侯海文

【摘 要】機(jī)械加工工作對(duì)精細(xì)度的要求非常高，一點(diǎn)點(diǎn)小的瑕疵就可能使整個(gè)機(jī)械加工產(chǎn)品報(bào)廢。事實(shí)證明，機(jī)械加工表面質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。因此，在機(jī)械加工過(guò)程中，必須采取一定措施降低對(duì)機(jī)械加工表面的損傷，減少機(jī)械產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷。本文簡(jiǎn)單介紹了導(dǎo)致機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷的因素，著重分析了減少機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷的改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工；表面質(zhì)量缺陷；影響因素；改進(jìn)措施

機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷主要是指機(jī)械零件表面凹凸不平比較粗糙達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而影響機(jī)械產(chǎn)品的使用性能的缺陷。因?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品的損耗一般從表面開(kāi)始，所以機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷通常會(huì)降低機(jī)械產(chǎn)品的使用年限和可靠性。

1.導(dǎo)致機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷因素

影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素有很多，它們?cè)诓煌潭壬鲜菍?duì)機(jī)械產(chǎn)品的表面產(chǎn)生一定損害，降低產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

1.1機(jī)械加工材料表面組織變化

在加工機(jī)械產(chǎn)品時(shí)通常會(huì)使用切削技術(shù)，但這一技術(shù)的缺點(diǎn)在于是切削面的溫度發(fā)生較大變化，使金屬發(fā)生一定變相反應(yīng)，給機(jī)械加工過(guò)程帶來(lái)極大困擾。切削技術(shù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品表面造成傷害的方式主要為淬火燒傷、退火燒傷、回火燒傷等等[1]。一般情況下發(fā)生切削傷害后，機(jī)械材料金屬表面的硬度和強(qiáng)度降低，并且切削結(jié)束后金屬表面還會(huì)有少量的應(yīng)力，這就非?？赡芤饳C(jī)械加工表面出現(xiàn)細(xì)小裂紋，使機(jī)械產(chǎn)品表面的平滑度降低。

1.2表面冷卻因素

使用切削工藝過(guò)程中，要對(duì)機(jī)械加工表面進(jìn)行降溫，這一過(guò)程經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品表面發(fā)生熱塑性變形，使表面金屬的結(jié)構(gòu)和外形發(fā)生變化。這一變化會(huì)使切削時(shí)切割晶粒不穩(wěn)定而發(fā)生滑動(dòng)甚至碎裂，從而使金屬表面的硬度增加、韌性變?nèi)?、熱塑性降低，隨著一系列物理變化的發(fā)生，最終使機(jī)械加工表面質(zhì)量產(chǎn)生缺陷。

1.3表面應(yīng)力的影響

在應(yīng)用切削工藝時(shí)因?yàn)榻饘俦砻姘l(fā)生熱塑反應(yīng)，進(jìn)而使機(jī)械產(chǎn)品表面的比容增大，因?yàn)樗苄宰冃蝺H發(fā)生在金屬表面，但是表面金屬因?yàn)楸热葑兇髸?huì)發(fā)生一定的膨脹，所以金屬表面就會(huì)產(chǎn)生少量的應(yīng)力，從而使機(jī)械加工表面發(fā)生變形，機(jī)械加工表面變得粗糙。

1.4切削加工技術(shù)因素

切削加工技術(shù)對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響體現(xiàn)在多個(gè)方面，影響最大的是進(jìn)給量、切削方式選擇、使用的刀具。不同的切削加工技術(shù)會(huì)產(chǎn)生不同的機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷，這和操作人員的技術(shù)水平也存在一定聯(lián)系。此外加工金屬材料的物理性能、砂輪運(yùn)行強(qiáng)度也會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品表面的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響[2]。

2.減少機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷的改進(jìn)措施

2.1選用性能好的加工材料

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，性能好的加工材料能夠有效減少機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷。原材料的金相組織和熱塑性是影響機(jī)械產(chǎn)品表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此在選擇加工材料時(shí)必須考慮這兩個(gè)方面的因素。在選擇原材料時(shí)應(yīng)該保證它的金相組織適宜、晶粒大小合適、分布均勻，進(jìn)而提高機(jī)械加工表面質(zhì)量，減少表面缺陷。如果選擇的材料熱塑性較大，可以在加工前對(duì)它進(jìn)行正火處理，進(jìn)而降低該材料的熱塑性[3]，確保將這些原材料進(jìn)行加工時(shí)減少對(duì)機(jī)械產(chǎn)品表面的損傷，使產(chǎn)品表面更加平滑，提高機(jī)械產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

2.2選擇合適的道具

在加工時(shí)選用合適的刀具能夠提高機(jī)械產(chǎn)品的精確度，降低表面質(zhì)量缺陷數(shù)量，保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。在選擇刀具時(shí)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：刀具工作部位的圓弧半徑大小和副偏角度數(shù)、修光刃的鋒利程度、刀具的精度。在保證刀具符合加工要求的基礎(chǔ)上，盡量選擇和加工材料的物理性能相適應(yīng)的刀具，避免使用已經(jīng)嚴(yán)重磨損的刀具，從而提高機(jī)械產(chǎn)品表面質(zhì)量，為整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。

2.3選擇合適的制造方法和工藝

為創(chuàng)造提高機(jī)械加工表面質(zhì)量的有利條件，在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品加工之前，要設(shè)計(jì)完整、合理的機(jī)械表面加工方案，確定要使用的加工工藝和原材料，明確各個(gè)工藝應(yīng)用的先后順序，降低機(jī)械產(chǎn)品表面的粗糙程度。在設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的加工方案時(shí)，必須選擇合適的加工工藝、精密度高的制造方法。為提高加工工藝的精確度，在選擇磨砂輪時(shí)應(yīng)該考慮到磨砂輪的使用順序，選用大小合適、軸向進(jìn)速度較快的磨砂輪，并且定期對(duì)磨砂輪進(jìn)行維護(hù)，以保證磨砂輪的工作區(qū)域鋒利度。此外還要選用質(zhì)量上乘的切削輔助液，確保磨砂過(guò)程的潤(rùn)滑度，保證磨砂工作順利進(jìn)行。

2.4提高切削技術(shù)水平

為減少切削過(guò)程產(chǎn)生的積屑瘤，可以適當(dāng)改進(jìn)切削技術(shù)，提高切削技術(shù)的水平，盡量使切削之后機(jī)械產(chǎn)品得表面面積和設(shè)計(jì)值一致，進(jìn)而提高機(jī)械加工表面質(zhì)量。要想提高機(jī)械加工切削技術(shù)水平，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：調(diào)整切削刀片的角度和切削過(guò)程的速度，提高對(duì)原材料切削深度的控制，增加進(jìn)給量[4]。理論上說(shuō)，在切削進(jìn)給量不變的情況下，適當(dāng)改變刀具的主副偏角大小或者刀具工作區(qū)域的圓弧半徑都能夠使機(jī)械加工表面質(zhì)量發(fā)生變化。降低刀具的主副偏角值、增大刀具工作區(qū)域的圓弧半徑，能夠有效實(shí)現(xiàn)提高機(jī)械產(chǎn)品表面平滑度的目的。

2.5控制加工材料表面的應(yīng)力大小

選擇合適的刀具能夠有效降低切削面的應(yīng)力大小。在選用刀具時(shí)，要根據(jù)需要切削的機(jī)械產(chǎn)品的形狀，選擇合適形狀的刀具，確保刀具和原材料之間的前角、后角角度較大，并使用合適的切削輔助液，調(diào)整切削的速度，以確保減小加工材料表面的應(yīng)力大小。此外還應(yīng)該在加工過(guò)程中采取措施降低切削面殘余應(yīng)力，這類措施的主要是通過(guò)降低切削表面的溫度，減少金屬表面的熱塑性變形程度，以降低切削面的殘余應(yīng)力。

2.6大膽使用新技術(shù)、新產(chǎn)品

在加工過(guò)程中大膽產(chǎn)嘗試新的技術(shù)，不但能夠提高機(jī)械加工的效率還能在很大程度上降低機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷的發(fā)生頻率。目前，在實(shí)際的機(jī)械加工中，已經(jīng)開(kāi)始嘗試將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在精密儀器制造過(guò)程中，這一組合保證了操作流程的準(zhǔn)確性。另外，可以在不破壞機(jī)械加工質(zhì)量的前提下，適當(dāng)提升軸向進(jìn)的速度、提供較小的進(jìn)給量，以提高加工速率[5]，使加工過(guò)程更加穩(wěn)定。在實(shí)際加工過(guò)程中，可以選擇效果較好的新切削輔助液，提高切削材料表面的平滑度。

3.結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械產(chǎn)品的表面質(zhì)量影響重大，它關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品日后的工作性能，因此我們應(yīng)重視機(jī)械加工表面質(zhì)量問(wèn)題?？偨Y(jié)之后我們可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致機(jī)械加工表面質(zhì)量缺陷的因素有很多，本文只列舉了幾種常見(jiàn)的因素，并提出了相應(yīng)的可行性較高的解決對(duì)策，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量發(fā)展。此外還要采取措施提高機(jī)械加工操作人員的技術(shù)水平，以保證加工過(guò)程順利進(jìn)行。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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[5]韋衍.工件表面質(zhì)量缺陷的無(wú)損視覺(jué)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].湘潭大學(xué)，2012.