的基礎(chǔ)。
  
  (3)合理的選擇切削液是保證加工工件表面質(zhì)量的必要條件。選擇合理的切削液可以改善工件與刀具間的摩擦系數(shù),可降低切削力和切削溫度,從而減輕刀具的磨損,以保證工件的加工質(zhì)量。
  
  (4)工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要。工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要,因?yàn)樽罱K工序在該工作表面留下的殘余應(yīng)力將直接影響機(jī)器零件的使用性能。選擇零件主要工作表面最終工序加工方法,須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式。
  
  3 結(jié)論
  
  工件的表面質(zhì)量與其使用性能密切相關(guān),工件的使用性能是以保證機(jī)器正常工作為前提的設(shè)計(jì)要求,因此在加工工件過程中,我們還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益等多方面考慮,才能既保證工件表面的加工質(zhì)量,又避免增大零件的制造成本,造成不必要的損失。只有了解和掌握影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素,才能在生產(chǎn)實(shí)踐中,采取相應(yīng)的工藝措施,減少零件因表面質(zhì)量缺陷而引起的加工質(zhì)量問題,從而提高機(jī)械產(chǎn)品的使用性能、壽命和可靠性。

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原料:礬土生礦石
設(shè)備:礬土窯、冶煉爐、制砂生產(chǎn)線、磁選設(shè)備、磨粉機(jī)、化驗(yàn)設(shè)備
成品:耐火原料和磨料兩個(gè)系列
規(guī)格:骨料:0-1,1-3,3-5,5-8
磨料:F12-F1200
原理:生礬土礦經(jīng)過礬土窯燒制為熟礬土,經(jīng)過電弧爐通電冶煉成為剛玉原塊,再經(jīng)破碎設(shè)備破碎制成砂子,通過磨粉機(jī)和磁選設(shè)備進(jìn)行成品加工。

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