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摘 要:改革开放依赖,工业迅速,机械制造业快速发展起来,在机械制造过程中有很多因素影响着机械加工质量,我们必须要对整个机械加工环节进行掌握从而确保机械加工的高质量,使产品的使用性能得到提高。本文主要介绍了影响机械加工的质量的因素以及控制机械加工质量的措施。
关键词:机械加工 质量 控制技术
一、机械加工过程中影响质量因素
(一)机械加工精度
机械加工精度就是在没有对机械零件实施加工之前,对于加工精度而言,实际的几何参数与理想的几何参数之间的相符程度。它的加工标准是在实际的加工过程中,确保参数与理想参数相符。然而,实际加工过程中做得与理想零件一模一样是不可能的,偏差或多或少总会存在。在零件加工之后,几何参数的实际值与理想值之间的偏差叫做加工误差。零误差在加工精度中是无法达到的,然而,若想提高加工精度在加工过程中就要使加工误差尽可能的减少,进而使机械零件的质量达到要求。
(二)机械加工表面质量
对于绝对理想的表面来说,这是无论用何种机械加工方法都实现不了的,因为在实际中表面粗糙度、表面波度等微观几何形状误差一定是存在的。要提高机械零件的可靠性、耐久性等工作性能,就要提高主要零件的表面质量,对加工过程进行控制对于保证产品的质量意义重大。
二、提高机械加工精度的措施
(一)原始误差减少法
对于零件加工过程中使用的机床的几何精度以及夹具、量具和工具本身的精度进行提高,对在工艺系统中由于受力及受热产生变形导致的误差进行控制,对由于磨损的刀具及内应力造成的变形误差进行减少,以及对于测量误差也要尽量避免,这些都属于直接减少原始误差。为将机械加工的精度进行提高,需要认真分析造成加工误差的所有原始误差,由于不同原因导致加工误差的主要原始误差要采用不同的解决方式。
(二)误差补偿法
对于一些在工艺系统中产生的原始误差,为减小其对零件加工误差的影响可以采取误差补偿的方法。
(三)原始误差转移法
原始误差转移法实际上就是对于原始误差方向的转移,即由误差敏感方向转向误差不敏感方向。对于各种原始误差来说,反映到零件加工误差上的程度和其是不是在误差敏感方向上息息相关。如果在加工的过程中,尽力将原始误差方向转移到非敏感方向对加工精度有提高作用,而且原始误差的转移对于加工精度来说毫无影响。
三、增强机械加工表面质量措施
(一)机械加工表面质量对零件使用性能的影响
1.影响耐磨性
对于机械零件使用性能造成影响的主要因素就是机械零件表面的粗糙度。当机械零件表面粗糙度到最大值时,机械零件及其相配物件间的接触面积就会变小,与此同时,其接触应力就会变大,这就会对于零件的磨损有加快作用。然而,若机械零件表面的粗糙度太小,这就会致使机械零件及其相配物件之间互相粘连,破坏了润滑油膜,最终由于存在着干摩擦导致机械零件的磨损程度加快。
2.影响疲劳强度
零件加工的质量也对疲劳强度产生了直接的影响,这是由于交变荷载产生时会产生零件的表面粗糙度等问题进而导致应力集中的现象,从而零件的疲劳强度产生直接的影响。除此之外,零件加工出现的表面纹路也会对疲劳强度产生影响到,若出现平行的零件表面的纹路方向和受力方向,则会显著增强其疲劳强度。若在零件加工过程中过度硬化,则会导致下降的疲劳强度现象。另外,零件的残余应力也会对疲劳强度产生直接的影响,若残余应力是拉应力,就会对疲劳强度有降低作用,反之,就会对疲劳强度有提高作用。
3.影响耐蚀性
若零件表面达到了最大的粗糙值,那么一些腐蚀性的物质就会由粗糙的零件表面进入零件内部,发生一系列化学反应,进而腐蚀了零件,使零件无法进行正常使用。粗糙的零件表面还有会许多微裂痕产生,这就使得零件更易被腐蚀性气体侵蚀。若还有一些残留的应力存在于零件表面,则对零件的耐腐蚀程度有提高作用。
4.影响配合质量
零件表面的粗糙度也直接影响了零件的配合质量。若零件表面达到很大值的粗糙度,则会使得配合表面产生间隙,若磨损的越严重那么间隙就会越来越大,这就会对控制配合精度表面质量不利。
(二)增强机械加工表面质量的措施
首先,在切削加工的过程中,切削力和切削热共同作用于工件上,导致其表面层金属的物理机械性能发生变化,主要是出现在表面层金属的显微硬度、金相组织发生的变化以及产生了残余应力。在磨削加工过程中,产生了比刀刃切削过程中更严重的塑性变形和切削热,因此,在磨削加工之后,上述三项物理机械性能在加工表面层会发生很大的变化。为残留面积能够减少,应使用刀尖圆弧半径较大、副偏角较小或者适合的宽刃或修光刃精刨刀、精车刀等刀具。使用的刀具材料要适应工件材料,使用的刀具不能要磨损严重,以上对于减小表面粗糙度都有好处。
其次,影响加工表面粗糙度比较大的工件材料性质是材料的塑性以及金相组织。低碳钢和低合金钢材料的塑性较大,在使用之前用正火处理能对塑性有降低作用,通过这种措施能在切削加工之后粗糙度达到较小值。适宜的金相组织对于工件材料作用也很大。塑性材料的加工过程中,刀具会对金属进行挤压进而出现了塑性变形,再加上由于刀具促使切屑与工件分离产生撕裂作用,表面粗糙度值会变得更大。越好的工件材料韧性,越大金属塑性变形就会产生越粗糙的加工表面。
再者,切削用量,对于塑性材料的切削,要进行高速切削,这对切削产生的变形有减小作用,还能够对积屑瘤的产生有抑制作用,有效降低表面粗糙度;在进行脆性材料切削时,切削速度没有对表面粗糙度造成很大影响。同时,对进给量进行减小可对残留面积的高度有降低作用,进而对表面粗糙度进行减小。然而,也不能有太小的进给量,不然刀刃会因为切削厚度太小不能进行切入工作,进而剧烈的挤压和摩擦工件,促使粗糙度值变大。用较高的切削速度来进行塑性材料切削时能避免积屑瘤产生,对进给量进行减小,使用高效切削液,对工艺系统刚度进行增强以及对机床的动态稳定性进行提高都能够增强表面质量。
继而,选择合理的磨削参数,在实际生产中,通常是依靠实验来确定磨削参数。首先按照预先制定的磨削参数进行试磨,然后对工件表面的热损伤情况进行检查,再对磨削参数不断进行调整直到最终确定。或者是在磨削的过程中,不断对磨削区的温度进行测量,最终对磨削参数进行控制。选择有效的冷却方法:选择合适的磨削液以及有效的冷却方法,如利用高压大流量冷却、内冷却方法,帮助冷却液喷注到磨削区。
最后,刀具的几何形状选择要合理,选用大一点的前角和后角,刃磨过程中其切削刃刃口半径要尽可能的小;在刀具使用过程中,要对其后刀面的磨损宽度进行合理的限制;选择切削用量要合理,切削速度要高同时进给量要小;为降低加工表面层的变形强化,在加工时要使用合理的切削液等。
四、结论
众所周知,机械加工过程误差总是会不可避免的产生,进而对质量造成一定影响。我们必须要详细的分析误差产生的原因,才能为尽量减少加工误差采用相应的预防措施,进而对机械加工的精度和质量进行有效的提高。
参考文献
[1]梁新德-机械制造工程学[M].四川大学出版社,2005
[2]顾新建等-机械制造系统工程学[M]浙江大学出版社,1996
[3]余承辉-机械制造技术[M]安徽科学技术出版社,2008
关键词:机械加工 质量 控制技术
一、机械加工过程中影响质量因素
(一)机械加工精度
机械加工精度就是在没有对机械零件实施加工之前,对于加工精度而言,实际的几何参数与理想的几何参数之间的相符程度。它的加工标准是在实际的加工过程中,确保参数与理想参数相符。然而,实际加工过程中做得与理想零件一模一样是不可能的,偏差或多或少总会存在。在零件加工之后,几何参数的实际值与理想值之间的偏差叫做加工误差。零误差在加工精度中是无法达到的,然而,若想提高加工精度在加工过程中就要使加工误差尽可能的减少,进而使机械零件的质量达到要求。
(二)机械加工表面质量
对于绝对理想的表面来说,这是无论用何种机械加工方法都实现不了的,因为在实际中表面粗糙度、表面波度等微观几何形状误差一定是存在的。要提高机械零件的可靠性、耐久性等工作性能,就要提高主要零件的表面质量,对加工过程进行控制对于保证产品的质量意义重大。
二、提高机械加工精度的措施
(一)原始误差减少法
对于零件加工过程中使用的机床的几何精度以及夹具、量具和工具本身的精度进行提高,对在工艺系统中由于受力及受热产生变形导致的误差进行控制,对由于磨损的刀具及内应力造成的变形误差进行减少,以及对于测量误差也要尽量避免,这些都属于直接减少原始误差。为将机械加工的精度进行提高,需要认真分析造成加工误差的所有原始误差,由于不同原因导致加工误差的主要原始误差要采用不同的解决方式。
(二)误差补偿法
对于一些在工艺系统中产生的原始误差,为减小其对零件加工误差的影响可以采取误差补偿的方法。
(三)原始误差转移法
原始误差转移法实际上就是对于原始误差方向的转移,即由误差敏感方向转向误差不敏感方向。对于各种原始误差来说,反映到零件加工误差上的程度和其是不是在误差敏感方向上息息相关。如果在加工的过程中,尽力将原始误差方向转移到非敏感方向对加工精度有提高作用,而且原始误差的转移对于加工精度来说毫无影响。
三、增强机械加工表面质量措施
(一)机械加工表面质量对零件使用性能的影响
1.影响耐磨性
对于机械零件使用性能造成影响的主要因素就是机械零件表面的粗糙度。当机械零件表面粗糙度到最大值时,机械零件及其相配物件间的接触面积就会变小,与此同时,其接触应力就会变大,这就会对于零件的磨损有加快作用。然而,若机械零件表面的粗糙度太小,这就会致使机械零件及其相配物件之间互相粘连,破坏了润滑油膜,最终由于存在着干摩擦导致机械零件的磨损程度加快。
2.影响疲劳强度
零件加工的质量也对疲劳强度产生了直接的影响,这是由于交变荷载产生时会产生零件的表面粗糙度等问题进而导致应力集中的现象,从而零件的疲劳强度产生直接的影响。除此之外,零件加工出现的表面纹路也会对疲劳强度产生影响到,若出现平行的零件表面的纹路方向和受力方向,则会显著增强其疲劳强度。若在零件加工过程中过度硬化,则会导致下降的疲劳强度现象。另外,零件的残余应力也会对疲劳强度产生直接的影响,若残余应力是拉应力,就会对疲劳强度有降低作用,反之,就会对疲劳强度有提高作用。
3.影响耐蚀性
若零件表面达到了最大的粗糙值,那么一些腐蚀性的物质就会由粗糙的零件表面进入零件内部,发生一系列化学反应,进而腐蚀了零件,使零件无法进行正常使用。粗糙的零件表面还有会许多微裂痕产生,这就使得零件更易被腐蚀性气体侵蚀。若还有一些残留的应力存在于零件表面,则对零件的耐腐蚀程度有提高作用。
4.影响配合质量
零件表面的粗糙度也直接影响了零件的配合质量。若零件表面达到很大值的粗糙度,则会使得配合表面产生间隙,若磨损的越严重那么间隙就会越来越大,这就会对控制配合精度表面质量不利。
(二)增强机械加工表面质量的措施
首先,在切削加工的过程中,切削力和切削热共同作用于工件上,导致其表面层金属的物理机械性能发生变化,主要是出现在表面层金属的显微硬度、金相组织发生的变化以及产生了残余应力。在磨削加工过程中,产生了比刀刃切削过程中更严重的塑性变形和切削热,因此,在磨削加工之后,上述三项物理机械性能在加工表面层会发生很大的变化。为残留面积能够减少,应使用刀尖圆弧半径较大、副偏角较小或者适合的宽刃或修光刃精刨刀、精车刀等刀具。使用的刀具材料要适应工件材料,使用的刀具不能要磨损严重,以上对于减小表面粗糙度都有好处。
其次,影响加工表面粗糙度比较大的工件材料性质是材料的塑性以及金相组织。低碳钢和低合金钢材料的塑性较大,在使用之前用正火处理能对塑性有降低作用,通过这种措施能在切削加工之后粗糙度达到较小值。适宜的金相组织对于工件材料作用也很大。塑性材料的加工过程中,刀具会对金属进行挤压进而出现了塑性变形,再加上由于刀具促使切屑与工件分离产生撕裂作用,表面粗糙度值会变得更大。越好的工件材料韧性,越大金属塑性变形就会产生越粗糙的加工表面。
再者,切削用量,对于塑性材料的切削,要进行高速切削,这对切削产生的变形有减小作用,还能够对积屑瘤的产生有抑制作用,有效降低表面粗糙度;在进行脆性材料切削时,切削速度没有对表面粗糙度造成很大影响。同时,对进给量进行减小可对残留面积的高度有降低作用,进而对表面粗糙度进行减小。然而,也不能有太小的进给量,不然刀刃会因为切削厚度太小不能进行切入工作,进而剧烈的挤压和摩擦工件,促使粗糙度值变大。用较高的切削速度来进行塑性材料切削时能避免积屑瘤产生,对进给量进行减小,使用高效切削液,对工艺系统刚度进行增强以及对机床的动态稳定性进行提高都能够增强表面质量。
继而,选择合理的磨削参数,在实际生产中,通常是依靠实验来确定磨削参数。首先按照预先制定的磨削参数进行试磨,然后对工件表面的热损伤情况进行检查,再对磨削参数不断进行调整直到最终确定。或者是在磨削的过程中,不断对磨削区的温度进行测量,最终对磨削参数进行控制。选择有效的冷却方法:选择合适的磨削液以及有效的冷却方法,如利用高压大流量冷却、内冷却方法,帮助冷却液喷注到磨削区。
最后,刀具的几何形状选择要合理,选用大一点的前角和后角,刃磨过程中其切削刃刃口半径要尽可能的小;在刀具使用过程中,要对其后刀面的磨损宽度进行合理的限制;选择切削用量要合理,切削速度要高同时进给量要小;为降低加工表面层的变形强化,在加工时要使用合理的切削液等。
四、结论
众所周知,机械加工过程误差总是会不可避免的产生,进而对质量造成一定影响。我们必须要详细的分析误差产生的原因,才能为尽量减少加工误差采用相应的预防措施,进而对机械加工的精度和质量进行有效的提高。
参考文献
[1]梁新德-机械制造工程学[M].四川大学出版社,2005
[2]顾新建等-机械制造系统工程学[M]浙江大学出版社,1996
[3]余承辉-机械制造技术[M]安徽科学技术出版社,2008