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机械加工质量的内涵及影响因素

2019-10-21 07:10:22

随着工业技术创新和发展速度的不断加快,机械化生产方式在部分生产领域已经逐渐取代了手工制作,特别是制造行业。由于部分较为重要的零件的使用环境比较特殊,如在高温、高压等环境下使用,要想保证零件使用的稳固性,零件的质量要达到相关标准,这就对机械加工质量提出了高层次的要求。机械加工质量主要由两部分构成,即加工精度与加工表面质量。只有对机械加工中两个重要环节进行严格控制,机械加工的质量才能得到好地控制,机械产品的质量也才能达到使用标准。

1.机械加工质量的内涵

机械加工质量主要包括两个方面:加工精度、加工表面质量,而这两个方面又分别会受到几何方面与材料方面的质量影响。

1.1几何方面的质量在机械加工过程中,几何方面的质量会对机械加工的精度造成影响。几何方面的质量是指机械产品在加工过程中产品表面和界面之间的几何形状误差。其主要包括两个方面:宏观几何形状误差、微观几何形状误差。其中,宏观几何形状误差包括圆度误差等,一般情况下宏观几何形状误差波高和波长之间的比值会高于1000。而微观几何形状误差则包括表面粗糙度等,一般情况下微观几何形状误差波高和波长之间的比值都低于50。

1.2材料方面的质量在机械加工中,材料方面的质量是指机械产品表面层所涉及的物理学性能的质量和基体之间产生的变化,也被称为加工变质层。在机械加工过程中,材料方面的质量会对加工表面质量造成影响,这主要表现在表面层加工硬化和表面层金相组织变化两个方面。其中,表面层加工硬化是指机械加工时所产生的塑性变形、晶粒间产生滑移等导致机械产品表面层金属的硬度被增强。一般对机械产品加工硬度进行评定需要考虑三个方面,即表面层金属硬度、硬化深度与硬化程度。表面层金相组织变化是指在机械加工中因切削热的作用,导致机械产品表面金属的金相组织产生变化。

2.机械加工质量的影响因素

在机械加工过程中,机械加工质量问题主要包括切削加工表面粗糙度、磨削加工表面粗糙度。一般影响机械加工质量的因素可以分为两个方面,即几何因素和物理学因素。

2.1切削加工表面粗糙度在机械加工中,切削加工表面粗糙度这一质量问题的产生原因主要包括几何因素和物理学因素两个方面。其中,几何影响因素包括机械加工所使用刀具参数的主偏角、副偏角、切削进给量等,而物理学影响因素包括工件材料、切削速度、进给量等。在机械加工中,使用韧性材料进行工件加工,材料的金属塑性容易发生变形,而机械加工表面也会粗糙。因此,在使用中碳钢与低碳钢等韧性好的工件材料的时候,为了降低切削加工表面的粗糙度,提高切削性能,一般需要在精加工之间对材料进行调质处理。

在对塑性材料进行加工的时候,切削速度会对机械加工表面粗糙度造成很大的影响。当切削速度达到一定标准的时候,材料的金属塑性发生变形的几率就越低,而切削加工表面粗糙度也会越小。

在控制切削用量的时候,减少进给量可以在一定程度上降低切削加工表面粗糙度。但是,如果进给量过小,切削加工表面粗糙度反而会越大;只有合理的控制进给量,才能好地降低切削加工表面粗糙度。

2.2磨削加工表面粗糙度在机械加工过程中,磨削表面的产生是因砂轮上的磨粒所划出的刻痕。一般情况下,如果划过工件单位面积的砂粒越多,则代表工件上的刻痕就越多,而工件上刻痕的等高性影响着磨削加工表面粗糙度。若是工件上刻痕的等高性好,则磨削加工表面粗糙度就越低。另外,影响磨削加工表面粗糙度的物理学因素有磨削用量等。在机械加工中,砂轮转速会对磨削加工表面粗糙度造成影响,而工件转速对磨削加工表面粗糙度造成的影响则与砂轮转速相反。砂轮转速变快代表着单位时间内工件单位面积上通过的磨粒数量会变多,磨削加工表面粗糙度则会变小。与砂轮转速相比,如果工件转速变快则表示单位时间内经过工件加工表面的磨粒数量会变少,而磨削加工表面粗糙度就会增大。此外,在砂轮纵向进给量比砂轮宽度小的情况下,工件表面会被反复切削,工件被磨削的粗疏也会增加,而工件的磨削加工表面粗糙度也会随之变小。