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金属切削加工表面质量的因素及改进措施

正确理解零件表面质量的内涵,分析影响加工过程中加工表面质量的各种技术因素,提高表面质量和产品性能,具有十分重要的意义。

发表于2021-04-14 16:32:09,通过 cyanbat发布 | 点击数:0


机械加工的表面质量是指加工后的零件加工表面的微小不平整度,也称为粗糙度,加工后的表面质量直接影响加工零件的物理,化学和机械性能。产品的工作性能,可靠性和使用寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。因此,正确认识零件表面质量的内涵,分析影响加工表面质量的各种工艺因素,提高表面质量和产品性能,具有十分重要的意义。

1.影响加工表面质量的因素

1.1机器性能对加工表面质量的影响

耐磨性对表面质量的影响

在新加工的摩擦离合器的两个接触表面之间,初始接触在粗糙表面的顶点。实际接触面积远小于理论接触面积。接触部位有非常大的单位应力,这会使实际接触在该区域发生峰之间的塑性变形,弹性变形和剪切破坏,从而导致严重的磨损。

疲劳强度对表面质量的影响

在交变载荷的作用下,表面粗糙度的谷很可能引起应力集中和疲劳痕迹。表面粗糙度的值越大,线条的表面越深,并且底座的半径越大,则抵抗疲劳损伤的能力越差。残余应力对零件的疲劳强度有很大的影响。表面层的残余拉伸应力将导致疲劳裂纹扩展并加速疲劳破坏。表面层的残余应力可以防止疲劳裂纹的扩展,延缓疲劳损伤的发生。

耐蚀性对表面质量的影响

零件的耐腐蚀性主要取决于表面粗糙度。表面粗糙度值越大,在山谷中累积的腐蚀性物质越多。耐腐蚀性越差。表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀裂纹,并降低零件的耐磨性,而残余压应力则可以防止应力腐蚀裂纹。

1.2影响表面粗糙度的因素

切削时影响表面粗糙度的因素

①刀具几何形状的反射当刀具相对于工件移动时,切削层的残留区域留在加工面上,其形状反映了刀具几何形状。②工件材料的性能加工塑料材料时,刀具通过挤压金属而产生塑性变形,而刀具将芯片上的切屑从工件上分离的刀具的撕裂作用增加了表面粗糙度值。③切割脆性材料时,切割速度对粗糙度影响不大;在加工塑料材料时,堆积边缘对粗糙度影响很大。

影响磨削表面粗糙度的因素

影响砂轮表面粗糙度的主要因素是:砂轮的粒度,砂轮的硬度,砂轮的修整度,砂轮的转速,砂轮的径向,进给量和数量的平滑度,工件的圆周进给速度和轴向进给量,冷却润滑剂等。

1.3影响加工表面层物理机械性能的因素

表面加工硬化

在机械加工过程中,切削力引起的塑性变形使特征变形和变形,在晶粒间产生剪切滑移,晶粒拉长,原纤化甚至破碎,这将使表层金属的硬度和强度提高。增加,这种现象称为冷作硬化(或强化)。影响冷作硬化的主要因素是:切削刃的钝半径增大,对表面金属的挤压作用增强,塑性变形增加,从而导致冷作硬化。工具侧面的磨损增加,侧面与待加工表面之间的摩擦增加,塑性变形增加,导致冷硬度提高。提高切割速度,缩短了工具和工件之间的作用时间,减少了塑性变形扩展的深度和冷硬层的深度。增加切削速度后,切削热在工件表层上的作用时间也缩短了,这将增加冷硬化的程度。随着进给速度的增加,切削力也增加,表面金属的塑性变形增加,并且增强了冷却效果。工件材料的可塑性越大,冷却现象越严重。这会增加冷硬化的程度。随着进给速度的增加,切削力也增加,表面金属的塑性变形增加,并且增强了冷却效果。工件材料的可塑性越大,冷却现象越严重。这将增加冷硬化的程度。随着进给速度的增加,切削力也增加,表面金属的塑性变形增加,并且增强了冷却效果。工件材料的可塑性越大,冷却现象越严重。

表面层材料的金相组织的变化

当加工表面的温度由于切削热而超过相变温度时,表面金属的金相组织将改变。有三种主要类型的磨削烧伤,淬火烧伤和退火烧伤。有两种改善磨削烧伤的方法:一种是尽可能减少磨削热的产生;另一种是减少磨削热的产生。第二是改善冷却条件,并最大程度地减少工件产生的热量。正确选择砂轮,合理选择切削量,改善冷却条件。

表层残余应力

表面残余应力的原因:首先,在切割期间在表面金属层中产生残余应力,而在内层金属中产生残余拉伸应力。其次,在切割过程中,在切割区域中会产生大量的切割热。第三是不同金相组织的表面层上的金属会改变金相组织。表面金属比容的变化必须受到与其连接的贱金属的阻碍,因此会产生残余应力。

2.改善加工工件表面质量的措施

2.1制定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方法的基础。只有制定科学合理的工艺规程,才能为加工工件的表面质量提供科学合理的方法依据,使加工工件的表面质量成为可能。对科学合理的过程法规的要求是,过程流程应短并且定位应准确。选择定位参考时,请尝试使定位参考与设计参考一致。

2.2合理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地抑制积屑瘤的形成,减小理论加工残余区域的高度,并确保加工工件的表面质量。切削参数的选择主要包括切削角度的选择,切削速度的选择以及切削深度和进给速度的选择。试验表明,当用较大的前角加工塑料工具时,可以有效地抑制积屑瘤的形成。这是因为当刀具的前角增大时,切削力减小,切削变形小,并且刀具与切屑之间的接触长度变短,从而减少了形成堆积边缘的基础。

2.3合理选择切削液是确保加工工件表面质量的必要条件

选择合理的切削液可以提高工件与刀具之间的摩擦系数,降低切削力和切削温度,从而减少刀具的磨损,保证工件的加工质量。

2.4选择工件主工作表面的最终加工方法至关重要

工件主工作表面的最终工作方法的选择至关重要,因为最终工作表面在工作表面上留下的残余应力将直接影响机器零件的性能。在选择零件主工作表面的最终加工方法时,必须考虑零件主工作表面的特定工作条件和可能的损坏形式。

工件的表面质量与其性能密切相关。工件的性能是在确保机器正常运行的前提下的设计要求。因此,在加工工件的过程中,还应从经济效益等多方面考虑,以保证加工工件的表面质量,避免增加零件的制造成本,造成不必要的损失。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技术措施,减少因零件表面质量缺陷而引起的加工质量问题,从而提高机械产品的性能,寿命和可靠性。


作者:@青蝠科技   信息来源:@青蝠科技