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主题:机械加工论文写作 时间:2024-04-03

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摘 要:本文对机械加工表面质量影响因素进行了分析,并提出了提高机械加工表面质量的措施,对工程实践有一定的指导作用.

关键词:机械加工;表面质量;改进措施;影响因素;残余应力

随着人类社会的发展及人们对产品质量要求的进一步提高,许多在高温、高压、重载等特殊环境下工作的零件,表面承受着巨大的应力和介质的腐蚀作用,零件表面的任何缺陷都有可能导致零件的损坏.产品工作性能如可靠性、耐久性的好坏,很大程度上取决于主要零件的表面质量.

一、机械加工表面质量对产品性能的影响

1.表面质量对耐磨性的影响.表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大.一般表面粗糙度值越小,磨损性越好.但粗糙度值太小,润滑油不易储存,接触面之间容易发生分子粘接,磨损反而增加.因此,接触面的粗糙度有一个最佳值,其值和零件的工作情况有关,工作载荷加大时,初期磨损量增大,表面粗糙度最佳值也加大.

2.表面质量对耐蚀性的影响.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,抗蚀性就愈差.

3.表面质量对配合质量的影响.表面粗糙度值的大小影响表面配合质量.对于间隙配合,粗糙度值大会使磨损加大,间隙增大,破坏了要求的配合性质.对于过盈配合,装配过程中一部分表面凸峰被挤平,实际过盈量减小,降低了配合件间的连接强度.

二、影响机械加工表面质量的因素

1.工件材料的性质影响.表面粗糙度加大其中一个原因是由于在刀具加工塑性材料中,会发生塑性变形,而且刀具在加工过程中会对零件有撕裂作用.一般工件的韧性越好,其塑性的变形越大,加工的表面也就越粗糙.如果工件是脆性材料,切削后的切屑成碎粒状.在切削之后,零件的加工表面上会出现很多麻点.

2.切削用量的影响.提高对塑性材料加工速度,减少切削进给量,能够提高加工表面的光整度,反之亦然.另,适当增大刀具前角以减小切削时的塑性变形程度,合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量,也是减小表面粗糙度的有效措施.

3.磨削加工对表面粗糙度的影响.零件表面加工时,加工表面金属的几何因素和塑性变形直接影响到了零件磨削加工粗糙程度.主要因素有:砂轮的粒度、砂轮的硬度、砂轮的修整磨削速度、磨削径向进给量和光磨次数、工件圆周进给速度和轴向进给量、冷却润滑液.

4.加工表面层物理机械性能的影响因素.加工表面在切削时,受力和热的作用,其金属的物理机械性能会产生一定程度的变化,其中包括发生变化的金相组织以及产生的残余应力.

5.表面层冷作硬化.由于切削的作用,在表面加工的过程中,会出现塑性变形.晶粒和晶粒之间由于剪切滑移,会出现被拉长、纤维化的情况,甚至是晶粒出现破碎,从而使表面金属的强度和硬度增高,这一现象即为冷作硬化.被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态,只要一有可能,金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化,这种现象称为弱化.弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小.在表面金属加工受到热和力的过程中,金属表层的最后性质主要取决于强化、弱化的综合结果.金属显微的硬度、硬化层的实际深度、程度是对冷作硬化作评定的依据.

冷作硬化的影响因素.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,后刀面和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,刀具和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,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.

6.表面层材料金相组织变化.在零件加工表面层的打磨温度高于预期相变温度的时候,表层的金属强度和硬度都会降低,金相组织材料出现变化,并伴随一定的残余力出现,当达到一定程度,或者超过时,就容易出现微观裂纹,此现象为磨削烧伤.磨削淬火钢时,主要有回火、淬火、退火3 种烧伤形式.磨削热是导致磨削烧伤的根源,要改善磨削烧伤需做到:尽量降低切削热的产生;改善加工表面的冷却条件,避免较多的热量传入工件.

7.表面层残余应力.表面残余应力的产生,一是切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生,使表面金属的比容加大,体积膨胀,不可避免地受到和它相连的里层金属的阻止,因此在表面金属层产生了残余应力.二是切削加工中,切削区会有大量的切削热产生.三是不同金相组织密度不同、比容不同,如果表层金属比容变化,必然要受到和之相连的基体金属的阻碍,因而产生残余应力.最终工序的选择会直接导致残余应力对加工零件的影响.在选择加工方法时,主要是考虑在零件加工表面中的一些具体工作条件以及有可能破坏表面加工的具体形式.

三、提高加工表面质量的措施

1.刀具方面.要想提高表面粗糟度,就是要减小切削残留层的面积.首先就是增加转速,减小进给量;其次采用主副偏角较大,刀尖半径较大,刀具硬度偏高的机加刀.

2.切削条件方面.以较高的切削速度切削塑性材料可抑制积屑瘤出现,减小进给量,采用高效切削液,增强工艺系统刚度,提高机床的动态稳定性,都可获得好的表面质量.

3.加工方法方面.主要是采用精密、超精密和光整加工.选用较小的径向进给量,选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度,工件速度应该低些,采用细粒度砂轮;精细修整砂轮工作表面,使砂轮上磨粒锋利,也可达到较好的磨削效果.选择适宜的磨削液能获得低粗糙度表面.

4.减少加工表面层变形强化和残余应力也能提高加工表面质量.合理选择刀具的几何形状,采用较大的前角和后角,并在刃磨时尽量减小其切削刃刃口半径;使用刀具时,应合理限制其后刀面的磨损宽度;合理选择切削用量,采用较高的切削速度和较小的进给量;加工时采用有效的切削液等,可减少加工表面层变形强化.

参考文献:

[1]陈宏钧,方向明.典型零件机械加工生产实例[M].北京:机械工业出版社,2010.

[2]吴相宪,王正为,黄玉堂.实用机械设计手册[M].北京:中国矿业大学出版社.2003.

[3]郑玉皎.机械加工表面质量的影响因素及其对策[J].中国科技博览,2009(21).

[4]陈彦华.机械加工表面质量的影响因素[J].中国新技术新产品,2009(24).

结论:关于机械加工方面的论文题目、论文提纲、在家小型机械设备办厂论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

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